一、設備概述
SiO2氣凝膠是一種新型的結構可控的孔狀材料,具有多種的性質(zhì),例如低的折射率、低的彈性模量、低聲阻抗、低熱導率、強吸附性、典型的分形結構等,可被制作成聲阻抗耦合材料、過濾材料、高溫隔熱材料等多種高性能材料,在切侖可夫探測器、催化劑及催化劑載體、寬帶減反射、可充電電池、防眩光涂層、低介電常數(shù)絕緣層、超高速集成電路基片、高激光損傷閾值增透薄膜、絕熱涂層等眾多領域,都具有廣闊的應用前景。
溶膠-凝膠過程中溶膠粒子先聚集形成一個個團簇，這些團簇不斷擴大且相互連接形成網(wǎng)絡狀的大團簇，當擴展到整個容器即得到凝膠。凝膠形成后并不等于溶膠-凝膠過程結束，還要經(jīng)過一系列后處理(包括:老化、防開裂、干燥等)才能得到性能的氣凝膠。
凝膠形成后，溶液中的溶膠粒子和小凝膠團簇繼續(xù)聚集粘連，從而擴展到整個凝膠絡，該過程即為老化。這些老化過程是使凝膠網(wǎng)絡變粗、變滑、總體比表面積下降，網(wǎng)絡的孔徑分布、組成網(wǎng)絡的膠體顆粒半徑的分布變窄。
SiO2氣凝膠是由膠體粒子或高聚物分子相互聚結構成的納米多孔網(wǎng)絡固態(tài)非晶材料,其多孔率可達到80-99.8%，比表面積可高達800-1000m2/g以上。氣凝膠具有很低的密度,當前制備出的氣凝膠的密度可以達到0.003g/cm3，其密度僅為空氣的三倍,被稱為“固體煙”。在溶膠-凝膠過程中有機硅醇鹽通過水解與縮聚反應形成具有微細網(wǎng)絡孔洞結構的凝膠,利用超臨界干燥過程則可以在保持原有結構的前提下去除凝膠內(nèi)的大量液體而制得氣凝膠。但超臨界干燥過程需要高壓設備且條件控制非?？量?因而氣凝膠的制備成本昂貴,危險性大,限制了塊狀氣凝膠的大規(guī)模推廣應用。
在凝膠的后處理過程中將不可避免的引起凝膠表面的開裂，而導致凝膠開裂的應力主要源于毛細管壓力，這種由填充于凝膠骨架孔隙中的液體的表面張力所引起的毛細管壓力，使凝膠收緊重排、體積收縮?？梢圆捎靡韵聨追N措施減少干燥過程中的開裂程度:
(1)減小溶劑的表面張力
在反應過程中經(jīng)水解和縮聚形成的醇凝膠，其網(wǎng)絡孔洞中充滿的溶劑主要是水和醇，由于水的表面張力很大,因此在干燥過程中毛細管的附加壓力很大，這是造成氣凝膠制備過程中開裂破碎的直接原因。如果通過溶劑替換，用表面張力小的溶劑將水和醇替換出來，這些表面張力小的溶劑蒸發(fā)干燥時，附加壓力將大大減小，從而降低干燥過程中的開裂。
(2)改善凝膠中孔洞的均勻性
由于有機金屬化合物直接水解和縮聚得到的凝膠網(wǎng)絡結構一般不可能形成得非常均勻，這就造成凝膠內(nèi)部的孔道有粗有細，這樣在同一塊凝膠內(nèi)部應力的不均衡往往造成凝膠在干燥過程中的開裂或粉碎。因此在溶膠-凝膠過程中添加控制干燥的化學添加劑，它能促使醇凝膠的網(wǎng)絡孔道均勻，產(chǎn)生比較均勻的凝膠孔結構，從而可以減少干燥過程中凝膠破裂的可能性，縮短干燥周期。
(3)凝膠的表面修飾
如果對醇凝膠的表面進行修飾改善，調(diào)節(jié)和控制凝膠表面羥基的數(shù)量和表面電性，使凝膠骨架表面具有一定的憎水性，從而使骨架和溶劑之間的接觸角增大，這樣就能大大減小毛細管附加壓力，進而減少干燥過程中的開裂程度。
二、主要技術參數(shù)
干燥釜：6L/30MPa，300℃一套
分離器2L/20MPa，85℃一套
制冷系統(tǒng)：5100kcal/h，風冷，進口核心部件
儲罐：6L/16MPa
高壓輸送泵：50L/40MPa
總功率：16kW
南通儀創(chuàng)實驗儀器有限公司座落于江蘇省海安市南莫鎮(zhèn)工業(yè)集中區(qū)(黃陳村)，是以設計、 制造超臨界流體裝置和石油科研儀器為主的新型技術企業(yè)。產(chǎn)品用于新材料、新能源以及國防、醫(yī)藥、食品、石油化工等領域。長期以來，企業(yè)始終堅持'創(chuàng)新進取，與時俱進"的發(fā)展方針，專注于產(chǎn)品的拓展、升級。利用成熟的智能科技和現(xiàn)代化儀器設計理念,不斷優(yōu)化產(chǎn)品的工藝、性能，提升產(chǎn)品的綜合競爭力。經(jīng)多年的堅實運營，企業(yè)在超臨界流體應用和石油行業(yè)等方面積累了富、繢經(jīng)驗，先后形成具有很強競爭力的產(chǎn)品，如超臨界氣凝膠干燥、超臨界萃取、超臨界清洗、水氧化、反應等系列產(chǎn)品?！白⒅丶毠?jié)，精益求精是企業(yè)一貫的作風，在開拓提升產(chǎn)品的同時,企業(yè)注重產(chǎn)品的細節(jié)掌控,嚴格按照IS09001: 2015質(zhì)管理體系要求進行產(chǎn)品的過程和成品檢驗，保證產(chǎn)品安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定。牢記"產(chǎn)品的安全質(zhì)量，從每個細節(jié)抓起”。在提高自身創(chuàng)新能力的同時,企業(yè)不斷加強與國內(nèi)科研單位的合作，先后與北京大學、國防科技大學、軍事防化研究院、北京理工大學、北京化工大學、北京工業(yè)大學、同濟大學、中國大學、東華理工大學、中國航天科工六院、中國工程物理研究院、國核電運等科研院所建立協(xié)同合作關系。團結、創(chuàng)新、實、奮進是企業(yè)矢志不渝的追求。企業(yè)倍加珍惜每位用戶的認同，持"- -、戶至上、以質(zhì)興業(yè)、以優(yōu)取勝"的經(jīng)營宗旨，不斷交予用戶優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，與用戶優(yōu)勢互補、攜手共進!
超臨界萃取設備
