低溫恒溫反應(yīng)浴常用制冷介質(zhì)特性與適用溫度范圍
一、有機(jī)醇類(lèi)介質(zhì)(低溫場(chǎng)景主導(dǎo))
1. 乙醇(Ethyl Alcohol)
- 特性:冰點(diǎn)-114℃,沸點(diǎn)78℃,粘度低(20℃時(shí)1.07cP),導(dǎo)熱性較好(0.17W/m·K),但易燃、易揮發(fā),使用時(shí)需密封和通風(fēng)。
- 溫度范圍:-110℃~70℃。
- 應(yīng)用:適合制藥低溫合成(如酶催化反應(yīng))、化學(xué)分析低溫浴,優(yōu)勢(shì)在于低溫流動(dòng)性好且成本低,但高溫環(huán)境中揮發(fā)和燃爆風(fēng)險(xiǎn)需注意。
2. 乙二醇(Ethylene Glycol)
- 特性:純品冰點(diǎn)-12.9℃,可與水混合調(diào)節(jié)冰點(diǎn)(如配制成防凍液),粘度較高(20℃時(shí)25.66cP),導(dǎo)熱性中等(0.25W/m·K),低毒且吸濕性強(qiáng)。
- 溫度范圍:-60℃~150℃(需通過(guò)濃度控制冰點(diǎn),例如高濃度混合液可降低冰點(diǎn))。
- 應(yīng)用:常用于中低溫恒溫場(chǎng)景,如疫苗儲(chǔ)存溫控、聚合物合成反應(yīng),高溫穩(wěn)定性?xún)?yōu)于乙醇,但高濃度時(shí)粘度大,可能影響攪拌效率。
3. 異丙醇(Isopropyl Alcohol)
- 特性:冰點(diǎn)-89.5℃,沸點(diǎn)82.5℃,粘度略高于乙醇(20℃時(shí)2.35cP),揮發(fā)性低于乙醇,毒性也較低,但仍屬易燃介質(zhì)。
- 溫度范圍:-80℃~80℃。
- 應(yīng)用:適用于生物樣本低溫保存、半導(dǎo)體材料低溫處理,低溫流動(dòng)性好且揮發(fā)速率較乙醇更易控制。
二、硅基與礦物油類(lèi)介質(zhì)(寬溫域與高溫場(chǎng)景)
1. 二甲基硅油(Dimethyl Silicone Oil)
- 特性:冰點(diǎn)-50℃~-60℃(視粘度型號(hào),粘度越高冰點(diǎn)略低),沸點(diǎn)超過(guò)200℃,粘度范圍極廣(5cSt~10000cSt),高溫下化學(xué)穩(wěn)定性極-佳,無(wú)毒、不揮發(fā)且惰性強(qiáng)。
- 溫度范圍:-50℃~250℃(高粘度型號(hào)可達(dá)300℃)。
- 應(yīng)用:適合制藥高溫結(jié)晶、材料熱處理、核磁共振儀器溫控等場(chǎng)景,寬溫域特性使其無(wú)需頻繁更換介質(zhì),但低溫下高粘度型號(hào)(如10000cSt)流動(dòng)性會(huì)顯著下降。
2. 礦物油(Mineral Oil)
- 特性:冰點(diǎn)-20℃~-30℃,沸點(diǎn)180℃~300℃,粘度中等(20℃時(shí)約50cSt),導(dǎo)熱性較差(0.13W/m·K),成本低廉但化學(xué)穩(wěn)定性一般,高溫下易氧化。
- 溫度范圍:-20℃~200℃(需配合惰性氣體保護(hù)以減少氧化)。
- 應(yīng)用:常用于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)加熱浴或非精密溫控反應(yīng),適合對(duì)成本敏感且無(wú)強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)景。
3. 氟硅油(Fluorinated Silicone Oil)
- 特性:冰點(diǎn)-40℃,沸點(diǎn)超過(guò)250℃,耐化學(xué)腐蝕(抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿),不燃,粘度較高(20℃時(shí)約100cSt)。
- 溫度范圍:-40℃~250℃。
- 應(yīng)用:主要用于氟化物合成、化工腐蝕性介質(zhì)溫控等特殊場(chǎng)景,耐腐蝕性強(qiáng)但成本較高。
三、特殊場(chǎng)景介質(zhì)(超低溫與混合體系)
- 乙醇-水混合液:通過(guò)調(diào)節(jié)乙醇濃度可降低冰點(diǎn)(如95%乙醇混合液冰點(diǎn)約-70℃),成本低、導(dǎo)熱性好,但易揮發(fā)需密封,適用溫度范圍約-70℃~70℃,常用于對(duì)溫度精度要求不高的低溫浴。
- 液氮-乙醇混合體系:液氮直接注入乙醇中可實(shí)現(xiàn)超低溫(低至-150℃以下),但屬于動(dòng)態(tài)控溫,適用于需要瞬時(shí)超低溫的實(shí)驗(yàn)(如蛋白質(zhì)結(jié)晶),需配合特殊設(shè)備避免液氮快速揮發(fā)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。
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