تهیه کامپوزیت آئروژل رزورسینول-فرمالدئید/ نانولوله کربنی به روش خشک کردن فوق بحرانی و بررسی اثر فعال کننده های سطحی مختلف بر آن

در این پژوهش به بررسی تاثیر فعال کننده های سطحی مختلف روی خواص کامپوزیت آئروژل رزورسینول-فرمالدئید/نانولوله و کامپوزیت آئروژل کربن/نانولوله پرداخته می شود. آئروژل های رزورسینول-فرمالدئید از طریق پلیمریزاسیون سل-ژل رزورسینول با فرمالدئید در محلول آبی تولید می شوند. ژل آلی تولید شده به وسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی خشک شده و سپس در حضور گازهای بی اثر پیرولیز می شود. به منظور پراکنده کردن نانولوله ها در محلول آبی از فعال کننده های سطحی استفاده شد. در این روش از دو ماده سدیم دودسیل سولفات (sds) و صمغ عربی به عنوان فعال کننده سطحی استفاده شد. در ساخت نمونه های کامپوزیت از درصدهای وزنی مختلف نانولوله و همچنین نسبت های مختلف فعال کننده سطحی استفاده شد. در نهایت تاثیر هر کدام از فعال کننده های سطحی روی خواص کامپوزیت آئروژل رزورسینول-فرمالدئید/نانولوله و کامپوزیت آئروژل کربن/نانولوله بررسی شد. مطابق نتایج، افزایش درصد وزنی نانولوله موجب کاهش انقباض و دانسیته و افزایش هدایت الکتریکی و جذب نمک در همه نمونه های دارای فعال کننده های سطحی اعم از قبل و بعد از پیرولیز می شود. این پدیده به این علت می تواند باشد که نانولوله های کربنی دارای مقاومت مکانیکی بسیار بالایی می باشند. بنابراین، احتمالا افزایش مقدار نانولوله های کربنی در آئروژل باعث افزایش مقاومت مکانیکی کامپوزیت می شود. این افزایش مقاومت مکانیکی، می تو اند موجب کاهش درصد انقباض و در نتیجه کاهش دانسیته شود. همچنین احتمالا به علت اینکه نانولوله های کربنی دارای هدایت الکتریکی بالایی می باشند، با افزایش تعداد آنها در کامپوزیت هدایت الکتریکی آن افزایش می یابد. جذب نمک هم با هدایت الکتریکی و تخلخل نمونه ها رابطه مستقیمی را نشان داد. به طوری که به نظر می رسد افزایش درصد وزنی نانولوله از طریق افزایش همزمان هدایت الکتریکی و تخلخل، موجب جذب بیشتر یون های نمک شده است. از طرفی دیگر افزایش درصد وزنی نانولوله در نمونه های دارای نانولوله خام تاثیر قابل توجه ای روی خواص کامپوزیت بدست آمده نمی گذارد. این پدیده به این علت می تواند باشد که بدون فعال کننده های سطحی، نانولوله ها به خوبی در محلول آبی پخش نشده در نتیجه تاثیر زیادی روی خواص کامپوزیت بدست آمده نمی گذارند. افزایش مقدار فعال کننده سطحی در نمونه های دارای sds و صمغ عربی موجب کاهش انقباض و دانسیته و افزایش هدایت الکتریکی و جذب نمک نمونه ها قبل و بعد از پیرولیز می شود. این پدیده به این علت می تواند باشد که با افزایش مقدار فعال کننده سطحی نانولوله ها بهتر و یکنواخت تر در توده آئروژل پخش می شوند. این پخش بهتر نانولوله ها می تواند باعث افزایش مقاومت مکانیکی و هدایت الکتریکی کامپوزیت شود.