دفاعیه دکتری مهندسی شیمی

مهندس حسین کریمیان(دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی)، شانزدهم مهرماه 1393 از رساله خود با عنوان «سنتز اسفنج‌ نانوکامپوزیتی PolyHIPE پلی(استایرن/دی‌وینیل بنزن) با قابلیت هدایت الکتریکی» دفاع کرد.

چکیده این رساله که راهنمایی آن را دکتر محمدرضا مقبلی بر عهده داشتند، به شرح زیر است.

چکیده:

اسفنج‌های نانوکامپوزیتی PolyHIPE پلی(‌استایرن/دی‌وینیل بنزن)/نانولوله کربن با ساختار سلول باز و هدایت الکتریکی مطلوب ساخته شد. از اسفنج‌های نانوکامپوزیتی PolyHIPE/نانولوله کربن به عنوان پایه اسفنج هیبریدی با پوشش پلیمر هادی استفاده شد. در ابتدا، بمنظور تعیین شرایط پوشش‌دهی سطح حفره‌‌های اسفنج با پلیمر هادی، اسفنج PolyHIPE با سطح ویژه بالا با استفاده از حلال پروژن 1، 2 دی کلروبنزن از طریق پلیمریزاسیون امولسیون با درصد بالای فاز درونی تهیه و سطح حفره‌های آن با لایه نازکی از پلی‌پیرول به روش پلیمریزاسیون اکسیداسیونی در حضور حلال‌ها و دوپانت‌های مختلف پوشش داده شد. با توجه به هدایت الکتریکی مطلوب اسفنج PolyHIPE/پلی‌پیرول دوپه شده با دوپانت سولفونیکی سدیم دودسیل‌بنزن سولفونات (SDBS) در کلروفرم، از این حلال و دوپانت در مرحله ساخت اسفنج‌های هیبریدی استفاده شد. در ادامه، با توجه به نقش مهم عوامل فعال سطحی در پراکنش نانولوله‌های کربن در فاز آبی امولسیون و ساختار اسفنج حاصل، تأثیر عوامل فعال سطحی آنیونی، غیریونی و مخلوط عوامل فعال سطحی بر ریزساختار و هدایت الکتریکی اسفنج‌های نانوکامپوزیتی PolyHIPE/نانولوله کربن مورد بررسی قرار گرفت. ساختار اسفنج تهیه شده توسط SDBS به نحو چشمگیری بهبود یافت و هدایت الکتریکی نقطه اشباع آن(Scm-1 4-10×74/5) در مقایسه با اسفنج تهیه شده بوسیله سدیم دودسیل سولفات (SDS) نزدیک به 75 درصد افزایش یافت. اسفنج‌های نانوکامپوزیتی تهیه شده با عوامل فعال سطحی غیریونی (F127 و Triton X-100) و نیز مخلوط عوامل فعال سطحی یونی (SDBS, CTAB) علی‌رغم دارا بودن ساختار سلول باز و استحکام فشاری مطلوب از لحاظ الکتریکی عایق بودند. استفاده از عامل فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفوساکسینات (SDOSS) با ساختاری شبیه به عوامل فعال سطحی جمینی (Gemini)، به اسفنجی با ساختار سلول باز، استحکام مکانیکی و هدایت الکتریکی بالا (S cm-1 4-10×4/7) در مقایسه با اسفنج‌های کامپوزیتی سنتز شده توسط دیگر محققان انجامید. لذا از این اسفنج نانوکامپوزیتی برای ساخت اسفنج‌ هیبریدی با پوشش پلی‌پیرول استفاده شد. پلیمریزاسیون پلی‌پیرول بر سطح نانولوله‌های کربن و کاهش مقاومت‌های تماسی و غیرتماسی بین نانولوله‌ها، به افزایش 103 برابری هدایت الکتریکی اسفنج هیبریدی در مقایسه با اسفنج نانوکامپوزیتی انجامید. بررسی کاربرد بالقوه اسفنج‌های تهیه شده در جذب امواج الکترومغناطیسی بیانگر افزایش قابل توجه اثربخشی الکترومغناطیسی اسفنج‌های هیبریدی در مقایسه با اسفنج‌های نانوکامپوزیتی بود، به طوری که اسفنج‌های هیبریدی بیش از 75 درصد موج الکترومغناطیسی برخوردی را جذب نمودند.

کلمات کلیدی: اسفنج PolyHIPE، هدایت الکتریکی، پلی‌پیرول، نانولوله کربن، عامل فعال سطحی