I réimsí na hanailíse ceimiceacha, tá bithchógaisíocht agus taighde agus forbairt ábhartha, tá an bhagairt a bhaineann le creimeadh tuaslagóra ar fheidhmíocht trealaimh ag éirí níos suntasaí. Nuair a thagann comhlaí buidéal alúmanaim thraidisiúnta i dteagmháil le haigéid láidre (mar shampla aigéad sulfarach tiubhaithe), alcaile láidir (mar shampla hiodrocsaíd sóidiam) agus tuaslagóirí orgánacha (mar shampla aicéatón), tá siad i mbaol creimeadh dromchla, sciathán a sceitheadh nó díghrádú réadmhaoine meicniúla, agus mar thoradh air sin cruthaíonn sé cruinneas dosage agus teip trealaimh. Tugann an comhla buidéal cainníochtúil aon-orlach dosage dosage D1S2.8 120mcl isteach sciath polytetrafluoroethylene (PTFE), ag tosú ó airíonna intreacha an ábhair, chun córas cosanta gníomhach a thógáil do thimpeallachtaí creimneacha, ag soláthar tuaslagáin nua do threalamh méadraithe beachta.
Tugann an banna láidir C-F den slabhra móilíneach PTFE fuinneamh dromchla an-íseal (thart ar 18mn/m) dó, arb é an bunús fisiciúil é chun superhydrophobicity a bhaint amach. Sa sciath 10μm, oibríonn na slabhraí móilíneacha PTFE le chéile trí na meicníochtaí seo a leanas:
Socrú slabhra móilíneach treoraithe: Le linn an phróisis spraeála, nuair a fhuaraíonn an PTFE leáite ardteochta ar dhromchla an tsubstráit stáin, socraítear na slabhraí móilíneacha sa treo ingearach chun struchtúr garbh nana-scála a dhéanamh.
Struchtúr Ilchodach Micrea-Nano: Déantar an dromchla sciath a dháileadh le buaicphointí 50-200nm ar scála micron agus pores nana-scála 10-50nm. Fágann an struchtúr seo go sroicheann an uillinn teagmhála braoiníní uisce 110 °, i bhfad níos mó ná an gnáth -dhromchla hidreafóbach (> 90 °).
Éifeacht cuimilte rollta: Nuair a théann an leacht creimneach i dteagmháil leis an sciath, cruthaíonn an braoinín cruth sféarúil mar gheall ar an teannas dromchla, agus is féidir leis rolladh síos ar uillinn chlaonta de 2 ° amháin, ag laghdú an ama teagmhála leis an tsubstráit ag níos mó ná 90%.
Tagann an táimhe cheimiceach de PTFE óna struchtúr carbóin-florine atá sáithithe go hiomlán, rud a fhágann go bhfuil an idirghníomhaíocht idir slabhraí móilíneacha an-láidir agus deacair a scriosadh ag ceimiceáin. Go sonrach, léirítear é mar seo a leanas:
Friotaíocht tuaslagóra: I dtuaslagóirí orgánacha amhail aicéatón agus tetrahydrofuran, tá an t -eolas helical den slabhra móilíneach PTFE fós cobhsaí, agus tá an ráta maise caillteanais tar éis 24 uair an chloig de thumoideachas níos lú ná 0.1%, atá i bhfad níos ísle ná an ráta maise de chótaí florocarbóin traidisiúnta (thart ar 1%).
Cobhsaíocht aigéid agus alcaile: In aigéad sulfarach tiubhaithe (98%) agus hiodrocsaíd sóidiam (30%), ní tharlaíonn ach asaithe fisiciúil an -mhall ar dhromchla an PTFE, agus ní bhraitear aon bhriseadh bannaí ceimiceacha ná díghrádú slabhra móilíneach.
Friotaíocht aimsire: Sa raon -50 ℃ go 250 ℃, tá criostaileacht an tslabhra mhóilíneach PTFE fós seasmhach, ag seachaint scáineadh sciath de bharr leathnú teirmeach.
Eascraíonn cumas féin-leighis an sciath PTFE óna thréithe gluaisne móilíneach uathúil agus struchtúr pore:
Imirce an tslabhra mhóilíneach: Nuair a bhíonn scratches leibhéal micron le feiceáil ar dhromchla an sciath, is féidir leis an slabhra móilíneach PTFE dul ar imirce feadh an treo scratch faoi strus agus an fabht a líonadh go huathoibríoch.
Éifeacht Buffering Porosity: Ceadaíonn na pores ar leibhéal micron a dháiltear sa sciath méid beag leacht chun dul i bhfód, ach déantar na slabhraí móilíneacha PTFE ar an mballa pore a atheagrú faoi bhrú leachtach chun ciseal dinimiciúil ina saothraítear rónta a dhéanamh.
Freagrúlacht chomhshaoil: I dtimpeallacht thais, is féidir le móilíní uisce atá asaithe ar dhromchla an PTFE sciorradh na slabhraí móilíneacha a chur chun cinn agus an próiseas féin-leighis a luathú.
Tá feidhmíocht sciath PTFE ag brath go mór ar pharaiméadair an phróisis spraeála:
Réamhchóiriú an tsubstráit: Ní mór an tsubstráit stáin a ghlanadh agus a chóireáil le gníomhaire cúplála silane chun a chinntiú go bhfuil an greamaitheacht sciath ≥8MPA.
Paraiméadair spraeála: Úsáidtear teicneolaíocht spraeála plasma chun an fad spraeála de 150mm, voltas de 80kV a rialú, agus sruth 1.2A chun sciath dlúth agus aonfhoirmeach a chruthú.
Tar éis cóireála: Tar éis spraeáil, déantar sintéiriú ardteochta ag 350 ℃ chun an slabhra móilíneach PTFE a chriostalú go hiomlán agus chun an cruas (≥2h) a fheabhsú agus friotaíocht an sciath a chaitheamh.
Chun cobhsaíocht na feidhmíochta brataithe a chinntiú, ní mór na caighdeáin rialaithe cáilíochta seo a leanas a bhunú:
Aonfhoirmeacht tiús: Is é an diall tiús sciath ≤ ± 1μm trí mhicreascópacht confocal léasair.
Rialú Porosity: Is é cur isteach mearcair an phóirseacht, agus is é an spriocluach ná 15% -20% chun hidreafóbacht agus cumas féin-leighis a chothromú.
Fíorú friotaíochta creimthe: I dtimpeallacht creimthe insamhlaithe (amhail 1mol/L H₂so₄ 0.1mol/L NaCl), déantar monatóireacht ar athrú bacainní an sciath trí speictreascópacht impedance leictriceimiceach (EIS) chun a chinntiú go bhfuil an ráta titim bacainní <5% i 24 uair an chloig.
Anailís ar mheicníocht chosanta sciath PTFE
Laghdaíonn superhydrophobicity an baol creimthe trí na meicníochtaí seo a leanas:
Éifeacht Preab Droplet: Nuair a bhuaileann braoiníní ardluais an sciath, bíonn an dromchla superhydrophobic ina gcúis leis na braoiníní a phreabadh chun creimeadh tionchair a sheachaint.
Leithlisiú scannán aeir: Nuair a bhíonn braoiníní ag rolladh síos, cruthaítear scannán aeir ar an dromchla sciath, ag cur bac ar an teagmháil dhíreach idir an meán creimneach agus an tsubstráit.
Feidhm féin-glantacháin: Mar gheall ar an superhydrophobicity tá sé deacair ar thruailleáin cloí leis an dromchla sciath, ag laghdú creimeadh áitiúil.
Baineann cosaint cheimiceach PTFE le cosaint tuaslagóra ar na bealaí seo a leanas:
Sciath Fhisiciúil: Cuireann an struchtúr dlúth sciath choisc ar mhóilíní tuaslagóra dul i bhfód agus seachnaíonn sé creimeadh foshraithe.
Comhoiriúnacht mhóilíneach: Níl ach fórsa lag van der Waals idir PTFE agus tuaslagóirí orgánacha, agus ní tharlaíonn aon imoibriú ceimiceach.
Cobhsaíocht fhadtéarmach: Tar éis 2000 uair an chloig de theagmháil leanúnach le tuaslagóirí, tá an ráta maise caillteanais fós níos lú ná 0.5%.
Leathnaíonn an mheicníocht féin-leighis an saol brataithe trí na bealaí seo a leanas:
Deisiú Microcrack: Faoi Strus, imíonn slabhraí móilíneacha PTFE go dtí na scoilteanna agus cruthaíonn siad bannaí ceimiceacha nua.
Séalaithe pore: Cruthaíonn an leacht treáite ardbhrú áitiúil sna pores, ag spreagadh na slabhraí móilíneacha chun na pores a athshocrú agus a dhúnadh.
Deisiúchán spreagtha comhshaoil: I dtimpeallachtaí tais nó ardteochta, tá feabhas suntasach tagtha ar an ráta féin-leighis, agus is féidir níos mó ná 90% de fheidhmíocht chosanta an sciath a athchóiriú.
Luach iarratais an sciath PTFE i D1S2.8 Comhla Buidéal
Cuireann sciath PTFE ar chumas an chomhla buidéil staid dromchla cobhsaí a choinneáil i dtimpeallacht chreimneach, agus laghdaítear an diall dosage ó ± 3% go ± 1%, rud a fheabhsaíonn cruinneas na hanailíse go suntasach.
Sa chás anailíse crómatagrafaíochta tionsclaíocha insamhlaithe, is é saol an chomhla buidéal neamh -thráchta 6 mhí, agus tá saol an chomhla buidéal PTFE brataithe níos mó ná 5 bliana, agus laghdaítear an costas cothabhála 80%.
Réimse Cógaisíochta: Agus nana-dhrugaí á n-ullmhú, laghdaíonn an sciath an diall trastomhas braoiníní ó ± 10% go ± 3%, ag feabhsú aonfhoirmeacht an druga.
Anailís cheimiceach: I gcomhar leis an samplálaí uathoibríoch, is féidir leis 72 uair an chloig d'oibríocht leanúnach a bhaint amach le ráta teip níos lú ná 0.1%.
Monatóireacht ar an gcomhshaol: Sa sampla PM2.5, cuireann friotaíocht aimsire an sciath ar chumas na feiste cobhsaíocht dosage a choinneáil i dtimpeallachtaí foircneacha, le ráta earráide sonraí níos lú ná 2%.
