154
ГИБРИД ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛ-КРЕМНЕЗЕМ
НАНОКОМПОЗИЦИЯЛАРИНИНГ АДСОРБЦИЯЛАШ ХОССАЛАРИ
Ж.Қ. Маматов., Н.Т. Каттаев., А.Ю. Яркулов., Ҳ.И. Акбаров.
Ўзбекистон Миллий Университети
Наноўлчамли органик/ноорганик нанокомпозитлар одатда органик
полимерлар билан ноорганик моддалардан тузилган гибридлардир.
Уларнинг
бирлашиши натижасида ноорганик материалларнинг қаттиқлик, иссиқликка
чидамлилик ва органик полимернинг уйғунлашувчанлик кўрсаткичлари,
шунингдек диэлектриклик, пластик эгилувчанлик каби эксплуатацион
хоссалари яхшиланади. Бундан ташқари, улар одатда махсус таркибга эга
материалларнинг
яхшиланишига
олиб
келадиган
нанотўлдирувчи
хусусиятларини намоён қилади.
Полиакрилонитрил (ПАН) кўп тоннали ва турли соҳаларда кенг
ишлатиладиган материал бўлиб, у асосан турли хил толалар тайёрлашда
ишлатилади. Шунга қарамасдан, ПАНнинг термик барқарорлик сингари айрим
хоссаларини яхшилаш талаб этилади. ПАНнинг яна бир камчилиги унинг нам
ўтказувчанлиги ва гигроскопиклигининг пастлигидир. Шу
сабабли ПАН
толаларининг эксплуатацион хусусиятларини янада яхшилаш муҳим
масалалардан биридир. Айниқса ПАН толалари кўп миқдорда ишлаб
чиқариладиган мамлакатимиз учун бу жуда долзарб ҳисобланади.
Кремнезем яхши термик барқарорликка ва гидрофилликка эга ҳисобланиб,
унинг ПАН билан композицияси юқори термик барқарорлиги ва гидрофиллиги,
шунингдек нам ўтказувчанлиги билан ажралиб туради [1].
Мазкур тадқиқот ишининг мақсади золь-гель усулида олинган ПАН-
кремнезем нанокомпозицион материалининг сув буғини адсорбциялаш
изотермасини олиш ва олинган изотермани микроғовакларнинг ҳажмий
тўйиниш (МҲТН), Цимм-Ландберг назарияси бўйича ҳисоблар кластерланиш
тенденциясини баҳолаш ҳамда Де Бур-Цвикер назариялари билан таҳлил
қилишдан иборатдир.
Гибрид полиакрилонитрил-кремнезем
нанокомпозицион материални
сорбцион хоссаларини ўрганиш учун универсал юқори вакуумли адсорбцион
қурилма ва унга уланган дифференциал микрокалориметр Тиана-Кальве
типидаги, ДАК-1-1А ишлатилди. Ўлчашлар КМ-8 катетометр ёрдамида 10
-3
-10
-
4
Па бўлган қолдиқ босимда олиб борилди.
Сорбция изотермалари асосида БЭТ бўйича ғовак структура
характеристикалари аниқланди. Турли полимер ва нанокомпозицияларнинг сув
сорбция изотермаларининг назарий анализи уларнинг сорбат билан ўзаро
таъсирлашиш механизмини тавсифлаб берди.
Цимм-Ландберг назарияси
бўйича ҳисоблар кластерланиш тенденциясини баҳолаб берди.
Цимм–Ландберг назарияси бўйича кластер ҳосил бўлиш функцияси
ҳисобланди:
G
11
/V
1
=-(1-
s
) (
1
1
1
/
)
/
(
а
а
)
p,T
-1
155
Назария бўйича агар интеграл G
11
/V
1
≥ - 1 бўлса, кластерланиш
кузатилади.
ПАН-кремнезем системаси учун буғларнинг
фаоллиги
P
i
/P
i
0
=0,4 – 0,5 соҳада бўлганда кластерланиш бошланади.
Де Бур-Цвикер назарияси бўйича мувозанатда ютилган сувнинг миқдори
қуйидаги тенгламадан аниқланди:
lglg(p
s
/p)=lgk +algk
1
М.М. Дубинин назариясидан фойдаланиб микроғовакларнинг ҳажмий
тўйиниш назарияси (МҲТН) орқали олинган изотермалар тўлиқ таҳлили
олинади.
Изотермалардан, МҲТН бўйича ҳисоб-китоб қилиб олинган маълумотлар
тажриба маълумотларига мос келади.
ПАН-кремнезем гибрид нанокомпозицион материалининг сув буғини
адсорбциялаш изотермаси МҲТНнинг қуйидаги уч аъзоли тенгламаси орқали
тўлиқ ифодаланди:
а= 0,365 ехр [-(A/13,93)]
4
+ 2,893 exp [-(A/4,08)]
2
+ 0,625 exp [-(A/0,59)]
Бу ерда
а -адсорбция, ммоль/г; А -адсорбция иши (А=
RTln Р
i
/Р
i
0
).
МҲТН шуни кўрсатдики, гибрид ПАН-кремнезем нанокомпозитининг сув
буғини адсорбциялаш механизми асосан уч типдаги сорбцион босқичларда
кечади. Бу эса гибрид ПАН-кремнезем нанокомпозити турли хил ғовакларга эга
бўлиши мумкинлигидан далолат беради [2]. Қутбли сорбатларнинг қутбли
сорбентлар билан ўзаро таъсирлашув жараёнларини тавсифлаш учун Де Бур -
Цвикер томонидан ишлаб чиқилган адсорбция назариясидан ПАН-кремнезем-
сув тизимларида ҳам фойдаланиш мумкин.
Де Бур - Цвикер назариясининг тажрибавий текшириш натижалари шуни
кўрсатдики,
нисбий босим P
i
/P
i
0
< 0,6 – 0,65 гача бўлганда ПАН-кремнезем
гибрид композицияларининг сув буғи бўйича изотермалари чизиқли бўлади. Бу
эса Де Бур - Цвикер назариясига кўра, мазкур оралиқда “эркин” сув йўқлигини
ва сув буғларининг барчаси гибрид композицияларнинг фаол гуруҳлари бўйича
сорбцияланишини, юқори нисбий босимларда эса сорбат сорбентнинг
ғовакларида конденсацияланиши ҳамда “сорбат-сорбат” таъсирлашиши
натижасида кластерланиш ҳосил бўлишини билдиради.
Do'stlaringiz bilan baham: