Hoe om luggel te maak

Die luggel is `n ultra-ligte materiaal met `n baie lae digtheid en baie min termiese geleidingsvermoë. Dit is taamlik deurskynend - dit het egter `n rowwe tekstuur. Tradisioneel word airgel vervaardig met `n superkritiese droogproses, dus jy moet jou eie superkritiese droër in jou huis bou as jy hierdie materiaal op jou eie wil maak. Daar is `n paar spesies wat sonder `n superkritiese droër vervaardig kan word, maar is geneig om meer sensitief en digter te wees. Hou lees om inligting te kry oor hoe om albei soorte materiaal te maak.

conținut

Stappe
Deel 1bou die superkritiese droër
Deel 2berei silika-luggel voor
Deel 3alternatiewe droog instruksies - subkritiese droog
Waarskuwings
Dinge wat jy nodig het
Superkritiese droër
Silika airgel
Alternatiewe silika-luggel met subkritiese droog

stappe

Deel 1
Bou die superkritiese droër

Kry `n 9 kg (20 lb) koolstofdioksiedbuis. Maak seker jy kry `n sifonhouer, met `n buis wat strek van die basis na die buitekant van die silinder.

Hierdie tipe buis moet jou toelaat om koolstofdioksied uit die houer in die vorm van vloeistof te verwyder en nie net in die vorm van gas nie.

Kyk na die skematiese diagramme. Hierdie artikel bevat instruksies oor hoe om die superkritiese droër te versamel, maar dit word sterk aanbeveel dat u `n blik op die skematiese diagramme wat aangebied word deur die airgel webwerf.

U kan hierdie skematiese diagramme sien in: https://aerogel.org/wp-content/uploads/2009/02/manuclave-design2.jpg

Heg pyp toebehore en 316 of 304 staal kleppe aan die liggaam van `n naatlose T-vormige vlekvrye staalpyp. Die liggaam van hierdie T-vormige pyp (of eenvoudig genoem T) moet 2 cm (3/4 ") wees.

Aan beide kante van die T-liggaam moet jy die proppe van die pyp plaas.

As jy wil, kan jy `n observatievenster aan een van die kante installeer in plaas van `n stop te sit.

Aan die basis van die T-liggaam moet jy `n kogelkraan verbind met `n 6 mm (1/4 ") reduksiegewrig.

In die boonste gedeelte van die lyf moet jy in hierdie volgorde skroef: 1 cm (1/2 ") reduksiegewrig, 1 cm (1/2") skroefdraad en 1 cm kruispyp (1 / 2 ").

Voltooi die boonste gedeelte van die masjien. Die oorblywende kleppe en aanwysers moet aan hierdie tweede kruispyp gekoppel word.

Koppel `n bimetaal termometer aan die bokant van die kruispyp.

Heg `n 6 mm tot 1 cm vakbond (1/4 "tot 1/2) aan die linkerkant") en verbind `n kogelkraan.

Heg `n ander skroefdraadbondstuk van 6 mm tot 1 cm aan (1/4 "to 1/2) aan die regterkant"). Heg `n kruispyp van 6 mm (1/4 ") met `n drukmeter aan die bokant vas en `n veiligheidsafdrukklep aan die onderkant.

Sluit aan die vrye kantkanaal van die kleiner kruispyp `n ander 6 mm (1/4 ") skroefdraadbondstuk en `n naaldklep.

Weet wat jy kan en kan nie gebruik nie. Dit is gerieflik om vlekvrye staal te gebruik omdat dit skoon en sterk is.

U kan aanwysers met koperdrade en kleppe met koolstofstaalliggame plaas.

Moenie loodgieterstukke van koper of koolstofstaal gebruik nie en gebruik geen dele wat aangedui word vir druk onder 13.8 MPa (2000 psi) nie.

Koppel die koolstofdioksied tenk aan die superkritiese droër. Jy moet die tenk stewig aan die droër koppel sodat die vloeibare koolstofdioksied maklik in die droër kan vloei.

Daar word aanbeveel dat u die amptelike skematiese diagramme wat hier gevind word, kyk: https://aerogel.org/wp-content/uploads/2009/02/gastank-1.jpg

Verbind die koolstofdioksiedtenk in die volgende volgorde: CGA320-mannetjie, Teflon-pakking, CGA-inlaatunie-grypstuk, CGA-inlaatmoer, NPT-vinnige loskoppeling vroulike connector (of sok) (tegniese akroniem) `American Tapered Thread for Pipes`, wat in Engels `n nasionale pypdraad van 6 mm (1/4 ") genoem word, `n pluk mannetjie (of prop) vinnige ontkoppeling van NPT 6 mm (1/4") en `n gevlochten slang hoë druk, rigiede, 6 mm (1/4 ") NPT en met vroulike verbindings.

Aan die ander kant van die slang verbind dit in die volgende volgorde: `n 6 mm (1/4 ") NPT-vinnige koppeling van die manneteknoppie en `n 6 mm (1/4") NPT-vinnige koppelstuk-vroulike connector.

Sluit by die laaste vroulike konneksie aan by die inlaatkogelklep van die manusklaaf (hoë drukhouer gemaak met staalpype en hoëdrukkleppe). Hiermee moet jy gereed wees om te begin.

Deel 2
Berei silika-luggel voor

Verdun gekonsentreerde ammoniakhidroksied. Kombineer 5 g of 5,5 ml gekonsentreerde ammoniumhidroksied met 1000 ml water in `n glas- of plastiekbottel.

Hierdie bottel moet `n etiket hê wat sê: "Moederdrank van ammoniakhidroksied". Jy kan dit verseël en in `n kamer by kamertemperatuur stoor vir latere hergebruik.

Meng die OSTM en die metanol. Kombineer 10 g of 10 ml tetrametiel ortosilikaat (OSTM) met 7,8 g of 10 ml metanol in `n glasbeker. Roer die oplossing totdat dit gemeng is.

Hierdie oplossing moet `n etiket hê wat "alkaloïedoplossing" of "oplossing A" aandui.

Hou in gedagte dat OSTM baie moeilik kan wees om te koop aangesien baie chemiese verskaffers huiwer om chemikalieë aan individue te verkoop. U moet egter seker maak dat u OSTM van `n betroubare bron kry sodat dit nie gevaarlike onsuiwerhede bevat nie.

Meng die ammoniumhidroksiedoplossing met die metanol. Kombineer 5 g of 5 ml van die voorraadoplossing wat jy vroeër voorberei het met 8 g of 10 ml metanol in `n ander beker. Roer tot dit goed gemeng is.

Benoem hierdie bekers met die etiket "katalisatoroplossing" of "oplossing B".

Meng die katalisatoroplossing in die alkaloïedoplossing. Gooi die katalisator (oplossing B) versigtig in die alkaloïed (oplossing A) en roer dit met `n glasstang totdat alles heeltemal gekombineer is.

Hou in gedagte dat die gevolglike oplossing die "son" genoem word.

Oordra die son in die vorms. Rig die vorms met silikoonbakpapier voordat die vloeibare son op hulle giet. Laat die son staan totdat die gel gevorm word.

Dit kan tussen 15 minute en 1 uur duur.

Jy kan ook die son in spuite gooi sonder naalde of plunjer. Op hierdie manier kan jy die afgewerkte gel verwyder deur dit met die plunjer uit die spuit uit te druk.

OSTM is die bron van silika in hierdie metode. Die water laat die OSTM toe om te polimeriseer en die metanol laat die water en die OSTM toe om dieselfde fase te betree sodat hulle kan reageer. Ammoniumhidroksied versnel die reaksie.

Laat die gel rus. Wanneer die gel vorm, plaas dit in methanol en laat dit minstens 24 uur op `n slag staan.

Sprei die water uit. Verander die metanol tot vars methanol, 100% etanol of asetoon minstens vier keer gedurende `n week.

Hierdie proses verwyder die water binne deur u `n suiwer metanolgel te gee.

Droog die gel in jou superkritiese droog. Plaas die gel in die superkritiese droogkompartement en verhit die koolstofdioksied verby sy kritieke punt, 31 grade Celsius en 73 bar tot dit ongeveer 45 grade bereik teen `n druk van ongeveer 100 bar.

Superkritiese droog veroorsaak dat die metanol die binnekant van die gel laat.

Depressuriseer die masjien teen `n tempo van 7 bar / h.

As jy klaar is, moet jy jou silika-luggel klaar hê.

Deel 3
Alternatiewe droog instruksies - subkritiese droog

Berei die luggel soos gewoonlik voor. Berei die silika-luggel soos aangedui in die instruksies hierbo, en kombineer dieselfde chemiese bestanddele om die "son", die vloeibare toestand van die gel te produseer.

Maak die gel deur middel van `n oplosmiddel uitruil soos gewoonlik. Bedek dit in etanol of asetoon, verander die oplossing vier keer vir `n week.

Berei `n oplossing van heksaan en etanol voor. Meng een deel van heksaan met drie dele etanol totdat jy `n volume kry wat ten minste vyf keer groter is as die volume van die gel wat jy wil verwerk.

Hou in gedagte dat, as jy wil, jy asetoon in plaas van etanol kan gebruik.

As u byvoorbeeld 20 ml luggel moet verwerk, moet u `n oplossing van 25 ml heksaan en 75 ml asetoon of etanol voorberei.

Benoem hierdie oplossing as "meng 25-75".

Berei twee addisionele oplossings van heksaan en etanol voor. Vir die tweede oplossing, gebruik gelyke hoeveelhede van albei stowwe. Vir die derde, gebruik drie dele heksaan en een deel etanol.

Soos voorheen, in plaas van etanol, kan jy asetoon gebruik.

Benoem die tweede oplossing as "meng 50-50" en die derde as "meng 75-25".

Week die gel in al drie mengsels. Laat die gel vir 12 tot 48 uur in jou mengsel 25-75 week.

Laat dit dan in jou 50-50 mengsel vir dieselfde hoeveelheid tyd wakker word en laat dit uiteindelik in jou mengsel 75-25 vir nog 12 tot 48 uur week.

Laat die gel in heksaan waai. Verander die suiwer heksaan drie keer vir `n periode van 24 tot 72 uur.

Berei `n oplossing van trimethylchlorosilaan (TMCS) voor. Voeg die TMCS by hexaan by totdat 6% van die gewig van die oplossing te danke is aan die TMCS.

Maak genoeg oplossing om ongeveer 15 keer meer te hê as wat jy het.

Merk dit as "TMCS oplossing".

Week die airgel in die TMCS-oplossing. Plaas die gel in `n wye mond, verseëlde en chemiese weerstandige houer. Voeg genoeg TMCS oplossing by totdat jy tussen 5 en 10 keer die volume van die gel het. Seël die houer.

Smeer die deksel met silikoon vakuum vet as jy `n glas houer gebruik. As jy dit nie doen nie, kan die deksel vassteek.

Warm en koel die houer. Verhit die houer vir 12 tot 24 uur teen `n konstante temperatuur van 60 grade Celsius, met `n warm plaat of `n oond. Laat dit afkoel na kamertemperatuur voordat die TMCS-oplossing vir `n nuwe oplossing verander word.

Herhaal hierdie proses nog twee keer.

Laat die koue gel in suiwer heksaan suig. Verander die TMCS oplossing na suiwer heksaan en laat die gel vir nog 12 tot 24 uur week.

Verander die houerheksaan vir nuwe heksaan, ten minste twee keer in `n periode van 24 tot 72 uur.

Droog die gel subkrities. Plaas die gel in `n pot met `n bietjie heksaan en maak die deksel net halfpad toe. Laat die gel vir 1 of 2 dae op hierdie manier droog word.

Aan die einde van hierdie stap moet u luggel voltooi word.

waarskuwings

Om beserings te vermy, werk in `n goed geventileerde en goed verligte werkruimte.
Beskerm jou oë met veiligheidsbril. Wanneer jy werk, gebruik langmoue en geslote skoene.
Moenie die toepaslike dele vervang met dele van `n laer gehalte wat nie voldoende bereik nie.
Neem jou tyd Moenie die proses haas nie, want dit kan veroorsaak dat jy gevaarlike foute maak.
Vra iemand om jou van tyd tot tyd te kyk terwyl jy werk as iets verkeerd loop.
Maak seker dat alle seëls stewig is en vermy seëls aan organiese oplosmiddels blootstel. As u dit doen, kan u help om `n koolsuurgaslek te vermy.
Maak ook seker dat die meters elke 30 tot 50 prosesse verander en die klep handvatsels aanpas om te verhoed dat hulle per ongeluk oopmaak.
OSMT is `n gevaarlike materiaal en kan jou longe en oë beskadig. As jy egter veiligheidsbril en `n chemiese dampkap dra, moet die dampe jou nie beskadig nie.

Dinge wat jy nodig het

Plastiek- of rubberhandskoene
Beskermende bril
Lang moue
Geslote skoene
voorskoot

Superkritiese droër

2 kogelkleppe van medium druk van 316 vlekvrye staal en 6 mm NPT (1/4 ")
2 tepels binding van 316 vlekvrye staal, NPT 1.2 cm (1/2 ") verminder tot 6 mm (1/4") en 4 cm (1 11/16 ") lank.
Gegordelde vakbondstuk, NPT 1 cm (1/2 ")
2 skroefdraadbondpunte, NPT 6 mm (1/4 ")
316 Stainless Steel Cross Pipe, 1 "NPT (1/2")
316 Stainless Steel Cross Pipe, 6/4 NPT (1/4 ")
316 Vlekvrye staal-naaldklep, vroulik x wyfie, 6 mm NPT (1/4 ")
Veiligheid klep veiligheid ASME koper ring te toets trek, afskiet om die atmosfeer, `n mannetjie NPT 6 mm (1/4 ")
Bimetaal termometer, manlik NPT 1 cm (1/2 "), vlekvrye staal 304 en droë dial
Drukmeter, 0-20000 kPa (0-3000 psi), onderste aansluiting NPT 6 mm (1/4 ")
Hitte geweer of haardroër
Tape vir verseëling pyp drade
wrench
9 kg (2 lb) koolstofdioksied tenk, met sifonbuis en CGA320-aansluiting