بهبود خواص گرمایی و فداشوندگی عایق‌های فراسبک کامپوزیتی سیلیکون-چوب‌پنبه با استفاده از ایروژل نووالاک

عایق‌های گرمایی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش اتلاف گرمایی در خور توجه هستند. استفاده از عایق‌های سبک سبب کاهش وزن و بهبود کارایی محصول نهایی می‌شود. یکی از رویکردها برای دست‌یابی به عایق سبک، ساخت نانوکامپوزیت‌هایی با چگالی کم و خواص عایقی مناسب است. چوب‌پنبه، ماده‌ای سلولوزی با سلول‌های میکرونی است که کاربرد گسترده‌ای در عایق‌های گرمایی سبک دارد. به دلیل وجود ساختار متخلخل در چوب‌پنبه، این ماده به‌عنوان یکی از بهترین عایق‌های گرمایی استفاده می‌شود که چگالی و رسانندگی گرمایی کمی دارد. تلاش‌های بسیاری برای کاهش هرچند ناچیز رسانندگی گرمایی آن انجام شده است. در این پژوهش، برای بهبود عملکرد گرمایی و فداشوندگی کامپوزیت سیلیکون-چوب‌پنبه، از ایروژل نووالاک با ساختار متخلخل سلول‌باز نانومتری و چگالی، رسانندگی گرمایی و نفوذ گرمایی بسیار کم استفاده شده است. وجود ایروژل نووالاک در حفره‌های میکرونی چوب‌پنبه و پرکردن آن‌ها، سبب افزایش نسبی چگالی کامپوزیت، حذف انتقال گرمای جابه‌جایی هوا در سلول‌های چوب‌پنبه، کاهش چشمگیر رسانندگی گرمایی و نفوذ گرمایی چوب‌پنبه می‌شود. رسانندگی گرمایی بسیار کم ‌ایروژل، دست‌یابی به کامپوزیتی با رسانندگی گرمایی و چگالی کم را ممکن ساخته است، به‌طوری که وجود ایروژل در کامپوزیت سیلیکون-چوب‌پنبه سبب کاهش %39 رسانندگی گرمایی و %45 نفوذ گرمایی کامپوزیت نسبت به کامپوزیت بدون ایروژل شده است. با وجود ایروژل، پایداری گرمایی و مقاومت گرمایی کامپوزیت افزایش و پایداری زغال تشکیل شده بهبود یافته است. همچنین، وجود ایروژل در حفره‌های چوب‌پنبه و اعمال پوشش نهایی رزول-گرافن اکسید روی سطح نمونه، سبب بهبود رفتار فداشوندگی کامپوزیت سیلیکون-چوب‌پنبه-ایروژل و کاهش %55 دمای پشت کامپوزیت فداشونده نسبت به نمونه بدون ایروژل شد.