Chất lỏng siêu tới hạn là chất lỏng có nhiệt độ và áp suất trên điểm tới hạn. Khí trong điều kiện siêu tới hạn, còn được gọi là chất lỏng siêu tới hạn (SF), là một chất tồn tại dưới dạng chất lỏng ở nhiệt độ tới hạn (Tc) và áp suất tới hạn (Pc). Thông thường có carbon dioxide (CO2), nitơ (N2), v.v.
Ứng dụng của chất lỏng siêu tới hạn
I. Khai thác chất lỏng siêu tới hạn
CO2 siêu tới hạn có ưu điểm là không độc hại, không ăn mòn, không cháy, độ tinh khiết cao và giá thấp. Nó có tính chất truyền khối lượng tuyệt vời, hệ số khuếch tán lớn và độ nhớt thấp. Với áp suất tới hạn tương đối thấp và nhiệt độ tới hạn nhạy cảm so với các chất lỏng siêu tới hạn khác, nó phù hợp để xử lý các sản phẩm sinh học nhạy cảm với nhiệt và các sản phẩm tự nhiên.
Nguyên tắc của quá trình tách chiết chất lỏng CO2 siêu tới hạn (SFE) được thực hiện bằng cách sử dụng khả năng hòa tan của chất lỏng siêu tới hạn liên quan đến mật độ của nó, tức là sử dụng ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ đối với khả năng hòa tan chất lỏng siêu tới hạn. Trong trạng thái siêu tới hạn, chất lỏng siêu tới hạn được tiếp xúc với vật liệu được tách ra để nó có thể chiết xuất có chọn lọc các thành phần có kích thước cực, điểm sôi cao và thấp và kích thước trọng lượng phân tử. Tất nhiên, các chất chiết xuất thu được từ các phạm vi áp suất khác nhau không thể là duy nhất, nhưng có thể kiểm soát các điều kiện để có được tỷ lệ tốt nhất của thành phần hỗn hợp, sau đó sử dụng phương pháp giảm áp suất, tăng nhiệt để làm cho chất lỏng siêu tới hạn trở thành khí thông thường, chất chiết xuất * hoặc kết tủa cơ bản, do đó đạt được mục đích tách và tinh khiết, vì vậy quá trình chiết xuất chất lỏng CO2 siêu tới hạn được kết hợp bởi quá trình chiết xuất và tách.
II. Tạo bọt chất lỏng siêu tới hạn
Bọt vật liệu là một cách hiệu quả để giảm mật độ của nó và mở rộng ứng dụng chức năng của nó. Với chất lượng nhẹ, cách nhiệt, hấp thụ âm thanh, chống động đất, cường độ cụ thể cao và giá thấp, vật liệu bọt được sử dụng rộng rãi trong bao bì hàng hóa, thiết bị thể thao, phụ kiện thiết bị y tế, công nghiệp ô tô cũng như xây dựng và các lĩnh vực khác.
Công nghệ tạo bọt chất lỏng siêu tới hạn là một cách hiệu quả để chuẩn bị nhựa siêu xốp đã được phát triển nhanh chóng trong gần 20 năm. Kích thước lỗ xốp nhựa siêu nhỏ thu được là nhỏ hơn, mật độ lỗ xốp cao hơn, hiệu suất toàn diện cũng tuyệt vời hơn. Và, các cách tạo bọt chất lỏng siêu tới hạn rất đa dạng, thích hợp cho việc tạo bọt polymer nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ cao. Do đó, công nghệ này cung cấp một cách thức mới để chuẩn bị bọt nhựa kỹ thuật đặc biệt.
So với các phương thức tạo bọt khác, tạo bọt chất lỏng siêu tới hạn chủ yếu bao gồm phương pháp gián đoạn, phương pháp đùn liên tục.
Phương pháp Interval
Phương pháp liên tục thuộc về cách tạo bọt tĩnh, thường là đặt mẫu polymer vào nồi hấp, hấp phụ tĩnh, sau đó theo nhiệt độ bão hòa và nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh hóa polymer, chọn cách giảm áp suất chính hoặc bồn tắm dầu thứ cấp để tạo bọt polymer. Nhưng cho dù đó là giảm áp suất sơ cấp hay tăng nhiệt độ thứ cấp, nhiệt độ cần phải thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nó, do đó, quá trình tạo bọt không liên tục không bị giới hạn bởi nhiệt độ nóng chảy polymer.
Ngoài ra, cấu trúc của thiết bị tạo bọt liên tục là tương đối đơn giản và khả năng kiểm soát mạnh mẽ, không chỉ là một phương pháp hiệu quả để tiến hành nghiên cứu cơ chế tạo polymer siêu xốp và xác định các thông số công nghệ, mà còn có thể cung cấp hướng dẫn nhất định cho việc ép phun và xác định thiết kế và điều kiện tham số công nghệ của thiết bị ép đùn.
Phương pháp đùn liên tục
Tạo bọt ép đùn siêu tới hạn thuộc về phương pháp tạo bọt năng động, dựa trên phương pháp ép đùn hoặc ép phun truyền thống và phù hợp với phương pháp tạo bọt của sản xuất công nghiệp. Sự khác biệt chính giữa nó và đùn truyền thống, ép phun là cần phải bơm chất lỏng siêu tới hạn trong phần nhựa dẻo nóng chảy của máy đùn hoặc máy ép phun bằng thiết bị đặc biệt và các phương tiện kỹ thuật vào chất lỏng siêu tới hạn, làm cho chất lỏng siêu tới hạn và chất lỏng polymer tan chảy ở nhiệt độ cao và áp suất cao, hình thành một hệ thống đồng nhất, và cuối cùng, bằng cách giảm áp suất khi ép phun hoặc ép đùn để tạo bọt, làm mát và hoàn thiện.
