Vpliv množinskega razmerja med MTMS in topilom na sintezo monolitnega fleksibilnega hidrofobnega aerogela pri normalnem zračnem tlaku

slovenski

2020

aerogel   kemija   metiltrimetoksisilan (MTMS)   sol-gel metoda

Narodna in univerzitetna knjižnica
(Obvezni izvod spletne publikacije)

S perečima problematikama podnebnih sprememb in Coronavirusa sta učinkovita toplotna izolacija in preprečevanje aerosolih okužb postala dva pomembna razvojno-raziskovalna izziva. V raziskovalni nalogi sem razvijal aerogel, ki združuje nizko toplotno prevodnost in prožnost. Fleksibilni kserogeli in aerogeli na osnovi silicijevega dioksida so bili sintetizirani s pomočjo sol-gel tehnologije. Kot prekurzor sem uporabili metiltrimetoksisilan (MTMS). Uporabljen postopek je bil kataliziran s kislinskim katalizatorjem, temu je sledilo sušenje produkta pri normalnem zračnem tlaku in temperaturah do 140 °C. Ugotovljeno je bilo, da je sinteza monolitnih alkogelov uspela samo v primerih, kjer smo imeli množinsko razmerje med prekurzorjem (MTMS) in topilom med 0,11 in 0,25. Predpostavili smo, da ta razmerja omogočajo ravno pravo stopnjo zamreženosti produkta, s tem stabilno strukturo in še vedno zelo nizko gostoto. Kot najugodnejše razmerje med prekurzorjem, topilom in vodo se je izkazalo razmerje 1 : 8 : 16. Uspeli smo pridobiti mešanico aerogelov, ki so izkazovali tudi kserogelske lastnosti, kot sta krhkost in nizka elastičnost, vendar tudi nizko gostoto (0,011 g/cm3), veliko absorpcijsko kapaciteto za nepolarna topila, še posebej halogenirana organska topila, super hidrofobnost in veliko temperaturno odpornost (do 350 °C). Ker so pridobljeni produkti cenovno ugodni, zaradi svoje nanodendritne zgradbe in hidrofobnosti predstavljajo material, ki bi ga lahko uporabili tudi kot filter pri obraznih zaščitnih maskah.

10.10.2024