ertare.com

Cum se face aerogel

Aerogelul este un material ultra-ușor, cu o densitate foarte scăzută și o conductivitate termică foarte mică. Este destul de translucid - totuși, are o textură gravă la atingere. În mod tradițional, aerogelul este fabricat cu un proces de uscare supercritică, așa că trebuie să construiți un uscător supercritic în casa dvs. dacă doriți să faceți acest material pe cont propriu. Există câteva soiuri care pot fi fabricate fără un uscător supercritic, dar au tendința de a fi mai sensibile și mai dense. Continuați să citiți pentru a obține informații despre cum să realizați ambele tipuri de materiale.

pași

Partea 1
Construiți uscătorul supercritic

Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 1
1
Luați un tub de dioxid de carbon de 9 kg (20 lb). Asigurați-vă că aveți un recipient cu sifon, cu un tub care se extinde de la bază la exteriorul cilindrului.
  • Acest tip de tub vă permite să eliminați dioxidul de carbon din recipient în formă de lichid și nu doar sub formă de gaz.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 2
    2
    Aruncați o privire la schemele schematice. Acest articol conține instrucțiuni privind modul de asamblare uscătorul Supercritic includ, dar este foarte recomandat să luați o privire la diagramele schematice oferite de site-ul aerogelului.
  • Puteți vedea aceste diagrame schematice în: https://aerogel.org/wp-content/uploads/2009/02/manuclave-design2.jpg
  • Imaginea cu titlul Make airgel Step 3
    3
    Atașați fitingurile țevilor și supapele din oțel 316 sau 304 la corpul unei țevi din oțel inoxidabil în formă de T fără sudură. Corpul acestei țevi în formă de T (sau pur și simplu T) trebuie să fie de 2 cm (3/4 ").
  • Pe ambele părți ale corpului T trebuie să introduceți prizele de țeavă.
  • Dacă doriți, puteți instala o fereastră de observație pe o parte în loc de opritor.
  • La baza corpului T trebuie să conectați o supapă cu bilă utilizând o articulație de reducere de 6 mm (1/4 ").
  • În partea superioară a corpului trebuie să înșurubată, în această ordine: reducerea unirii de 1 cm (1/2 „), o piesă de conectare cu filet 1 cm (1/2“) și o cruce din țeavă de 1 cm (1 / 2 ").
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 4
    4
    Finalizați asamblarea părții superioare a mașinii. Celelalte supape și indicatoare trebuie conectate la această a doua conductă transversală.
  • Conectați un termometru bimetal la partea superioară a tubului transversal.
  • Atașați o manșon de legătură de 6 mm la 1 cm (1/4 "la 1/2) pe partea stângă") și la el, conectați o supapă cu bilă.
  • Atașați o altă duză filetată de la 6 mm la 1 cm (1/4 "la 1/2) pe partea dreaptă"). Atașați o conductă transversală de 6 mm (1/4 ") cu un manometru atașat la partea superioară și o supapă de siguranță pentru presiunea atașată la partea inferioară.
  • Pe conducta laterală liberă a țevii mai mici, conectați o altă duza filetată cu 6 mm (1/4 ") și o supapă cu ac.
  • Imaginea cu titlul Face aerogel Pasul 5
    5
    Știți ce puteți și ce nu puteți folosi. Este convenabil să folosiți oțel inoxidabil deoarece este curat și puternic.
  • Puteți amplasa indicatoare cu fire de cupru și supape cu corpuri din oțel carbon.
  • Nu folosiți corpuri de iluminat din cupru sau oțel carbon și nu utilizați nici o piesă indicată pentru presiuni sub 13,8 MPa (2000 psi).
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 6
    6
    Conectați rezervorul de dioxid de carbon la uscătorul supercritic. Trebuie să conectați sigur rezervorul la uscător, astfel încât dioxidul de carbon lichid să poată curge cu ușurință în uscător.
  • Se recomandă să te uiți la schemele oficiale schematice găsite aici: https://aerogel.org/wp-content/uploads/2009/02/gastank-1.jpg
  • Se conectează rezervorul de dioxid de carbon, în următoarea ordine: filet CGA320, teflon, duza fixare cu filet de admisie CGA, piuliță de intrare CGA, conector mamă (sau priză) deconectare rapidă NPT (acronim pentru standardul tehnic „filet național țeavă“, care în limba engleză se numește „filet național țeavă) 6 mm (1/4“) conector tată (sau priza) deconectare rapidă NPT 6 mm (1/4 „) și un furtun cu împletitură presiune înaltă, rigidă, NPT de 6 mm (1/4 ") și cu conexiuni feminine.
  • Peste tot furtunul, atașat în următoarea ordine: A 6 mm (1/4 „), de sex masculin TNP deconectare rapidă și feminin rapidă conector deconectare TPN 6 mm (1/4“).
  • Conectează ultimul conector mamă la supapa cu bilă de intrare a manuclavului (recipient de înaltă presiune realizat cu țevi de oțel și supape de presiune ridicată). Cu aceasta ați terminat, ar trebui să fiți gata să începeți.

    • Partea 2
    Se prepară aerogel de silice

    Imaginea cu titlul Make Airgel Step 7
    1
    Se diluează hidroxidul de amoniu concentrat. Se combină 5 g sau 5,5 ml de hidroxid de amoniu concentrat cu 1000 ml de apă într-o sticlă sau o sticlă de plastic.
    • Această sticlă trebuie să aibă o etichetă care să menționeze "soluția mamă de hidroxid de amoniac". Puteți să-l depozitați sigilat și într-o încăpere la temperatura camerei pentru o reutilizare ulterioară.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 8
    2
    Se amestecă OSTM și metanolul. Se combină 10 g sau 10 ml tetrametil ortosilicat (OSTM) cu 7,8 g sau 10 ml metanol într-un pahar de sticlă. Se amestecă soluția până se amestecă.
  • Această soluție trebuie să aibă o etichetă care să menționeze "soluția de alcaloizi" sau "soluția A".
  • Rețineți că OSTM poate fi foarte dificil de cumpărat deoarece mulți furnizori de substanțe chimice ezită să vândă substanțe chimice persoanelor fizice. Cu toate acestea, trebuie să vă asigurați că obțineți OSTM dintr-o sursă sigură, astfel încât să nu conțină impurități periculoase.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 9
    3
    Se amestecă soluția de hidroxid de amoniu cu metanolul. Se combină 5 g sau 5 ml din soluția stocată pe care ați preparat-o anterior cu 8 g sau 10 ml de metanol într-un alt pahar. Se amestecă până se amestecă bine.
  • Etichetați acest pahar cu etichetă "soluție de catalizator" sau "soluție B".
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 10
    4
    Se amestecă soluția de catalizator în soluția de alcaloizi. Se toarnă cu grijă catalizatorul (soluția B) în alcaloid (soluția A) și se amestecă cu o tijă de sticlă până când totul este complet combinat.
  • Rețineți că soluția rezultată este numită "soare".
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 11
    5
    Transferă soarele în interiorul matrițelor. Aliniați matrițele cu hârtie de copt siliconic înainte de a turna soarele lichid pe ele. Lăsați soarele să stea până se formează gelul.
  • Acest lucru poate dura între 15 minute și 1 oră.
  • De asemenea, puteți turna soarele în seringi fără ace sau piston. În acest fel, puteți elimina gelul finit prin împingerea acestuia din seringă cu pistonul.
  • OSTM este sursa de silice în această metodă. Apa permite polimerizarea OSTM și metanolul permite ca apa și OSTM să intre în aceeași fază, astfel încât să poată reacționa. Hidroxidul de amoniu accelerează reacția.
  • Imaginea cu titlul Faceți Airgel Step 12
    6
    Lăsați gelul să se odihnească. Când gelul se formează, puneți-l în metanol și lăsați-l să stea timp de cel puțin 24 de ore.
  • Imaginea cu titlul Faceți Airgel Step 13
    7
    Împrăștiați apa. Schimbați metanolul la metanol proaspăt, 100% etanol sau acetonă de cel puțin patru ori pe parcursul unei săptămâni.
  • Acest proces elimină apa din interior, oferindu-vă un gel de metanol pur.


  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 14
    8
    Uscați gelul în uscătorul supercritic. Se pune gelul în uscător și compartiment încălzit dioxid de carbon supercritic dincolo de punctul critic, 31 de grade Celsius și 73 bar, până la aproximativ 45 de grade la o presiune de aproximativ 100 bari.
  • Uscarea supercritică determină ca metanolul să părăsească interiorul gelului.
  • Depresuriază mașina la o viteză de 7 bar / h.
  • După ce ați terminat, ar trebui să aveți aerogelul de silice finalizat.

    • Partea 3
    Instrucțiuni alternative de uscare - uscare subcritică

    Imaginea cu titlul Make Airgel Step 15
    1
    Pregătiți aerogelul ca de obicei. Se prepară aerogelul de silice așa cum este indicat în instrucțiunile de mai sus, combinând aceleași ingrediente chimice pentru a produce "soarele", starea lichidă a gelului.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 16
    2
    Se purifică gelul printr-un schimb de solvenți ca de obicei. Acoperiți-l în etanol sau în acetonă, schimbând soluția de patru ori timp de o săptămână.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 17
    3
    Se prepară o soluție de hexan și etanol. Se amestecă o parte din hexan cu trei părți de etanol până când obțineți un volum de cel puțin cinci ori mai mare decât volumul gelului pe care doriți să-l procesați.
  • Rețineți că, dacă doriți, puteți utiliza acetonă în loc de etanol.
  • De exemplu, dacă doriți să procesați 20 ml de aerogel, trebuie să preparați o soluție de 25 ml de hexan și 75 ml de acetonă sau etanol.
  • Etichetați această soluție ca "amestec 25-75".
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 18
    4
    Se prepară două soluții suplimentare de hexan și etanol. Pentru a doua soluție, utilizați cantități egale de ambele substanțe. Pentru al treilea, folosiți trei părți de hexan și o parte din etanol.
  • Ca și înainte, în loc de etanol puteți utiliza acetonă.
  • Etichetați a doua soluție ca "amestec 50-50" și a treia ca "amestec 75-25".
  • Imaginea cu titlul Faceți Airgel Step 19
    5
    Îndepărtați gelul în toate cele trei amestecuri. Lăsați gelul înmuiat în amestec 25-75 timp de 12 până la 48 de ore.
  • Apoi, lăsați-l să se înmoaie în amestecul de 50-50 pentru aceeași perioadă de timp și, în sfârșit, lăsați-l să se înmoaie în amestecul 75-25 pentru alte 12 până la 48 de ore.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 20
    6
    Lăsați gelul înmuiați în hexan. Schimbați hexanul pur de trei ori pentru o perioadă de 24 până la 72 de ore.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 21
    7
    Se prepară o soluție de trimetilclorosilan (TMCS). Se adaugă TMCS în hexan până când 6% din greutatea soluției se datorează TMCS.
  • Faceți o soluție suficientă pentru a avea aproximativ 15 ori mai mult decât ceea ce aveți gel.
  • Etichetați acest lucru ca "soluție TMCS".
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 22
    8
    Înmuiați aerogelul în soluția TMCS. Așezați gelul într-un recipient etanș și cu rezistență chimică. Adăugați suficientă soluție TMCS până când aveți între 5 și 10 ori volumul gelului. Sigilați recipientul.
  • Lubrifiați capacul cu unsoare siliconică în vid dacă utilizați un recipient din sticlă. Dacă nu faceți acest lucru, capacul poate rămâne blocat.
  • Imaginea cu titlul Make Airgel Step 23
    9
    Se încălzește și se răcește recipientul. Încălziți recipientul timp de 12 până la 24 de ore, la o temperatură constantă de 60 de grade Celsius, folosind o placă fierbinte sau un cuptor. Lăsați-l să se răcească la temperatura camerei înainte de a schimba soluția TMCS pentru o soluție nouă.
  • Repetați acest proces încă de două ori.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 24
    10
    Lăsați gelul rece să se înmoaie în hexan pur. Schimbați soluția TMCS la hexan pur și lăsați gelul să se înmoaie încă 12 până la 24 de ore.
  • Într-o perioadă de 24 până la 72 de ore, schimbați hexanul pentru noul hexan, cel puțin de două ori.
  • Imaginea intitulă Faceți Airgel Step 25
    11
    Se usucă gelul subcritic. Plasați gelul într-un borcan cu puțin hexan și închideți capacul numai la jumătate. Lăsați gelul să se usuce timp de 1 sau 2 zile în acest fel.
  • La sfârșitul acestei etape, airgel-ul trebuie să fie finalizat.

    • avertismente

    • Pentru a evita rănirea, lucrați într-un spațiu bine ventilat și bine luminat.
    • Protejați-vă ochii folosind ochelari de protecție. Când lucrați, utilizați mâneci lungi și încălțăminte închise.
    • Nu înlocuiți piesele corespunzătoare cu părți de calitate inferioară care nu sunt adecvate.
    • Ia-ți timp Nu grăbiți procesul, deoarece acest lucru vă poate face să faceți greșeli periculoase.
    • Cere-i pe cineva să te privească din când în când în timp ce lucrezi în caz că ceva nu merge bine.
    • Asigurați-vă că toate etanșările sunt ferme și evitați expunerea sigiliilor la solvenți organici. Acest lucru vă poate ajuta să evitați scurgerea dioxidului de carbon.
    • De asemenea, asigurați-vă că schimbați calibrele la fiecare 30 până la 50 de procese și ajustați mânerele supapei pentru a preveni deschiderea accidentală.
    • OSMT este un material periculos și vă poate deteriora plămânii și ochii. Cu toate acestea, purtarea ochelarilor de siguranță și a unei capace chimice de vapori ar trebui să împiedice vaporii să vă deterioreze.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Mănuși de plastic sau cauciuc
    • Ochelari de protecție
    • Mâneci lungi
    • Încălțăminte închise
    • șorț

    Uscător supercritic

    • 2 supape cu bilă de presiune medie de 316 oțel inoxidabil și 6 mm NPT (1/4 ")
    • 2 duze filetate filetate din oțel inoxidabil 316, 1/2 "NPT redusă la 6 mm (1/4") și 4 cm (1 11/16 ") lungime.
    • Duză de îmbinare filetată, NPT 1 cm (1/2 ")
    • 2 duze de filet filetate, NPT 6 mm (1/4 ")
    • Țeava din oțel inoxidabil din oțel inoxidabil, 1 "NPT (1/2")
    • 316 țevi din oțel inoxidabil, 6/4 NPT (1/4 ")
    • Supapă cu ac din oțel inoxidabil de presiune medie din oțel inoxidabil, femelă x feminină, 6 mm NPT (1/4 ")
    • ASME supapă de siguranță pentru presiunea de siguranță din cupru, cu inel de tracțiune pentru teste, descărcări atmosferice, NPT masculin 6 mm (1/4 ")
    • Termometru bimetal, NPT masculin 1 cm (1/2 "), oțel inoxidabil 304 și cadran uscat
    • Manometru, 0-20000 kPa (0-3000 psi), conexiune inferioară NPT 6 mm (1/4 ")
    • Căldură sau uscător de păr
    • Bandă pentru etanșarea firelor de țevi
    • cheie
    • Rezervor de dioxid de carbon de 9 kg (2 lb), cu tub de sifon și conector CGA320

    Aerogel de silice

    • Tetrametoxisilan (tetrametil ortosilicat)
    • metanol
    • Deionizată apă
    • Hidroxid de amoniu, 28-30 p% în apă
    • Etanol (opțional)
    • Acetonă (opțional)

    Alternativ, aerogel cu uscare subcritică

    • Gel de silice pre-preparat
    • 100% alcool sau acetonă
    • hexan
    • Trimetilclorosilanul (TMCS)
    • Flacon cu gura largă sau sticlă rezistentă la chimicale
    • Cuptor sau placă fierbinte
    • Hota pentru vaporii chimici
    • pentan
    • Hexametildisilazan (HMDS)
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit
    Cum de a alege un uscător de părCum de a alege un uscător de păr
    Cum să carbonați o băuturăCum să carbonați o băutură
    Cum să faci alcool cu ​​zahăr comunCum să faci alcool cu ​​zahăr comun
    Cum se face piure de alcool distilatCum se face piure de alcool distilat
    Cum de a călca ferestreleCum de a călca ferestrele
    Cómo encender un fuego de carbón en una parrillaCómo encender un fuego de carbón en una parrilla
    Cum să înfășurați conductele de apă receCum să înfășurați conductele de apă rece
    Cum să evitați electricitatea statică în haineCum să evitați electricitatea statică în haine
    Cum să preveniți pătrunderea pantofilor în uscătorCum să preveniți pătrunderea pantofilor în uscător
    Cum se instalează un uscător de haine cu gazCum se instalează un uscător de haine cu gaz
    » » Cum se face aerogel

    © 2011—2020 ertare.com