System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种凝胶泡沫材料的干燥方法技术_技高网

一种凝胶泡沫材料的干燥方法技术

技术编号:40108624 阅读:12 留言:0更新日期:2024-01-23 18:49
本发明专利技术提出了一种凝胶泡沫材料的干燥方法,包括以下步骤:制备溶胶,通过物理发泡、溶胶‑凝胶转变、交联固化形成湿凝胶泡沫;取所述湿凝胶泡沫进行含水率和DSC测定,取含水率最大值M0时的熔点T0作为升温基础,将升温温度设置为该熔点T0以下,测定其不同时间的含水率和熔点,根据含水率和熔点的关系曲线设计干燥路线;相比现有的干燥方法会影响凝胶泡沫材料的结构,本发明专利技术的干燥方法大幅度提升干燥速率,对凝胶泡沫材料的结构几乎无影响,为大规模工业生产提供极具参考价值的理论基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发泡材料,尤其涉及一种凝胶泡沫材料的干燥方法


技术介绍

1、目前的凝胶泡沫材料干燥设备采用低功率恒温恒湿箱,模拟恒温25℃、相对湿度50%的自然环境,干燥速率这方面存在明显短板;同时干燥时间过长,干燥成本较高。差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,dsc)是对物质进行综合热分析的一种常规手段,在程序控制温度下,测量试样和参照物的功率差与温度的关系,其记录下的曲线为dsc曲线,测量多种热力学和动力学参数。

2、公开号为cn111781240a的专利公开了差示扫描量热法dsc曲线的分峰拟合方法,通过dsc试验数据绘制热流率-温度曲线,确定峰面积计算所需的基线,以此分别准确地计算各物质浓度。但目前尚未见该法在凝胶泡沫材料干燥工艺的应用。

3、所以,现有凝胶泡沫材料的制备方法,其干燥工艺仍有待于改进。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提出了一种凝胶泡沫材料的干燥方法,解决了现有技术中干燥效果不佳进而导致凝胶泡沫材料结构破坏、性能下降的技术问题。

2、本专利技术的技术方案是这样实现的:

3、本专利技术提供了一种凝胶泡沫材料的干燥方法,包括以下步骤:

4、制备溶胶,通过物理发泡、溶胶-凝胶转变、交联固化形成湿凝胶泡沫;

5、取5-10mg所述湿凝胶泡沫,测试初始含水率并进行dsc测试,得到对应所述初始含水率的dsc曲线,所述初始含水率为m0,对应熔点为t0

6、以干燥温度t1对所述湿凝胶泡沫进行干燥,t1<t0;所述干燥进行一预定时间后,测定当前含水率为m1,对应熔点为t1’,进入下一阶段干燥,干燥温度设置为t2,t1’>t2>t1;重复以上步骤,第n阶段干燥时,测定含水率为mn,对应熔点为tn’,干燥温度设置为tn,tn’>tn>tn-1继续干燥,直至满足停止条件;其中n为正整数。

7、干燥后的凝胶泡沫材料存在一定量的结构水,水浓度足够高,就会形成水的多分子层,单分子层包裹着螺旋结构,额外的水层构成多分子层,高浓度的、未结合的水,即存在于水凝胶网络中的自由水。

8、为此,进一步优选地,所述停止条件为,测得湿凝胶泡沫的含水率小于10%。

9、进一步优选地,所述干燥温度满足0.9<tn/tn’<1。

10、进一步优选地,所述5-10mg均取自于湿凝胶泡沫同一中心部位。

11、进一步优选地,将5-10mg所述湿凝胶泡沫密封后进行dsc测试,以保证含水率不变

12、进一步优选地,所述干燥的相对湿度为0-5%。

13、进一步优选地,所述干燥的风速为5-10m/s。

14、进一步优选地,所述湿凝胶泡沫的制备方法,具体包括以下步骤:

15、原材料准备及称量,包括主料、副料、填料、添加剂和水;所述主料包括天然高分子、硅酸钠,

16、所述副料包括天然高分子,所述填料包括蛭石、珍珠岩、植物纤维、辐射吸收材料,所述添加剂包括表面活性剂和增塑剂;

17、浆体制备,将主料、副料、填料以及添加剂溶于水中,在40-80℃下搅拌至均匀混合,形成可发泡的溶胶;

18、物理发泡,将空气注入溶胶中,通过快速剪切使气相均匀分散在液相中,形成液态泡沫;成型;

19、固化,通过溶胶-凝胶转变、物理交联和表面活性剂的三元素协同作用,稳定泡结构,即得湿凝胶泡沫;

20、优选地,所述原材料准备及称量,以重量份数计,包括1-40份主料,0.01-10份表面活性剂和50-98.99份水。进一步优选地,所述填料还包括蛭石、珍珠岩、植物纤维、辐射吸收材料。

21、进一步优选地,所述成型指将液态泡沫成型为一维(供3d打印的线材)、二维(薄膜、片材、板材)、三维(箱体、其他复杂形状)。

22、进一步优选地,所述天然高分子包括阿拉伯胶、黄原胶、琼脂、海藻酸、明胶、卡拉胶、结冷胶、果胶、蔗糖、谷氨酰胺转氨酶或壳聚糖其中的至少一种。

23、进一步优选地,所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基三甲基溴化铵其中的一种。

24、本专利技术的凝胶泡沫材料干燥方法,相对于现有技术具有以下有益效果:

25、现有技术中,常规干燥工艺如热风干燥、真空干燥、微波干燥,无法准确确定干燥温度,导致干燥温度超过泡沫材料瞬时熔点,材料熔化或性能明显下降;本专利技术根据含水率与熔点的关系设计干燥路线,将干燥速率大幅度提升,可以将干燥时间缩短80%以上;同时本专利技术使用的干燥条件对泡沫的结构和性能几乎没有影响;本专利技术干燥后的凝胶泡沫材料,泡孔结构稳定,其综合机械和物理性能(保温、缓冲)相当或优于传统塑料泡沫材料。

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【技术保护点】

1.一种凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述停止条件为,测得湿凝胶泡沫的含水率小于10%。

3.如权利要求2所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述干燥温度满足0.9<Tn/Tn’<1。

4.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述5-10mg均取自于湿凝胶泡沫同一中心部位。

5.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,将5-10mg所述湿凝胶泡沫密封后进行DSC测试,以保证含水率不变。

6.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述干燥的相对湿度为0-5%。

7.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述干燥的风速为5-10m/s。

8.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述制备溶胶,通过物理发泡、溶胶-凝胶转变、交联固化形成湿凝胶泡沫,具体包括以下步骤:

9.如权利要求8所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述天然高分子包括阿拉伯胶、黄原胶、琼脂、海藻酸、明胶、卡拉胶、结冷胶、果胶、蔗糖、谷氨酰胺转氨酶或壳聚糖其中的至少一种。

10.如权利要求8所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基三甲基溴化铵其中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述停止条件为,测得湿凝胶泡沫的含水率小于10%。

3.如权利要求2所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述干燥温度满足0.9<tn/tn’<1。

4.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述5-10mg均取自于湿凝胶泡沫同一中心部位。

5.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,将5-10mg所述湿凝胶泡沫密封后进行dsc测试,以保证含水率不变。

6.如权利要求1所述的凝胶泡沫材料的干燥方法,其特征在于,所述干燥的相对湿度...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋行
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:

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