低溫恒溫反應浴常用的制冷介質特性與適用溫度范圍
低溫恒溫反應浴常用制冷介質特性與適用溫度范圍
一、有機醇類介質(低溫場景主導)
1. 乙醇(Ethyl Alcohol)
- 特性:冰點-114℃,沸點78℃,粘度低(20℃時1.07cP),導熱性較好(0.17W/m·K),但易燃、易揮發(fā),使用時需密封和通風。
- 溫度范圍:-110℃~70℃。
- 應用:適合制藥低溫合成(如酶催化反應)、化學分析低溫浴,優(yōu)勢在于低溫流動性好且成本低,但高溫環(huán)境中揮發(fā)和燃爆風險需注意。
2. 乙二醇(Ethylene Glycol)
- 特性:純品冰點-12.9℃,可與水混合調節(jié)冰點(如配制成防凍液),粘度較高(20℃時25.66cP),導熱性中等(0.25W/m·K),低毒且吸濕性強。
- 溫度范圍:-60℃~150℃(需通過濃度控制冰點,例如高濃度混合液可降低冰點)。
- 應用:常用于中低溫恒溫場景,如疫苗儲存溫控、聚合物合成反應,高溫穩(wěn)定性優(yōu)于乙醇,但高濃度時粘度大,可能影響攪拌效率。
3. 異丙醇(Isopropyl Alcohol)
- 特性:冰點-89.5℃,沸點82.5℃,粘度略高于乙醇(20℃時2.35cP),揮發(fā)性低于乙醇,毒性也較低,但仍屬易燃介質。
- 溫度范圍:-80℃~80℃。
- 應用:適用于生物樣本低溫保存、半導體材料低溫處理,低溫流動性好且揮發(fā)速率較乙醇更易控制。
二、硅基與礦物油類介質(寬溫域與高溫場景)
1. 二甲基硅油(Dimethyl Silicone Oil)
- 特性:冰點-50℃~-60℃(視粘度型號,粘度越高冰點略低),沸點超過200℃,粘度范圍極廣(5cSt~10000cSt),高溫下化學穩(wěn)定性極-佳,無毒、不揮發(fā)且惰性強。
- 溫度范圍:-50℃~250℃(高粘度型號可達300℃)。
- 應用:適合制藥高溫結晶、材料熱處理、核磁共振儀器溫控等場景,寬溫域特性使其無需頻繁更換介質,但低溫下高粘度型號(如10000cSt)流動性會顯著下降。
2. 礦物油(Mineral Oil)
- 特性:冰點-20℃~-30℃,沸點180℃~300℃,粘度中等(20℃時約50cSt),導熱性較差(0.13W/m·K),成本低廉但化學穩(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以減少氧化)。
- 應用:常用于實驗室常規(guī)加熱浴或非精密溫控反應,適合對成本敏感且無強腐蝕性的場景。
3. 氟硅油(Fluorinated Silicone Oil)
- 特性:冰點-40℃,沸點超過250℃,耐化學腐蝕(抗強酸、強堿),不燃,粘度較高(20℃時約100cSt)。
- 溫度范圍:-40℃~250℃。
- 應用:主要用于氟化物合成、化工腐蝕性介質溫控等特殊場景,耐腐蝕性強但成本較高。
三、特殊場景介質(超低溫與混合體系)
- 乙醇-水混合液:通過調節(jié)乙醇濃度可降低冰點(如95%乙醇混合液冰點約-70℃),成本低、導熱性好,但易揮發(fā)需密封,適用溫度范圍約-70℃~70℃,常用于對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現(xiàn)超低溫(低至-150℃以下),但屬于動態(tài)控溫,適用于需要瞬時超低溫的實驗(如蛋白質結晶),需配合特殊設備避免液氮快速揮發(fā)帶來的安全風險。
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