松弛过程对玻璃态海藻糖溶液蒸气压的影响研究

摘要

海藻糖因其独特的物理化学性质而在冷冻干燥和低温保存领域应用非常广泛，并且经常以高浓度的玻璃态溶液形式存在。溶液的蒸气压反映了其中水分子的状态，是与传热传质过程有关的重要性质。
　　处于玻璃化转变温度以下的玻璃态溶液存在向平衡态移动的松弛现象。松弛过程会影响溶液的物理化学性质，现阶段针对玻璃态海藻糖溶液该方面的研究非常少见，对蒸气压影响的研究则未见报道。为此，本文进行了以下工作：
　　使用静态法蒸气压测量装置测量了浓度71％～78%(w/w)的海藻糖溶液在-60℃～-40℃温度范围内的表面蒸气压，获得有效实验数据点38个。将实验数据与Vrentas模型的预测结果进行了对比，发现模型计算平均相对偏差为12.20%，如改变玻璃化转变温度计算方式并将相互作用参数根据实验数据拟合，则平均偏差可减小到1.73%。使用Zobrist经验模型也能很好地拟合实验数据，相对偏差为1.01%。
　　实验研究了温度和溶液浓度对玻璃态海藻糖溶液蒸气压随松弛过程变化的影响，溶液蒸气压随着松弛过程的进行逐渐降低，实验结果能用KWW模型加以描述。初始态和平衡态蒸气压的差值，随着溶液浓度的上升而下降，随着温度的上升而上升。松弛时间则随着溶液浓度的上升而下降，随着温度的上升而下降。

目录

声明

致谢

主要符号表

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 松弛过程

1.3 海藻糖

1.4 水分活度

1.5 研究内容和研究意义

第2章 理论基础

2.1 水分活度模型

2.2 过冷水的蒸气压模型

2.3 热流逸效应

2.4 松弛过程理论

第3章 玻璃态海藻糖溶液蒸气压测量与分析

3.1 实验装置

3.2 实验装置的验证

3.3 玻璃态海藻糖溶液蒸气压的测量

3.4 测量不确定度分析

3.5 实验结果分析

第4章 松弛过程对玻璃态海藻糖溶液蒸气压的影响研究

4.1 蒸气压松弛的实验研究

4.2 实验结果的理论分析

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

攻读硕士期间科研成果及所获奖励