Hur man förbereder en Airgel

aerogel Det är ett ultralätt material med mycket låg densitet och lätt värmeledningsförmåga. Det är ganska genomskinligt och lite grovt att röra vid. Traditionellt erhålls luftgelen från superkritisk torkning, så du behöver en superkritisk vätskextraktor om du vill göra det själv hemma. Det finns några typer av airgel som kan tillverkas även utan denna maskin, men tenderar att vara mer tät och instabil. Fortsätt läsa för att lära dig både produktionstekniker.

Del 1

Bygg en Supercritical Fluid Extractor

Få en 9 kg cylinder av koldioxid. Se till att den har en sifon, ett rör som sträcker sig från botten till utsidan av cylindern.

Denna typ av cylinder tillåter dig att extrahera koldioxid i vätskan istället för i gasformigt tillstånd.

Observera diagrammet som visas i figuren. Artikeln kommer att förklara för dig hur man monterar en superkritisk vätskeextraktor, men du bör också kolla vilka projekt som kan höras på webbplatsen. http://aerogel.org/ (på engelska).

Detta är direktlänk till systemet.

Fästbeslag i rostfritt stål 304 eller 316 och ventiler till korsfästet utan svetsning. Korsfästet ska vara 1,9 cm.

Du ska ansluta de gängade ändarna på röret till de två sidorna på korsfästet.

Om du vill kan du på ena sidan installera ett kontrollfönster istället för ett andra rör.

Vid den tredje öppningen av korsfästet, den på botten, ska du ansluta en 6,35 mm kulventil för att minska vibrationerna.

Överst på fästet måste du skruva i ordning: 1,2 cm vibrationsdämpare, 1,2 cm munstycksfäste och den andra 1,2 cm korskontakten.

Avsluta för att montera toppen av maskinen. Resten av ventilerna och tryckmätarna kommer att ansluta till denna andra korsfitting.

Lägg till en bimetalltermometer vid korsanslutningens övre utgång.

Vid vänster utlopp monterar du en 6.35 mm munstyckskontakt till 1., 2 cm. Anslut nu kulventilen.

Vid det högra uttaget monteras en annan munstycksanslutning från 6,35 mm till 1,2 cm. Fortsätt genom att ansluta en annan 6,35 mm korskontakt med en tryckmätare på toppen och en säkerhetsventil på botten.

Anslut en annan 6,35 mm munstyckskontakt och en nålventil på den öppna armen på den mindre korsanordningen.

Var medveten om vad du kan och vad du inte kan använda. Rostfritt stål är det bästa valet eftersom det är robust och rent.

Du måste få tryckmätare med mässingstråd och kolstålventiler.

Använd inte mässing eller kolstålbeslag och använd inte någon komponent som inte klarar ett tryck högre än 2000 PSI.

Säkra kolven med koldioxid till superkritisk vätskextraktor. Du måste se till att alla anslutningar är täta och att den flytande koldioxiden löper smidigt inuti extraktorn.

Vi rekommenderar alltid att du kontrollerar den officiella monteringsplanen i den här sidan.

Ansluta cylindern i denna ordning: threading CGA320 manlig, teflonpackning, CGA inloppsmunstycke, ingångs mutter CGA, socket kvinnliga snabb frisättning NPT, snabbkoppling hankontakt och en högtrycks omflätade röret och en stel koppling NPT 6,35 mm med en kvinnlig montering.

I den andra änden av röret måste du ansluta i denna ordning: 6.35 mm NPT snabbkoppling och en 6.35 mm NPT snabbuttag.

Anslut det sista uttaget till utloppsventilens inloppsventil. Vid denna tidpunkt bör du vara redo att generera airgelen.

Del 2

Förbered en Silicon Airgel

Torka den koncentrerade ammoniumhydroxiden. Tillsätt 5,4 ml (eller 4,86 g) koncentrerad ammoniumhydroxid till 1000 ml vatten i en glas- eller plastflaska.

Du ska märka flaskan med skrivandet "ammoniumhydroxidlösning." Du kan stänga den och förvara den vid rumstemperatur även för framtida användning.

Kombinera TMOS med metanol. Använd 10 ml (eller 10,2 g) TMOS och tillsätt den i en glasbägare med 10 ml (eller 7,82 g) metanol. Rör tills de är väl homogena.

Märk behållaren med inskriften "alkoxid" eller "lösning A."

Vet att TMOS är mycket svårt att skaffa eftersom specialbutiker tvekar att sälja kemikalier till individer. Men du måste få alla komponenter från en tillförlitlig källa för att se till att det inte finns några farliga föroreningar.

Kombinera ammoniumhydroxidlösningen med metanol. Tillsätt 5 ml (eller 5 g) lösning som tidigare framställts med 10 ml (eller 7,92 g) metanol i en andra glasbägare. Förening.

Märk denna behållare med inskriptionen "katalysator" eller "lösning B."

Häll katalysatorn i alkoxiden. Var uppmärksam och utför försiktigheten, blanda i slutet med en glaspinne.

Den resulterande lösningen kallas "själ."

Överför lösningen till formar. Belägg dem först med silikonbagpapper och häll sedan lösningen. Låt det vila tills det blir en gel.

Det tar 15 minuter till en timme.

Du kan också dammsuga lösningen i sprutor utan en nål och så småningom ta bort gelén genom att trycka på den med kolven.

TMOS är kiselkällan för denna metod. Vattnet tillåter TMOS att polymerisera och metanolen tillåter både vattnet och TMOS att komma in i samma fas så att de kan reagera. Ammoniumhydroxid gör reaktionen snabbare.

Vänta på att gelén bildas. När det har stabiliserats, sätt det under metanol och vänta på "årstider" i minst 24 timmar.

Ta av vattnet. Byt metanol med mer färskt, med aceton eller med ren etanol minst 4 gånger under en vecka.

Denna process eliminerar vatten, vilket ger dig en ren metanolgel.

Det torkar gelén i extraktorn. Sätt gelén i det specifika facket och värm koldioxiden till dess kritiska punkt, 31,1 ° C vid ett tryck av 72,9 bar upp till 45 ° C vid 100 bar.

Superkritisk torkning extraherar metanol från gelén.

Sänk maskinens tryck med en hastighet på cirka 7 bar per timme.

När du är klar får du kiselgelen.

Del 3

Alternativ Instruktion - Subkritisk Torkning

Förbered luftgelet som vanligt. Följ de tidigare instruktionerna och blanda de kemiska föreningarna för att producera"själ", gelens flytande tillstånd.

Rengör gelén med lösningsmedlet som vanligt. Täck det med aceton eller etanol och byt lösningen minst 4 gånger om en vecka.

Förbered en lösning av etanol och hexan. Blanda en del hexan med tre etanol tills du har en volym som är minst 5 gånger den av gelén du använder.

Om du vill kan du använda aceton istället för etanol.

Om du till exempel arbetar 20 ml luftgel, förbereda en lösning av 25 ml hexan och 75 ml aceton (eller etanol).

Märk behållaren med inskriptionen "blandning 25-75".

Förbered två andra lösningar av etanol och hexan. Den andra kommer att vara en 50% lösning. För den tredje använder man tre delar hexan och en av etanol.

Återigen kan du ersätta etanol med aceton.

Märk den andra behållaren med "blandning 50-50" och den tredje behållaren med "blandning 75-25".

Blöt gelén i de tre blandningarna. Börja med det första och lämna det under 12-48 timmar.

Gå sedan till den andra lösningen (50-50) under samma tidsperiod och sluta med den tredje blandningen (75-25) under ytterligare 12-48 timmar.

Doppa gelén i hexan. Det ändrar ren hexan tre gånger över 24-72 timmar.

Förbered en trimetylklorsilanlösning. Lägg det till hexan så att det motsvarar 6% av lösningen.

Förbered tillräcklig blandning så att den har ungefär 15 gånger volymen av gelén.

Märk behållaren med ordet "TMCS-lösning".

Låt gelen suga i TMCS-lösningen. Behållaren måste vara förseglad och kemikaliebeständig och måste ha en bred öppning. Häll så mycket lösning så att det är 5-10 gånger volymen av gelén. Stäng behållaren.

Smörj locket med silikonfett om du använder en glasbehållare, annars kan locket stoppa.

Värm och kyla behållaren. Ta det till 60 ° C i 12-24 timmar med en ugn eller ett uppvärmt bricka. Låt den återgå till rumstemperatur innan du byter TMCS-lösningen med en annan cool.

Upprepa proceduren 2 flera gånger.

Låt gelén svalna i ren hexan. Byt TMCS-lösningen med ren hexan och låt luftgeln vila i 12-24 timmar.

Under 24-72 timmar ändras hexan minst 2 gånger.

Torkar gelén subkritiskt. Lägg det i en kruka och stäng locket bara halvvägs. Vänta på att gelén torkar i 1-2 dagar.

I slutet av detta steg får du en airgel.

varningar

Arbeta i ett välventilerat och väl upplyst rum för att undvika skador.
Skydda dina ögon med skyddsglasögon. Han bär långärmad kläder och stängda skor.
Byt inte ut de provade komponenterna för lågt motstånd med andra olika.
Ta din tid. Ha inte bråttom för att du kan göra farliga misstag.
Be någon att kontrollera dig när du arbetar, om något går fel.
Se till att alla fittings är tätt stängda för att förhindra att packningarna utsätts för lösningsmedel.
Kom ihåg att byta mätare varje 30-50 användningar och dra åt ventilerna för att förhindra att de öppnas oavsiktligt.
TMOS är ett farligt material som kan skada ögon och lungor. Använd skyddsglasögon och få en avdragshatt för att förhindra att ångorna kommer in i dig.

Saker du behöver

Plast- eller gummihandskar
Goggles
Långa klänningar
Stängda skor
förkläde

Superkritisk vätskextraktor

2 medellånga kulventiler i 316 rostfritt stål och 6,35 mm NPT
2 1,2 cm sexkantiga munstycken med reduktion till 6,35 mm NPT, 1,68 cm lång och 316 rostfritt stål
1,2 cm NPT sexkantigt munstycke
2 6,35 mm NPT hexagonala munstycken
En 1,2 cm NPT rostfritt stål 316 korsanslutning
En 6,35 mm NPT-kors i 316 rostfritt stål
En nålventil för medelstryck, 6,35 mm kvinnligt och 316 rostfritt stål
6.35 mm NPT ASME säkerhetsventil, hane, tillverkad av mässing med atmosfärskontroll och avgasring
1,2 cm NPT-bimetalltermometer i 304 rostfritt stål och torrt urtavla
Tryckmätare 0-3000 PSI / 0-20000 kPa med 6,35 mm nedre anslutning
Färgpistol eller hårtork
Tätningstejp för rör
Justerbar skiftnyckel
9 kg cylinder av koldioxid med sifonrör och CGA320-kontakt

Silicon Airgel

TMOS (tetrametylortosilikat)
metanol
Avjoniserat vatten
Ammoniumhydroxid med en massprocentandel av 28-30 viktprocent i vatten
Etanol (valfritt)
Aceton (valfritt)

Airgel med subkritisk torkning

Silikagel
Aceton eller ren etanol
hexan
Trimetylklorsilan (TMCS)
Kärl eller flaska resistent mot kemiska medel och med bred öppning
Ugn eller uppvärmd bricka
Kemisk huva
pentan
HMDS

Dela på sociala nätverk:

Relaterade