Aergels, iç boşluklar, gazla doldurulmuş olan yüksek fazlı yapılandırılmış malzemelerdir. Aerojellerin ısı yalıtımı ve diğer görevler için kullanıldığı, aynı zamanda çok düşük yoğunluğa ve termal iletkenliğin yanı sıra yüksek sertlik ve şeffaflık vardır. Bununla birlikte, AIRGELS elde etmenin kilit aşamalarından biri, süper kritik bir kurutmadur - bu malzemeleri kullanma olasılığını sınırlayan çok pahalıdır.
Yeni çalışmalarda, DI Mendeleev'den sonra adlandırılan PCTU'dan bilim adamları, süperkritik kurutma için teknolojik koşulları optimize eden, bu işlemi önemli ölçüde hızlandırmak ve kurutma maddesinin maliyetini azaltmak için malzemenin kalitesini bozmadan mümkün olduğunu göstermiştir. Aerojellerin sentezini daha uygun kılar. İşin sonuçları Dergi Kurutma Teknolojisinde yayınlanmaktadır.
Sıradan bir jel, sıvı ile doldurulmuş çok sayıda gözenek olan üç boyutlu bir örgü çerçevesidir. Aerjeller, geleneksel jellerden farklıdır, bunlardaki sıvı fazın tamamen gazla ikame edilir. Küçük yoğunluğa ve aynı zamanda yüksek sertlik, şeffaflık, ısı direnci ve son derece düşük termal iletkenlikleri vardır.
Bu nedenle, aireler, ısıl yalıtım malzemelerinin üretimi için, çeşitli tıbbi amaçlarla ve hatta alanda bile - en küçük parçacıkları yakalayabilen kozmik tozlar için tuzaklar için kullanılır. Ailikler çeşitli aşamalarda elde edilir: temel kimyasal bileşenlerden ilki öncü çözeltiler yapar, daha sonra sıradan jeller elde edilir ve sonra jeller kurutulurken, sıvı, doldurma gözenekleri, gazla doldurulur.
Atmosferik basınçta ve yüksek sıcaklıklarda olağan kurutma bu amaçlar için uygun değildir: Kaynak jelin yapısını ve ailenin bir sonucu olarak almadığınızın bir sonucu olarak yok eder. Bunun yerine, süper kritik kurutma, süperkritik sıvıların kullanıldığı - bu nedenle, maddenin, benzeri bir basınçta ve sıcaklığın üzerindeki bir basınçta ve sıcaklığın üzerindeki bir basınçta (örneğin, geleneksel su süperkritik sıvı haline gelir) sırasıyla 647 K ve 218 bardan daha büyük bir sıcaklık ve basınç).
CO2 ortamındaki en yaygın süperkritik kurutma en yaygındır (kritik parametreler: 303.9 K, 73 bar). Böyle bir kurutma sırasında, süperkritik sıvı yavaş yavaş çözücüyü değiştirir ve daha sonra basınç reaktörde azaltılır ve süperkritik sıvı gaz fazına girer - yani uçundaki jelden lanetsiz bir gözenek sistemi olan airelek jelden elde edildi.
Bununla birlikte, süperkritik kurutma çok pahalıdır, bu da bunlara dayanarak havalandırma ve malzeme kullanma olasılığını sınırlar. Bu nedenle, bilim adamları bu süreci optimize etmenin yollarını arıyorlar. "Birçok bilimsel grup, süperkritik kurutma sürecinin yoğunlaştırılmasıyla uğraşıyor" diyor PCTU, Pavel Çingene'nin bir çalışanı. - İşlem parametrelerinin - sıcaklık, süperkritik kurutma ajanının tüketimini ve besleme modunun tüketiminin, kurutma işleminin temel özelliklerine - kurutma işleminin süresi ve toplam harcamaları üzerindeki çalışmalarımızda yoğunlaştık.
Araştırmacılar, silika bazlı klasik air çekimi örneğini kullanarak süper kritik kurutma işlemini inceledi. İzopropanol, kurutucu - süperkritik bir karbondioksit olarak bir başlangıç çözücü olarak kullanılmıştır. Tüm deneyler yüksek basınçlı aparatlarda yapıldı. Bilim adamları, işlemin ana parametrelerini, bir yandan, onu hızlandırır ve kurutma ajanının tüketimini azaltır ve diğer tarafta, solunumun içindeki çözücünün kalıntısı içeriği tarafından tahmin edilen ürün kalitesini kötüleştirmeyin.
Sonuç olarak, bilim adamları, süperkritik kurutmanın parametrelerindeki değişiklikler nedeniyle, karbondioksit tüketiminin yüzde 63,4 oranında azaltılabilir ve toplam işlem süresi yaklaşık yüzde 50'dir. Bu durumda, üretilen ürünün kalitesi neredeyse değişmeden kalır ve ortaya çıkan silika aerojelleri, gelişmiş bir spesifik yüzey alanına (yaklaşık 850 m / g) ve yüksek gözeneklilik (yaklaşık yüzde 95) sahiptir. Böylece, Rusya kimyacılar, uçak üretiminin üretim maliyetinin önemli bir parçası olan süperkritik kurutma sürecini optimize etmenin bir yolunu bulmuşlardır.
Kaynak: Çıplak Bilim