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氣凝膠

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氣凝膠干燥工藝小知識

發布時間:2018-11-28 21:38:27

       氣凝膠性能主要由其納米孔洞結構決定,一般通過溶膠-凝膠工藝獲得所需納米孔洞和相應凝膠骨架,由于凝膠骨架內部的溶劑存在表面張力,在普通的干燥條件下會造成骨架的坍縮,氣凝膠制備技術核心在于避免干燥過程中由于毛細管力導致納米孔洞結構塌陷。

       根據干燥工藝的不同,主要分為超臨界干燥工藝和常壓干燥工藝兩種,其他尚未實現批量生產技術還有真空冷凍干燥、亞臨界干燥等。

       超臨界干燥技術是最早實現批量制備氣凝膠技術,已經較為成熟,也是目前國內外氣凝膠企業采用較多的技術。超臨界干燥旨在通過壓力和溫度的控制,使溶劑在干燥過程中達到其本身的臨界點,形成一種超臨界流體,處于超臨界狀態的溶劑無明顯表面張力,從而可以實現凝膠在干燥過程中保持完好骨架結構。目前已經實現批產技術一般采用二氧化碳作為干燥介質,簡稱二氧化碳超臨界干燥技術。

 

經過干燥后的氣凝膠制品

上圖為經過干燥后的部分氣凝膠形態的產品圖

       常壓干燥一種新型的氣凝膠制備工藝,其原理是采用疏水基團對凝膠骨架進行改性,避免凝膠孔洞表面的硅羥基相互結合并提高彈性,同時采用低表面張力液體置換凝膠原來高比表面積的水或乙醇從而可以在常壓下直接干燥獲得性能優異的氣凝膠材料。

 

        氣凝膠干燥工藝:       

        氣凝膠性能主要由其納米孔洞結構決定,一般通過溶膠-凝膠工藝獲得所需納米孔洞和相應凝膠骨架,由于凝膠骨架內部的溶劑存在表面張力,在普通的干燥條件下會造成骨架的坍縮,氣凝膠制備技術核心在于避免干燥過程中由于毛細管力導致納米孔洞結構塌陷。

       根據干燥工藝的不同,主要分為超臨界干燥工藝和常壓干燥工藝兩種,其他尚未實現批量生產技術還有真空冷凍干燥、亞臨界干燥等。

       超臨界干燥技術是最早實現批量制備氣凝膠技術,已經較為成熟,也是目前國內外氣凝膠企業采用較多的技術。超臨界干燥旨在通過壓力和溫度的控制,使溶劑在干燥過程中達到其本身的臨界點,形成一種超臨界流體,處于超臨界狀態的溶劑無明顯表面張力,從而可以實現凝膠在干燥過程中保持完好骨架結構。目前已經實現批產技術一般采用二氧化碳作為干燥介質,簡稱二氧化碳超臨界干燥技術。

       常壓干燥一種新型的氣凝膠制備工藝,其原理是采用疏水基團對凝膠骨架進行改性,避免凝膠孔洞表面的硅羥基相互結合并提高彈性,同時采用低表面張力液體置換凝膠原來高比表面積的水或乙醇從而可以在常壓下直接干燥獲得性能優異的氣凝膠材料。

 
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