CN207694765U - 一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，包括箱体、与所述箱体可拆卸连接的顶盖、设置在所述箱体内的加热列管以及放置在所述箱体内的样品储槽，所述箱体与所述顶盖密封连接，所述顶盖上设置有溶液输入管和排气管，所述溶液输入管、排气管均与所述箱体的内腔连通；所述箱体靠近所述顶盖的侧壁上设置有真空管，所述真空管的一端与所述箱体的内腔连通，另一端与一真空泵连接；所述溶液输入管、排气管及真空管上均设置有阀门；所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端位于所述样品储槽内。通过以上装置的设置，能够方便地将凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中，从而提高了凝胶材质的综合力学强度。

Description

一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置

技术领域

本实用新型涉及凝胶复合材料的生产装置技术领域，特别是涉及一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置。

背景技术

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有:一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构；由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为"蜂窝"材料；更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构，通常称之为"泡沫"材料。多孔材料拥有许多优点，例如低密度、高孔隙率、高比表面积、高比强度，并具有良好的隔音、隔热、吸震等性能。多孔材料的研究领域跨越了材料、化学、物理、能源、数学和计算机等多个学科。

凝胶是由胶体粒子或者高聚物通过交联在溶剂或者分散介质中形成的空间网状结构。凝胶在生物医用、催化吸附、阻隔密封等领域有着广泛应用。另外，凝胶化反应也是通过超临界干燥法或者冷冻干燥法制备气凝胶的必经步骤。然而凝胶的力学强度低，极大的限制了其应用。

综上所述，如何将凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中从而有效克服凝胶自身力学强度不足的缺陷成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，以解决上述现有技术存在的问题，使凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中从而提高凝胶材质的综合力学强度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供了一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，包括箱体、与所述箱体可拆卸连接的顶盖、设置在所述箱体内的加热列管以及放置在所述箱体内的样品储槽，所述箱体与所述顶盖密封连接，所述顶盖上设置有溶液输入管和排气管，所述溶液输入管、排气管均与所述箱体的内腔连通；所述箱体靠近所述顶盖的侧壁上设置有真空管，所述真空管的一端与所述箱体的内腔连通，另一端与一真空泵连接；所述溶液输入管、排气管及真空管上均设置有阀门；所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端位于所述样品储槽内。

优选地，所述加热列管通过隔离板与放置所述样品储槽的空腔隔开。

优选地，所述加热列管设置在靠近所述箱体的内壁位置，且沿着所述箱体的高度方向排布。

优选地，所述隔离板的内壁固定连接支撑板，所述支撑板上可拆卸地连接有一挡板，所述挡板上设置有通孔；所述样品储槽的高度小于所述挡板到所述箱体内部底面的高度，所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端穿过所述通孔伸入所述样品储槽内。

优选地，所述箱体内部设置有温度传感器。

优选地，所述顶盖与所述箱体之间设置有密封圈。

优选地，所述真空管上靠近所述箱体的位置设置有真空压力表。

优选地，所述箱体与所述样品储槽之间的空腔内填充有保温材料。

优选地，所述顶盖上连接有提手。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供了一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，包括箱体、与所述箱体可拆卸连接的顶盖、设置在所述箱体内的加热列管以及放置在所述箱体内的样品储槽，所述箱体与所述顶盖密封连接，所述顶盖上设置有溶液输入管和排气管，所述溶液输入管、排气管均与所述箱体的内腔连通；所述箱体靠近所述顶盖的侧壁上设置有真空管，所述真空管的一端与所述箱体的内腔连通，另一端与一真空泵连接；所述溶液输入管、排气管及真空管上均设置有阀门；所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端位于所述样品储槽内。通过以上装置的设置，能够方便地将凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中，从而提高了凝胶材质的综合力学强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置的结构示意图；

其中，1为箱体，2为加热列管，3为样品储槽，4为挡板，5为通孔，6为真空管，7为真空压力表，8为顶盖，9为排气管，10为提手，11为溶液输入管，12为密封圈，13为温度传感器，14为螺钉，15为阀门，16为支撑板，17为隔离板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，以解决上述现有技术存在的问题，使凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中从而提高凝胶材质的综合力学强度。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，包括箱体1、与箱体1可拆卸连接的顶盖8、设置在箱体1内的加热列管2以及放置在箱体1内的样品储槽3，箱体1与顶盖8密封连接，顶盖8上设置有溶液输入管11和排气管9，溶液输入管11、排气管9均与箱体1的内腔连通；箱体1靠近顶盖8的侧壁上设置有真空管6，真空管6的一端与所述箱体的内腔连通，另一端与一真空泵连接；溶液输入管11、排气管9及真空管6上均设置有阀门15；溶液输入管11伸入箱体1内的一端位于样品储槽3内。通过以上装置的设置，能够方便地将凝胶填充至力学强度优异的多孔材料中，从而提高了凝胶材质的综合力学强度。

具体的，加热列管2通过隔离板17与箱体1内放置样品储槽3的空腔隔开。防止装置在使用过程中加热列管2受到输入溶液的影响。为了使样品储槽3中的溶液受热效果更好，加热列管2设置在靠近箱体1的内壁位置，且沿着箱体1的高度方向排布。

进一步的，为了方便连接挡板4，隔离板17的内壁固定连接支撑板16，支撑板16上通过螺钉14可拆卸地连接有一挡板4，挡板4上设置有通孔5，通孔5均布在挡板4上。样品储槽3的高度小于挡板4到箱体1内部底面的高度。溶液输入管11伸入箱体1内的一端穿过通孔5伸入样品储槽3内。挡板4的设置，能够有效防止样品储槽3内的多孔材料因受溶液浮力的作用而从样品储槽3上端的开口掉落。

具体的，箱体1内部设置有温度传感器13，方便观测装置内的温度。顶盖8与箱体1之间设置有密封圈12，从而形成箱体1内的真空密封环境。

真空管6上靠近箱体1的位置设置有真空压力表7。真空压力表7的设置，使得在装置使用过程中能随时获知装置内的真空度。

为了防止工作过程中箱体1内的热量散失，箱体1与样品储槽3之间的空腔内填充有保温材料。

为了方便顶盖8的开关，在顶盖8上连接有提手10。

工作过程：打开顶盖8，旋开螺钉14并拆下挡板4，向样品储槽3中放入剪裁好的多孔材料，多孔材料的高度不超过样品储槽3高度的2/3。重新安装上挡板4，在密封圈12的两侧面各涂上一层真空硅脂，将其放置在箱体1的开口位置，并盖上顶盖8。关闭排气管9和溶液输入管11上的阀门15，打开真空管6上的阀门15对装置抽真空。观察真空压力表7的读数，当真空度达到低于大气压80kPa时，关闭真空管6上的阀门15，打开溶液输入管11上的阀门15，向样品储槽3中注入溶液。注入的溶液总量不得大于样品储槽3容积的2/3。溶液注入完毕后，关闭溶液输入管11上的阀门15，打开真空管6上的阀门15抽真空10～30秒以排除掉注入溶液时带入装置的空气。随后关闭真空管6上的阀门15，保压10分钟。保压期间若真空压力表7的示数不足40kPa，则打开真空管6上的阀门15将装置内的真空负压调至40～80kPa之间。保压过程结束后，关闭真空管6上的阀门15，打开排气管9上的阀门15，待真空压力表7显示压力为常压时关闭排气管9上的阀门15。给加热列管2通电，当温度传感器13所示温度达到溶液凝胶化所需的温度时给加热列管2断电，令整个装置保温，并根据溶液的凝胶化时间设定保温时间。在保温过程中若温度传感器13所示温度低于所需温度时可给加热列管2多次通电以维持装置内部温度。当达到溶液凝胶化所需时间后先打开排气管9上的阀门15，再通过提手10打开顶盖8，旋开螺钉14并拆下挡板4，将样品从样品储槽3中取出，并清洗样品储槽3。其中，所述溶液可以是小分子单体溶液，也可以是可以被交联的聚合物溶液。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：包括箱体、与所述箱体可拆卸连接的顶盖、设置在所述箱体内的加热列管以及放置在所述箱体内的样品储槽，所述箱体与所述顶盖密封连接，所述顶盖上设置有溶液输入管和排气管，所述溶液输入管、排气管均与所述箱体的内腔连通；所述箱体靠近所述顶盖的侧壁上设置有真空管，所述真空管的一端与所述箱体的内腔连通，另一端与一真空泵连接；所述溶液输入管、排气管及真空管上均设置有阀门；所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端位于所述样品储槽内。

2.根据权利要求1所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述加热列管通过隔离板与放置所述样品储槽的空腔隔开。

3.根据权利要求2所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述加热列管设置在靠近所述箱体的内壁位置，且沿着所述箱体的高度方向排布。

4.根据权利要求3所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述隔离板的内壁固定连接支撑板，所述支撑板上可拆卸地连接有一挡板，所述挡板上设置有通孔；所述样品储槽的高度小于所述挡板到所述箱体内部底面的高度，所述溶液输入管伸入所述箱体内的一端穿过所述通孔伸入所述样品储槽内。

5.根据权利要求1所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述箱体内部设置有温度传感器。

6.根据权利要求1所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述顶盖与所述箱体之间设置有密封圈。

7.根据权利要求1所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述真空管上靠近所述箱体的位置设置有真空压力表。

8.根据权利要求1所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述箱体与所述样品储槽之间的空腔内填充有保温材料。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多孔材料的溶液填充和凝胶化的装置，其特征在于：所述顶盖上连接有提手。