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气凝胶

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气凝胶干燥工艺小知识

发布时间:2018-11-28 21:38:27

       气凝胶性能主要由其纳米孔洞结构决定,一般通过溶胶-凝胶工艺获得所需纳米孔洞和相应凝胶骨架,由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力,在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩,气凝胶制备技术核心在于避免干燥过程中由于毛细管力导致纳米孔洞结构塌陷。

       根据干燥工艺的不同,主要分为超临界干燥工艺和常压干燥工艺两种,其他尚未实现批量生产技术还有真空冷冻干燥、亚临界干燥等。

       超临界干燥技术是最早实现批量制备气凝胶技术,已经较为成熟,也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术。超临界干燥旨在通过压力和温度的控制,使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点,形成一种超临界流体,处于超临界状态的溶剂无明显表面张力,从而可以实现凝胶在干燥过程中保持完好骨架结构。目前已经实现批产技术一般采用二氧化碳作为干燥介质,简称二氧化碳超临界干燥技术。

 

经过干燥后的气凝胶制品

上图为经过干燥后的部分气凝胶形态的产品图

       常压干燥一种新型的气凝胶制备工艺,其原理是采用疏水基团对凝胶骨架进行改性,避免凝胶孔洞表面的硅羟基相互结合并提高弹性,同时采用低表面张力液体置换凝胶原来高比表面积的水或乙醇从而可以在常压下直接干燥获得性能优异的气凝胶材料。

 

        气凝胶干燥工艺:       

        气凝胶性能主要由其纳米孔洞结构决定,一般通过溶胶-凝胶工艺获得所需纳米孔洞和相应凝胶骨架,由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力,在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩,气凝胶制备技术核心在于避免干燥过程中由于毛细管力导致纳米孔洞结构塌陷。

       根据干燥工艺的不同,主要分为超临界干燥工艺和常压干燥工艺两种,其他尚未实现批量生产技术还有真空冷冻干燥、亚临界干燥等。

       超临界干燥技术是最早实现批量制备气凝胶技术,已经较为成熟,也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术。超临界干燥旨在通过压力和温度的控制,使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点,形成一种超临界流体,处于超临界状态的溶剂无明显表面张力,从而可以实现凝胶在干燥过程中保持完好骨架结构。目前已经实现批产技术一般采用二氧化碳作为干燥介质,简称二氧化碳超临界干燥技术。

       常压干燥一种新型的气凝胶制备工艺,其原理是采用疏水基团对凝胶骨架进行改性,避免凝胶孔洞表面的硅羟基相互结合并提高弹性,同时采用低表面张力液体置换凝胶原来高比表面积的水或乙醇从而可以在常压下直接干燥获得性能优异的气凝胶材料。

 

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