LGJ-12A實(shí)驗(yàn)型凍干機(jī)與東華大學(xué)復(fù)合材料

東華大學(xué)，作為教育部直屬、國(guó)家“211工程”及“雙**”建設(shè)高校。學(xué)校的科研成果廣泛應(yīng)用于生命健康、高端裝備、航天航空、重大建筑工程、能源環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域，為“天宮”、“天舟”、“北斗”、“天通”、“嫦娥”等國(guó)家重大工程做出了重要貢獻(xiàn)。

在東華大學(xué)的科研平臺(tái)上，LGJ-12A實(shí)驗(yàn)型凍干機(jī)作為重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為復(fù)合材料的凍干技術(shù)研究提供了有力支持。以下是復(fù)合材料凍干技術(shù)工藝的詳細(xì)介紹：

一、預(yù)處理階段

在復(fù)合材料凍干前，首先進(jìn)行配方優(yōu)化，確保各成分均勻分散。隨后，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行成型處理，如制成溶液、懸浮液、凝膠等適合凍干的形態(tài)。同時(shí)，嚴(yán)格控制物料的濃度和酸堿度等參數(shù)，這是決定凍干產(chǎn)品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵步驟。特別是在制備生物醫(yī)用復(fù)合材料時(shí)，需精確調(diào)配生物活性成分與基質(zhì)材料的比例，以保證其生物相容性和功能性。

二、冷凍階段

采用速凍方式，如液氮速凍或低溫冰箱速凍，迅速將物料降溫至共晶點(diǎn)以下。這一過(guò)程中，水分快速形成細(xì)小均勻的冰晶，有效減少對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)的機(jī)械損傷。由于不同復(fù)合材料的成分差異，其共晶點(diǎn)溫度也會(huì)有所不同。因此，需要通過(guò)差示掃描量熱法（DSC）等技術(shù)精準(zhǔn)測(cè)定共晶點(diǎn)溫度，以確定合適的冷凍溫度程序。

三、真空升華干燥階段

將冷凍后的物料迅速轉(zhuǎn)移至真空系統(tǒng)中，在高真空環(huán)境下（通常壓力在幾十帕至幾百帕之間）緩慢升溫，使冰晶升華。在升華過(guò)程中，需要精確控制溫度和真空度。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致材料軟化變形，而真空度不足則會(huì)影響升華速率和干燥效果。通過(guò)加熱板、輻射加熱等方式提供升華所需熱量，同時(shí)利用真空泵維持真空環(huán)境，持續(xù)抽走升華產(chǎn)生的水蒸氣。

四、解析干燥階段

升華干燥結(jié)束后，物料中仍殘留少量結(jié)合水。此時(shí)，需要在稍高溫度下（但低于材料的熱分解溫度）進(jìn)行解析干燥，進(jìn)一步降低材料含水量。一般將溫度升高至20-40℃，持續(xù)數(shù)小時(shí)，直至達(dá)到預(yù)期的含水率要求。至此，復(fù)合材料的凍干過(guò)程基本完成，得到干燥、疏松、多孔且性能優(yōu)良的制品。

東華大學(xué)LGJ-12A實(shí)驗(yàn)型凍干機(jī)及復(fù)合材料凍干技術(shù)工藝的研究，不僅為科研提供了有力支持，也為復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。