سنتز و مشخصه يابي يك ساختار متخلخل هيبريدي بر پايه پلي استايرن- سيليس و پوشش دهي آن بر روي لايه بي‌بافت پلي‌استر براي جذب روغن موتور و نفت خام

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

ساختارهاي متخلخل به ‌عنوان يك جاذب مناسب براي حذف آلاينده‌هاي آلي، روغني و نفتي مورد توجه بسياري از پژوهشگران قرار گرفته¬اند. پژوهش‌هاي انجام‌گرفته در اين راستا محدود به استفاده از گرانول‌هاي سيليس مزوحفره مانند ايروژل سيليس آب‌گريز بوده است. همچنين به شكل محدود، به هيبريد‌سازي ساختار مزوحفره با پليمرها به ويژه پلي¬استايرن در راستاي ايجاد خواص آبگريزي و بهبود مكانيزم جذب شيميايي و نيزكنترل حفرات و بهبود مكانيزم جذب فيزيكي تركيبات روغني و نفتي توسط ايروژل حاصل پرداخته شده است. از طرفي استفاده از سازه ليفي حاوي تركيبات سيليس متخلخل هيبريدي به‌عنوان جاذب تركيبات نفتي و روغني تاكنون مورد بررسي قرار نگرفته است. لذا در اين پژوهش، سنتز ساختار متخلخل هيبريدي پلي‌استايرن/سيليس با هدف كنترل ساختار حفرات و ايجاد حفرات ماكرومتري در شبكه سيليس به منظور بهبود عملكرد جذب روغن ساختار و نيز استفاده از پلي¬استايرن به جاي تركيبات سيلاني سمي و گران¬قيمت مرسوم براي آبگريزي ساختار مورد بررسي قرار گرفت. با كنترل شرايط سنتز و مقدار پلي‌استايرن موجود درشبكه سيليس مزوحفره، نمونه¬هاي متخلخل هيبريدي پلي‌استايرن/سيليس با ساختار حفرات و خواص فيزيكي و شيميايي متفاوت و با روش سل- ژل دو‌مرحله‌اي و خشك‌كردن در فشار محيط سنتز شدند. همچنين اثر حذف پلي‌استايرن از ساختار متخلخل هيبريدي با هدف ايجادحفرات بزرگ در ساختار مزوحفره برسي شد. پوشش¬دهي سازه ليفي با ساختار متخلخل هيبريدي و تهيه بلانكت ايروژلي به روش سنتز در جاي ذرات ايروژل هيبريدي بر بستر لايه بي‌بافت پلي‌استر انجام شد. نتايج نشان دادند شرايط بهينه براي جلوگيري از جدايي فازي محلول پلي‌استايرن از سل هيبريدي و تهيه ايروژل هيبريدي پلي‌استايرن/سيليس يكنواخت آبگريز و داراي حفرات ماكرومتري،شامل cc10 محلول پلي‌استايرن 10% وزني حجمي به ازاي cc10 سل سيليس و مقدار cc5/0 محلول تراكم است. در شرايط بهينه با اتصال ذرات پلي¬استايرن بر روي شبكه سيليس و تشكيل فيلم پليمري، ساختار متخلخل هيبريدي با حفرات ماكرومتري ايجاد مي‌شود. ميزان جذب روغن‌موتور توسط نمونه ايروژل هيبريدي پلي‌استايرن/سيليس با ساختار ماكروحفره حاصل تا بيش از 32 برابر نمونه ايروژل سيليس خالص آب‌دوست با متوسط اندازه حفرات 6 نانومتر و حجم حفرات مزومتري cm3/g 64/1 و تا 5 برابر نمونه ايروژل سيليس خالص آب‌گريز با متوسط اندازه حفرات 21 نانومتري و حجم حفرات cm3/g 5/4 افزايش يافت. با حذف پلي¬استايرن از شبكه هيبريدي با وجود تشكيل حفرات بزرگ در ساختار، ميزان جذب روغن نمونه به دليل كاهش شديد آبگريزي، كاهش يافت. نمونه¬هاي منسوج حاوي ايروژل هيبريدي با شرايط مختلف سنتز ايروژل هيبريدي، مقادير مختلف پلي‌استايرن و با روش‌هاي پوشش‌دهي سنتز و مشخصه‌يابي شدند. نتايج حاصل نشان دادند با كاهش حجم سل هيبريدي اسپري شده بر منسوج، ميزان انسداد حفرات بزرگ منسوج توسط ذرات ايروژل كاهش يافته و ظرفيت جذب روغن تا 144% بهبود يافت. در شرايط بهينه، ميزان جذب روغن سازه بلانكت ايروژل هيبريدي حاصل نسبت به نمونه¬هاي مشابه تهيه شده با ايروژل سيليس آ‌ب‌دوست و ايروژل سيليس آّبگريز شده با TMCS به ترتيب 30% و 65% افزايش نشان داد.

219059

شيمي نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان