gtemata.com

Cum să pregătiți un aerogel

aerogel

este un material ultra-ușor cu densitate foarte mică și conductivitate termică ușoară. Este destul de translucid și ușor dur la atingere. În mod tradițional, aerogelul este obținut prin uscare supercritică, astfel încât veți avea nevoie de un extractor fluid supercritic dacă doriți să îl faceți singur acasă. Există câteva tipuri de aerogel care pot fi făcute chiar și fără această mașină, dar au tendința de a fi mai dens și instabil. Continuați să citiți pentru a afla tehnici de producție.

paşi

Partea 1

Construiți un extractor lichid supercritic
Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 1
1
Obțineți un cilindru de dioxid de carbon de 9 kg. Asigurați-vă că are un sifon, un tub care se extinde de jos până în exteriorul cilindrului.
  • Acest tip de cilindru vă permite să extrageți dioxidul de carbon în stare lichidă mai degrabă decât în ​​stare gazoasă.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 2
    2
    Respectați diagrama prezentată în figură. Articolul vă va explica cum să asamblați un extractor de lichid supercritic, dar trebuie să verificați și proiectele care pot fi consultate pe site. https://aerogel.org/ (în limba engleză).
  • Aceasta este legătură directă la schemă.
  • Imaginea cu titlul Make airgel Step 3
    3
    Fitinguri fixe din oțel inoxidabil 304 sau 316 și supape la flanșa fără sudură. Montajul încrucișat trebuie să fie de 1,9 cm.
  • Trebuie să conectați capetele filetate ale tubului la cele două laturi ale fitingului încrucișat.
  • Dacă doriți, pe o parte, puteți instala o fereastră de control în locul unei a doua țevi.
  • La cea de-a treia deschidere a armăturii încrucișate, cea din partea inferioară, trebuie să conectați o supapă cu bilă de 6,35 mm pentru a reduce vibrațiile.
  • În partea superioară a fitingului va avea nevoie pentru a strânge în ordine: vibrațiile de la 1,2 cm reductorului, conexiunea pentru duza de 1,2 cm, iar al doilea conector de la 1,2 cm la cruce.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 4
    4
    Finalizați pentru a asambla partea superioară a mașinii. Restul supapelor și manometrelor se vor conecta la această a doua montare încrucișată.
  • Adăugați a bimetal termometru la ieșirea superioară a armăturii încrucișate.
  • La ieșirea din stânga, atașați un conector de 6,35 mm la 1, 2 cm. Acum conectați supapa cu bilă.
  • La ieșirea din dreapta, atașați un alt conector de duze de la 6,35 mm până la 1,2 cm. Continuați conectarea unui alt conector 6,35 mm cu un manometru pe partea de sus și o supapă de siguranță în partea inferioară.
  • Pe brațul deschis al filetului mai mic, conectați un alt conector de duze de 6,35 mm și o supapă cu ac.
  • Imaginea cu titlul Face aerogel Pasul 5
    5
    Fiți conștienți de ceea ce puteți și de ce nu puteți folosi. Oțelul inoxidabil este cea mai bună alegere deoarece este robustă și curată.
  • Trebuie să obțineți manometre cu fire din alamă și supape din oțel carbon.
  • Nu utilizați fitinguri din alamă sau din oțel carbon și nu utilizați nici o componentă care nu poate suporta o presiune mai mare de 2000 PSI.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 6
    6
    Fixați cilindrul de dioxid de carbon în extractorul de lichid supercritic. Trebuie să vă asigurați că toate conexiunile sunt strânse și că bioxidul de carbon lichid rulează fără probleme în interiorul extractorului.
  • Întotdeauna recomandăm verificarea schemei oficiale de asamblare din această pagină.
  • Conectați cilindrul în această ordine: filetat CGA320 tată, garnitură de teflon, CGA duza de admisie, piuliță de intrare CGA, priza NPT eliberare rapidă, conector rapid cu eliberare de sex masculin și un tub de împletitură de înaltă presiune și un conector rigid NPT 6,35 mm cu un conector mamă.
  • La celălalt capăt al furtunului trebuie să fie conectat în această ordine: conector tată cu eliberare rapidă NPT 6,35 mm și o eliberare rapidă mufă de sex masculin NPT 6,35 mm.
  • Conectați ultimul soclu la orificiul de admisie al supapei cu bilă a extractorului. În acest moment ar trebui să fii gata să generi aerogelul.

    • Partea 2

    Pregătiți un aerogel de silicon
    Imaginea cu titlul Make Airgel Step 7
    1
    Se diluează hidroxidul de amoniu concentrat. Se adaugă 5,4 ml (sau 4,86 ​​g) de hidroxid de amoniu concentrat la 1000 ml de apă într-o sticlă sau o sticlă de plastic.
    • Ar trebui să etichetați sticla cu scrisul "soluție de hidroxid de amoniu." Puteți să o închideți și să o păstrați la temperatura camerei, chiar și pentru utilizare ulterioară.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 8
    2
    Se combină TMOS cu metanol. Se utilizează 10 ml (sau 10,2 g) de TMOS și se adaugă într-un pahar de sticlă cu 10 ml (sau 7,82 g) de metanol. Se amestecă până când sunt omogene.
  • Etichetați recipientul cu inscripția "alcoxid" sau "soluția A."
  • Știți că TMOS este foarte dificil de achiziționat, deoarece magazinele specializate ezită să vândă substanțe chimice persoanelor fizice. Cu toate acestea, trebuie să obțineți toate componentele dintr-o sursă sigură pentru a vă asigura că nu există impurități periculoase.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 9
    3
    Se combină soluția de hidroxid de amoniu cu metanol. Se adaugă 5 ml (sau 5 g) de soluție preparată anterior cu 10 ml (sau 7,92 g) metanol într-un al doilea pahar de sticlă. Compusul.
  • Etichetați acest recipient cu inscripția "catalizator" sau "soluție B."
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 10
    4
    Se toarnă catalizatorul în alcoxid. Acordați atenție și efectuați operațiunile cu prudență, la final amestecați amestecul cu un baston de sticlă.
  • Soluția rezultată este numită "suflet."
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 11
    5
    Transferați soluția în matrițe. Îndepărtați-le mai întâi cu hârtie de copt siliconic și apoi turnați soluția. Lăsați-o să se odihnească până devine gel.
  • Va dura de la 15 minute la o oră.
  • De asemenea, puteți aspira soluția în seringi fără ac și, eventual, scoateți gelul prin împingerea cu pistonul.
  • TMOS este sursa de siliciu pentru această metodă. Apa permite TMOS să polimerizeze și metanolul permite ca atât apa cât și TMOS să intre în aceeași fază, astfel încât să poată reacționa. Hidroxidul de amoniu face reacția mai rapidă.
  • Imaginea in titlul Make Airogel Step 12
    6
    Așteptați formarea gelului. Când sa stabilizat, pune-l sub metanol și așteptați "sezoane" cel puțin 24 de ore.
  • Imaginea intitulă Asigurați-Airogel Pasul 13
    7
    Scoateți apa. Schimbați metanolul mai proaspăt, cu acetonă sau cu etanol pur, de cel puțin 4 ori în decursul unei săptămâni.
  • Acest proces elimină apa, lăsând un gel pur metanol.


  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 14
    8
    Se usucă gelul în extractor. Puneți gelul în compartimentul specific și încălziți dioxidul de carbon la punctul critic, la 31,1 ° C la o presiune de 72,9 bar până la 45 ° C la 100 bari.
  • Uscarea supercritică extrage metanolul din gel.
  • Reduceți presiunea mașinii la o viteză de aproximativ 7 bari pe oră.
  • Când ați terminat, veți obține aerogelul de silicon.

    • Partea 3

    Instrucțiuni alternative - Uscarea subcritică
    Imaginea cu titlul Make Airgel Step 15
    1
    Pregătiți aerogelul ca de obicei. Urmați instrucțiunile anterioare și amestecați compușii chimici pentru a produce"suflet", starea lichidă a gelului.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 16
    2
    Se purifică gelul prin schimbarea solventului ca de obicei. Acoperiți-l cu acetonă sau etanol, schimbând soluția de cel puțin 4 ori pe săptămână.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 17
    3
    Se prepară o soluție de etanol și hexan. Se amestecă o parte din hexan cu trei etanol până când aveți un volum de cel puțin 5 ori mai mare decât cel al gelului pe care îl utilizați.
  • Dacă doriți, puteți utiliza acetonă în loc de etanol.
  • De exemplu, dacă lucrați 20 ml de aerogel, preparați o soluție de 25 ml de hexan și 75 ml de acetonă (sau etanol).
  • Etichetați recipientul cu inscripția "amestec 25-75".
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 18
    4
    Se prepară alte două soluții de etanol și hexan. Al doilea va fi o soluție de 50%. Pentru al treilea se folosesc trei părți de hexan și unul de etanol.
  • Din nou, puteți înlocui etanolul cu acetonă.
  • Etichetați al doilea recipient cu "amestec 50-50" și al treilea recipient cu "amestec 75-25".
  • Imaginea cu titlul Faceți Airgel Step 19
    5
    Îndepărtați gelul în cele trei amestecuri. Începeți cu prima și lăsați-o timp de 12-48 de ore.
  • Apoi mergeți la a doua soluție (50-50) pentru aceeași perioadă de timp și terminați cu al treilea amestec (75-25) timp de încă 12-48 ore.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 20
    6
    Împingeți gelul în hexan. Se schimbă hexanul pur de trei ori în 24-72 ore.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 21
    7
    Se prepară o soluție de trimetilclorosilan. Se adaugă la hexan astfel încât să reprezinte 6% din greutatea soluției.
  • Se prepară un amestec suficient, astfel încât să aibă aproximativ 15 ori mai mare decât volumul gelului.
  • Etichetați recipientul cu cuvântul "soluție TMCS".
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 22
    8
    Lăsați gelul să se înmoaie în soluția TMCS. Containerul trebuie să fie etanșat și rezistent la substanțe chimice și trebuie să aibă o deschidere largă. Se toarnă atât de multă soluție încât să fie de 5-10 ori volumul gelului. Închideți recipientul.
  • Lubrifiați capacul cu grăsime din silicon, dacă folosiți un recipient din sticlă, în caz contrar se poate opri capacul.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 23
    9
    Se încălzește și se răcește recipientul. Luați-l la 60 ° C timp de 12-24 ore utilizând un cuptor sau o tavă încălzită. Lăsați-l să revină la temperatura camerei înainte de a schimba soluția TMCS cu o altă soluție rece.
  • Repetați procedura de mai multe ori.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 24
    10
    Se lasă gelul să se răcească în hexan pur. Înlocuiți soluția TMCS cu hexan pur și lăsați aerogelul să se odihnească timp de 12-24 ore.
  • În decursul a 24-72 ore, hexanul se modifică cel puțin de 2 ori.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 25
    11
    Se usucă gelul subcritic. Puneți-l într-un borcan și închideți capacul numai la jumătatea drumului. Așteptați gelul să se usuce timp de 1-2 zile.
  • La sfârșitul acestei etape, veți obține un aerogel.

    • Avertismente

    • Lucrați într-o cameră bine ventilată și bine luminată pentru a evita rănirea.
    • Protejați-vă ochii cu ochelari de protecție. El poartă haine cu mâneci lungi și pantofi închisi.
    • Nu înlocuiți componentele testate pentru rezistențe scăzute cu altele diferite.
    • Ia-ți timp. Nu vă grăbiți pentru că ați putea face greșeli periculoase.
    • Cere-i pe cineva să te verifice în timp ce lucrezi, în caz că ceva nu merge bine.
    • Asigurați-vă că toate fitingurile sunt bine închise pentru a împiedica expunerea garniturilor la solvenți.
    • Nu uitați să schimbați gabaritelor fiecare 30-50 utilizează și strângeți supapele pentru a se evita ca acestea să deschidă accidental.
    • TMOS este un material periculos care poate deteriora ochii și plămânii. Purtați ochelari de protecție și obțineți o capotă pentru a împiedica vaporii să intre în tine.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Mănuși de plastic sau cauciuc
    • ochelari de protecție
    • Rochii lungi
    • Încălțăminte închise
    • șorț

    Extractor lichid supercritic

    • 2 supape cu bilă medii din oțel inoxidabil 316 și NPT de 6,35 mm
    • 2 duze hexagonale de 1,2 cm cu reducere la NPT 6,35 mm, lungime 1,68 cm și oțel inoxidabil 316
    • Duză hexagonală NPT de 1,2 cm
    • 2 duze hexagonale NPT de 6,35 mm
    • O conexiune transversală de oțel inoxidabil de 1,2 cm NPT 316
    • Un traversă NPT de 6,35 mm din oțel inoxidabil 316
    • O supapă de ac cu presiune medie, o femelă de 6,35 mm și o oțel inoxidabil 316
    • 6.35 mm NPT supapă de siguranță ASME, mascul, din alamă cu control atmosferic și inel de evacuare
    • Termometru bimetal NPT de 1,2 cm, din oțel inoxidabil 304 și cadran uscat
    • Manometru 0-3000 PSI / 0-20000 kPa cu o conexiune de 6,35 mm inferioară
    • Pistol de culoare sau uscător de păr
    • Bandă de etanșare pentru țevi
    • Cheie reglabilă
    • Cilindru de dioxid de carbon de 9 kg cu tub sifon și conector CGA320

    Silicon Airgel

    • TMOS (tetrametil ortosilicat)
    • metanol
    • Deionizată apă
    • Hidroxid de amoniu cu un procent de masă de 28-30% în greutate în apă
    • Etanol (opțional)
    • Acetonă (opțional)

    Aerogel cu uscare subcritică

    • Gel de siliciu
    • Acetonă sau etanol pur
    • hexan
    • Trimetilclorosilanul (TMCS)
    • Jar sau sticlă rezistentă la agenți chimici și cu o deschidere largă
    • Cuptor sau tavă încălzită
    • Hota chimică
    • pentan
    • HMDS
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit