Дальнейшие эксперименты с ацетатом натрия, поиски удобного стартера и причин преждевременной кристаллизации
В комментариях к предыдущему посту помимо отсылок к Уолтеру Уайту накидали довольно много интересных идей по модификации самопальных грелочек, часть которых я проверил и результатами делюсь в данном материале, как и частью чисто сторонних экспериментов.
Увы, мои выходные подходят к концу и материалы для проверки всех предложений я раздобыть не успел, так что вероятнее всего будет и третий пост - возможно финальный - где-то в рамках 4-10 дней (но это не точно), где я попытаюсь сделать агрегат максимально близкий по удобству и функционалу к заводским аналогам. А для этого мне придётся раздобыть как минимум пакеты для крови и парочку биметаллических реле... где-то.
Но начнём, пожалуй, с науки: я всё таки измерил тепловую динамику данных грелочек в условиях приближённых к идеальным и в разных стартовых условиях. Флакончик засовывался в носок в качестве имитации кармана куртки и к нему плотно прижимался термометр, после чего через определённые промежутки времени данные с него записывались в таблицу.
Метод конечно от реальности далековат, но позволяет довольно наглядно показать как общую динамику работы грелок так и сравнить их работу в разных условиях. В итоге записанные результаты я закинул в эксель и еле-еле вспомнив как с ним работать построил график.
В итоге получилась такая картина: "Температура 1" это динамика грелки активированной при комнатной температуре, а "Температура 2" это динамика предварительно разогретой до 40+ градусов грелки. Получились графики нелинейные, так как для наглядности и удобства замеры делались через разные промежутки времени - вначале намного чаще:
На графике видно что преднагретая грелка набирала температуру и сохраняла её гораздо дольше, как я и предполагал - из-за того выделяемое тепло при достижении определённого порога начинало плавить уже затвердевшее вещество.
Плюсом я крайне нерасторопно измерил и динамику просто флакончика с водой температурой в 45 градусов (нерасторопно потому что предыдущие два теста заняли 6+ часов), и вышла практически прямая линия от 45 до ~30 градусов за те же три часа. Ну, это помимо того что в любой момент её подогреть не выйдет.
Из ИМХО заметок: после остывания ниже 38-39 градусов чувствительно греть руки оно уже по большей части перестаёт, но это при комнатной температуре, а не на морозе.
Далее я исследовал более насущный вопрос - как всё это добро удобно и надёжно стартовать без особых танцев с бубном и желательно без открывания более одного флакончика с закидыванием в него всякого.
В предложениях были как разного рода магнитики и стальные шарики, так и довольно интересный вариант в виде заколки, но уже для гибких контейнеров. Начать я решил с самого очевидного - шарики. По идее при достаточно сильном соударении они должны были создать зону кавитации, от которой бы уже началась кристаллизация, а магнит их должен был удерживать вместе до нужного времени. Но увы, данная схема не сработала - в попытках хоть как то запустить процесс одну небольшую баночку данные шарики просто разбили при сильной тряске, а при более аккуратном воздействии нужного результата они просто не выдают даже при любых взаимодействиях с магнитами (которые я пол дня искал) и стрёмном звоне
Так что увы - чуда не произошло:
Теоретически могли бы сработать овальные гремучие сувенирные магнитики по типу таких... но я их потерял, так что их проверю в следующий раз. Плюс пока не понятно как надёжно удерживать их вдалеке друг от друга чтобы они не слипались когда не надо, особенно при активном ношении в куртке.
Далее была попытка проверить крайне сомнительный, но всё же аналог кавитационного стартера в виде заколки в первом попавшемся зиплоковом пакете, который не был дырявым. Из плюсов я сразу заметил что недавно расплавленный и ещё горячий ацетат натрия в таком пакете в холодной воде остывает в разы быстрее чем в стеклянных флакончиках.
Но и тут неудача - сколько бы я не щёлкал заколкой она, судя по всему, оказалась откровенно слабовата. Зато при достаточно активном размятии и постукивании самого пакета (сразу скажу что абсолютно неподходящего) оно стартовало без всякой заколки. Зато получилось ОЧЕНЬ горячим.
Так что и эту идею отложим на потом - до приобретения пакетов для крови и понимания как в них затолкать щёлкалку без потери целостности или хотя бы герметичности.
В этот момент я вспомнил, что при проведении прошлых тестов с замерами динамики температуры, как и несколько раз до этого, грелки стартовали просто при откручивании крышки:
И проверив горлышко на флакончике и внутреннюю сторону крышки я заметил крайне интересную и в данной ситуации очень полезную вещь - если горлышко с крышкой кардинально не промывать и оставить там небольшое количество ацетата натрия, то он через некоторое время высохнет и превратится в столь нужный стартер. При этом внутри крышки находится полистироловый уплотнитель, который создаёт герметичный объём внутри которого после нагревания весь ацетат натрия плавится и стекает вниз а снаружи ничего не попадает.
То есть в таком случае достаточно просто открутить и закрутить крышку и мы получаем нужный нам эффект!
Я думаю что на данном решении со стартерами конкретно для стеклянных грелок формфактора флакончиков можно и остановиться на данный момент, так как срабатывает оно достаточно надёжно. И ничто не мешает таскать с собой ещё мелкую мензурку с запасными кристаллами, если эти не сработали.
Так же после этого вопроса встал вопрос преждевременного срабатывания от перепада температур и/или тряски. Но тут что при температурных скачках в пределах 20-40 градусов что при активной тряске относительно свежие грелки самоактивироваться не желали. Даже с таким дефектом в виде выпадения длинных и тонких кристаллов из слишком пересыщенного раствора. Главное чтобы район горлышка был чист и без застывшего тригидрата ацетата натрия - после же экзекуции всё это добро штатно активировалось после закидывания куска твёрдого горячего льда:
Чтож, с практичностью на этом всё - переходим к красивостям.
Далее я всё таки провёл эксперимент по максимально растянутому застыванию данной жижи, чтобы вместо снега получались как можно более крупные кристаллы. И данный процесс мне удалось растянуть на четыре с лишним часа.
Для этого я из подручных чашек-плошек собрал своеобразный термостат, подогрел его вместе с ацетатом натрия до температуры заведомо выше той, при которой он становится переохлаждённым и чисто физически сможет начать кристаллизоваться, подвесил на ниточку сбоку затравочный кристалл и стал ждать.
И через некоторое время, после остывания жижи до температуры в 49.7 градусов, со стартового кристаллика начали выпадать новые. Сразу же после начала этого процесса я завернул всё в полотенчик для минимизации теплопотерь, накрыл крышкой и оставил в таком виде.
Ну и результат не разочаровал - если раньше жижа кристаллизировалась за 1-3 минуты и кристаллики получались игольчатыми и крайне рассыпчатыми как на первом фото, то в данном случае получились экземпляры в разы больше, которые пришлось не без труда выковыривать из практически монолитного кристаллического кирпича!
И кирпичик получился, надо сказать, знатный. Если обычно затвердевший тригидрат ацетата натрия похож на мокрый снег и спокойно крошится руками (как на видео с пакетом), то тут получился кусок который просто голыми руками мне разломать уже не удалось. Пришлось расковыривать его при помощи молотка и ножа.
В итоге внутри обнаружилось довольно много красивых структур.
Опыт же с переохлаждённым горячим льдом, как по мне, вышел неудачным, так что его я завершу в следующий раз. Вместо более-менее плотного конгломерата получился ещё более рыхлый снех и отлитые формочки разломались.
Вероятно его после застывания нужно слегка просушивать.
Из советов, что родились в процессе возни с данной жижей:
1) При долгом простаивании банки с ацетатом натрия в нём могут выпасть вот такие вот длинные игольчатые кристаллы. На характеристики это вроде как не влияет, как я выяснил, но при желании лечится оно разогревом до 50+ градусов с добавлением небольшого количества воды и буквально пары миллилитров уксусной кислоты.
Происходит это вроде как из-за пересыщения раствора, из-за чего не весь тригидрат ацетата натрия может расплавиться в собственной гидрирующей же воде.
2) Если хочешь набрать жижу в шприц для переливания куда либо (это самый удобный и безопасный метод) перед этим всегда нужно тщательно промыть шприц под водой. Иначе получится как-то так - от пылинки на нём начинается процесс и целая банка жижи становится малооперабельной.
На первом фото вытащить шприц с налипшим кристаллом я успел, а вот на втором уже нет и оно застыло вместе с жижей в нём:
При работе с ацетатом натрия вообще крайне желательно промывать под струёй воды всё, что с ним контактирует. Так минимизируется риск ложного срабатывания когда оно не надо.
Чтож, на этом пока что всё - продолжу работать в направлении максимально удобных пакетных грелок на выходных и как наберу оборудования для последующей серии тестов.
Идеи и предложения не стесняйтесь кидать в комментарии.
P.S. - опять еле-еле уложился в лимиты. Для активных авторов на пикабу я бы сделал их чуть помягче.
