Sa larangan ng pagsusuri ng kemikal, ang mga biopharmaceutical at materyal na pananaliksik at pag -unlad, ang banta ng pag -agaw ng kaagnasan sa pagganap ng kagamitan ay nagiging mas kilalang. Kapag ang tradisyunal na mga balbula ng bote ng aluminyo ay nakikipag -ugnay sa mga malakas na acid (tulad ng puro sulpuriko acid), malakas na alkalis (tulad ng sodium hydroxide) at mga organikong solvent (tulad ng acetone), ang mga ito ay madaling kapitan ng kaagnasan, coating peeling o mechanical na pagkasira ng pag -aari, na nagreresulta sa nabawasan na dosage na katumpakan at pagkabigo ng kagamitan. Ang D1S2.8 120MCL DOSAGE ALUMINUM CUP One-inch na dami ng bote ng balbula ay nagpapakilala ng patong ng polytetrafluoroethylene (PTFE), na nagsisimula mula sa mga intrinsic na katangian ng materyal, upang makabuo ng isang aktibong sistema ng proteksyon para sa mga kinakailangang kapaligiran, na nagbibigay ng isang bagong solusyon para sa kagamitan sa pagsukat ng pagsukat.
Ang malakas na C-F bond ng PTFE molekular chain ay nagbibigay ito ng isang napakababang enerhiya sa ibabaw (tungkol sa 18mn/m), na siyang pangunahing pisikal na batayan para sa pagkamit ng superhydrophobicity. Sa 10μm coating, ang mga molekular na kadena ng PTFE ay nagtutulungan sa pamamagitan ng mga sumusunod na mekanismo:
Directed Molecular Chain Arrangement: Sa panahon ng proseso ng pag-spray, kapag ang mataas na temperatura na tinunaw na PTFE ay lumalamig sa ibabaw ng substrate ng lata, ang mga molekular na kadena ay nakaayos sa patayong direksyon upang makabuo ng isang nano-scale magaspang na istraktura.
Micro-Nano composite na istraktura: Ang ibabaw ng patong ay ipinamamahagi na may 50-200nm micron-scale protrusions at 10-50nm nano-scale pores. Ang istraktura na ito ay ginagawang ang anggulo ng contact ng tubig ng droplet ay umabot sa 110 °, na higit sa ordinaryong ibabaw ng hydrophobic (> 90 °).
Epekto ng Rolling Friction: Kapag ang kinakailangang likido ay nakikipag -ugnay sa patong, ang droplet ay bumubuo ng isang spherical na hugis dahil sa pag -igting sa ibabaw, at maaaring gumulong sa isang anggulo ng pagkahilig na 2 ° lamang, binabawasan ang oras ng contact sa substrate ng higit sa 90%.
Ang kemikal na pagkawalang-galaw ng PTFE ay nagmula sa ganap na puspos na istraktura ng carbon-fluorine, na ginagawang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekular na kadena na napakalakas at mahirap na masira ng mga kemikal. Partikular, ito ay ipinahayag tulad ng sumusunod:
Solvent Resistance: Sa mga organikong solvent tulad ng acetone at tetrahydrofuran, ang helical conform ng PTFE molekular chain ay nananatiling matatag, at ang rate ng pagkawala ng masa pagkatapos ng 24 na oras ng paglulubog ay mas mababa sa 0.1%, na kung saan ay mas mababa kaysa sa tradisyonal na fluorocarbon coatings (mga 1%).
Ang katatagan ng Acid at Alkali: Sa puro sulpuriko acid (98%) at sodium hydroxide (30%), ang napakabagal na pisikal na adsorption ay nangyayari sa ibabaw ng PTFE, at walang pagbagsak ng bono ng kemikal o molekular na pagkasira ng kadena.
Paglaban sa panahon: Sa saklaw ng -50 ℃ hanggang 250 ℃, ang pagkikristal ng chain ng molekular na PTFE ay nananatiling matatag, pag -iwas sa pag -crack ng patong na sanhi ng pagpapalawak ng thermal.
Ang kakayahang nakapagpapagaling sa sarili ng patong ng PTFE ay nagmumula sa natatanging mga katangian ng paggalaw ng molekular na kadena at istraktura ng butas:
Molecular Chain Migration: Kapag ang mga scratches na antas ng micron ay lilitaw sa ibabaw ng patong, ang chain ng molekular na PTFE ay maaaring lumipat kasama ang direksyon ng gasgas sa ilalim ng stress at awtomatikong punan ang depekto.
Porosity buffering effect: Ang mga micron-level pores na ipinamamahagi sa patong ay nagbibigay-daan sa isang maliit na halaga ng likido na tumagos, ngunit ang mga molekular na kadena ng PTFE sa pader ng butas ay muling nabuo sa ilalim ng likidong presyon upang makabuo ng isang dynamic na layer ng sealing.
Ang pagtugon sa kapaligiran: Sa isang mahalumigmig na kapaligiran, ang mga molekula ng tubig na na-adsorbed sa ibabaw ng PTFE ay maaaring magsulong ng slippage ng mga molekular na kadena at mapabilis ang proseso ng pagpapagaling sa sarili.
Ang pagganap ng patong ng PTFE ay lubos na nakasalalay sa mga parameter ng proseso ng pag -spray:
Substrate Pretreatment: Ang substrate ng lata ay kailangang malinis ng plasma at tratuhin ng ahente ng pagkabit ng silane upang matiyak na ang pagdirikit ng patong ay ≥8MPa.
Mga Parameter ng Pag -spray: Ang teknolohiya ng pag -spray ng plasma ay ginagamit upang makontrol ang distansya ng pag -spray ng 150mm, boltahe ng 80kV, at kasalukuyang ng 1.2a upang makabuo ng isang siksik at pantay na patong.
Post-Paggamot: Pagkatapos ng pag-spray, ang high-temperatura na sintering sa 350 ℃ ay isinasagawa upang ganap na ma-crystallize ang chain ng molekular na PTFE at pagbutihin ang tigas (≥2H) at magsuot ng paglaban ng patong.
Upang matiyak ang katatagan ng pagganap ng patong, ang mga sumusunod na pamantayan sa kontrol ng kalidad ay kailangang maitatag:
Kapal ng pagkakapareho: Ang paglihis ng kapal ng patong ay ≤ ± 1μm sa pamamagitan ng laser confocal mikroskopya.
Porosity Control: Ang porosity ay natutukoy ng panghihimasok sa mercury, at ang target na halaga ay 15% -20% upang balansehin ang hydrophobicity at kakayahang nakapagpapagaling sa sarili.
Ang pag -verify ng pagtutol ng kaagnasan: Sa isang kunwa na kapaligiran ng kaagnasan (tulad ng 1mol/L h₂so₄ 0.1mol/L NaCl), ang pagbabago ng impedance ng patong ay sinusubaybayan ng electrochemical impedance spectroscopy (EIS) upang matiyak na ang rate ng drop rate ay <5% sa 24 na oras.
Pagtatasa ng mekanismo ng proteksyon ng patong ng PTFE
Ang superhydrophobicity ay binabawasan ang panganib ng kaagnasan sa pamamagitan ng mga sumusunod na mekanismo:
Epekto ng Bounce Bounce: Kapag ang mga high-speed droplet ay tumama sa patong, ang superhydrophobic na ibabaw ay nagiging sanhi ng pagba-bounce ng mga droplet upang maiwasan ang kaagnasan ng epekto.
Paghiwalay ng Air Film: Kapag bumagsak ang mga droplet, isang air film ang nabuo sa ibabaw ng patong, hinaharangan ang direktang pakikipag -ugnay sa pagitan ng kinakaing unti -unting daluyan at ang substrate.
Pag-andar ng Paglilinis sa Sarili: Ang Superhydrophobicity ay nagpapahirap sa mga pollutant na sumunod sa ibabaw ng patong, binabawasan ang paglitaw ng lokal na kaagnasan.
Ang kemikal na pagkawalang -galaw ng PTFE ay nakamit ang proteksyon ng solvent sa mga sumusunod na paraan:
Physical Shielding: Ang siksik na istraktura ng patong ay pinipigilan ang mga solvent na molekula mula sa pagtagos at maiwasan ang kaagnasan ng substrate.
Molekular na pagiging tugma: Mayroon lamang isang mahina na lakas ng van der Waals sa pagitan ng PTFE at mga organikong solvent, at walang reaksyon ng kemikal na nangyayari.
Pangmatagalang katatagan: Pagkatapos ng 2000 na oras ng patuloy na pakikipag-ugnay sa mga solvent, ang rate ng pagkawala ng patong ay mas mababa pa sa 0.5%.
Ang mekanismo ng pagpapagaling sa sarili ay nagpapalawak ng buhay ng patong sa pamamagitan ng mga sumusunod na paraan:
Pag -aayos ng Microcrack: Sa ilalim ng stress, ang mga molekular na kadena ng PTFE ay lumipat sa mga bitak at bumubuo ng mga bagong bono ng kemikal.
Pore Sealing: Ang matalim na likido ay bumubuo ng lokal na mataas na presyon sa mga pores, na nag -uudyok sa mga molekular na kadena na muling ayusin at isara ang mga pores.
Pag-aayos ng Kapaligiran na sapilitan: Sa mahalumigmig o mataas na temperatura na kapaligiran, ang rate ng pagpapagaling sa sarili ay makabuluhang napabuti, at higit sa 90% ng proteksiyon na pagganap ng patong ay maaaring maibalik.
Ang halaga ng application ng PTFE coating in D1S2.8 Bottle Valve
Pinapayagan ng PTFE coating ang balbula ng bote upang mapanatili ang isang matatag na estado ng ibabaw sa isang kinakaing unti -unting kapaligiran, at ang paglihis ng dosis ay nabawasan mula sa ± 3% hanggang ± 1%, na makabuluhang pagpapabuti ng katumpakan ng pagsusuri.
Sa simulate na senaryo ng pagsusuri ng chromatography na pang -industriya, ang buhay ng walang balbula na balbula ng bote ay 6 na buwan, habang ang buhay ng balbula na pinahiran ng bote ng PTFE ay lumampas sa 5 taon, at ang gastos sa pagpapanatili ay nabawasan ng 80%.
Patlang ng Pharmaceutical: Sa paghahanda ng mga nano-droga, binabawasan ng patong ang paglihis ng diameter ng droplet mula sa ± 10% hanggang ± 3%, na nagpapabuti ng pagkakapareho ng gamot.
Pagtatasa ng kemikal: kasabay ng awtomatikong sampler, makakamit nito ang 72 oras ng patuloy na operasyon na may rate ng pagkabigo na mas mababa sa 0.1%.
Pagsubaybay sa Kapaligiran: Sa PM2.5 Sampler, ang paglaban sa panahon ng patong ay nagbibigay -daan sa aparato upang mapanatili ang katatagan ng dosis sa matinding mga kapaligiran, na may rate ng error sa data na mas mababa sa 2%.
