خواص گرمایی و مکانیکی ایروژل های هیبریدی نووالاک - سیلیکای تهیه شده با پلیمرشدن سل - ژل در محیط اشباع از بخار حلال

امروزه ایروژل‌های هیبریدی آلی- معدنی، به دلیل خواص مکانیکی و گرمایی بهبود یافته مورد توجه قرار گرفته‌اند. در پژوهش حاضر، ابتدا، ژل‌های هیبریدی نووالاک-سیلیکا با غلظت‌های مختلف، به‌ روش پلیمرشدن سل-ژل در محیط اشباع از بخار حلال، تهیه شدند. سپس ژل‌های هیبریدی با فرایند خشک‌کردن در محیط، در جو هوا خشک شدند. این روش، نیاز به فرایند پرهزینه و خطرناک خشک‌کردن ابربحرانی را مرتفع ساخت. همچنین، بازده ایروژل‌های هیبریدی را با ‌کاهش جمع‌شدگی، در مقایسه با فرایند سل-ژل معمولی، افزایش داد. از پیش‌ماده‌ فاز سیلیکا در این مطالعه تترااتوکسی سیلان و از رزین ارزان قیمت نووالاک به عنوان فاز تقویت کننده استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون طیف‌سنجی زیرقرمز، تشکیل هم زمان ژل سیلیکا و نووالاک را در نمونه‌های هیبریدی تایید کرد.‌ ایروژل‌های تهیه شده دارای شبکه‌های هیبریدی نانو ساختار با تخلخل زیاد ( ببش از 80٪) و چگالی کم (کمتر از  g/cm3 0.25) بودند. همچنین، جمع‌شدگی ساختار ایروژل هیبریدی با افزایش مقدار سیلیکا، به دلیل تمایل شبکه‌‌ سیلیکا به جمع‌شدگی حین فرایندهای ژل‌شدن و خشک‌کردن افزایش یافت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ها نشان داد، ریزساختار ایروژل‌های هیبریدی از یک شبکه پیوسته از ذرات کلوئیدی متصل به هم تشکیل شده‌ و نیز متوسط ​​اندازه ذرات کلوئیدی کمتر از 100 نانومتر است. تحلیل نقشه عنصری سیلیکون، توزیع خوب فاز سیلیکا را در سراسر ساختار هیبریدی نشان می دهد. نتایج نشان داد، با افزایش مقدار فاز سیلیکا، خواص گرمایی و عایقی ایروژل‌های هیبریدی افزایش می یابد. نتایج آزمون استحکام فشاری حاکی از کاهش خواص مکانیکی نمونه‌ها با افزایش مقدار سیلیکاست.