高分子材料和納米材料是材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。而凍干技術(shù),作為一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)高效的制備通孔先進(jìn)材料的成型方法,采用真空冷凍干燥技術(shù)高效可控地構(gòu)筑多孔結(jié)構(gòu)材料備受關(guān)注。
一、高分子材料與納米材料
高分子材料,又稱(chēng)聚合物材料,是由大量重復(fù)單元通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的長(zhǎng)鏈分子。高分子材料具有許多優(yōu)良的性能,如良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等。凍干技術(shù)在高分子材料領(lǐng)域的應(yīng)用主要是為了保持其結(jié)構(gòu)和性能,并延長(zhǎng)其使用壽命。
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度(1-100納米)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料因其獨(dú)特的尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子效應(yīng)等,在電子、催化、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
高分子材料凍干和納米材料凍干均是應(yīng)用凍干技術(shù)原理,使溶液在超低溫環(huán)境下冷凍,形成冰晶;然后,通過(guò)真空或減壓的方式,使冰晶直接升華成水蒸氣,從而去除材料中的水分。由于納米材料具有極高的比表面積和活性,其凍干過(guò)程需要更加精細(xì)的控制,以防止納米粒子團(tuán)聚或結(jié)構(gòu)破壞。
三、兩種材料凍干的區(qū)別
1、材料性質(zhì)差異:高分子材料通常具有較長(zhǎng)的分子鏈和較好的成膜性,而納米材料則具有更高的比表面積和活性。這些性質(zhì)差異導(dǎo)致了兩者在凍干過(guò)程中的行為不同,因此在設(shè)計(jì)凍干工藝時(shí),需在溫度、時(shí)長(zhǎng)方面注意兩者區(qū)別。
2、凍干條件要求:由于納米材料具有較高的活性和易團(tuán)聚性,其在凍干過(guò)程中需要更嚴(yán)格的溫度、壓力和濕度控制,以防止納米粒子的團(tuán)聚和結(jié)構(gòu)破壞。相比之下,高分子材料在凍干過(guò)程中的條件要求相對(duì)較為寬松。
3、應(yīng)用領(lǐng)域不同:高分子材料因其良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維等領(lǐng)域;而納米材料則因其獨(dú)特的尺寸效應(yīng)和性能,在電子、生物醫(yī)藥、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
△ 北京四環(huán)起航LGJ-T30壓蓋型凍干機(jī)
凍干技術(shù)是目前最適用于精密材料、生物藥品的干燥方式。擁有一臺(tái)性能優(yōu)良的凍干設(shè)備才能夠確保凍干程序順利流暢進(jìn)行。北京四環(huán)起航自成立以來(lái)專(zhuān)注于真空冷凍干燥機(jī)研發(fā)和生產(chǎn),為生物醫(yī)藥、精密材料、化妝品研發(fā)、環(huán)境檢測(cè)、食品凍干領(lǐng)域研究提供堅(jiān)實(shí)的設(shè)備支撐。