A kémiai elemzés, a biofarmakonok, valamint az anyagkutatás és fejlesztés területén az oldószer korrozivitásának veszélye egyre inkább kiemelkedőbb. Amikor a hagyományos alumínium palackszelepek érintkeznek az erős savakkal (például koncentrált kénsavval), erős lúgokkal (például nátrium -hidroxid) és szerves oldószerekkel (például acetonnal), akkor hajlamosak a felszíni korrózióra, a bevonat hámozására vagy a mechanikus tulajdonságok lebomlására, ami csökkentett dózis pontosságot és akár a berendezések meghibásodását eredményezi. A D1S2.8 120MCl adagolási alumínium csésze egy hüvelykes kvantitatív palackszelep bevezeti a polietrafluor-etilén (PTFE) bevonatot, az anyag belső tulajdonságaitól kezdve, hogy aktív védelmi rendszert készítsenek a korrozív környezethez, új megoldást biztosítva a precíziós metróberendezésekhez.
A PTFE molekuláris láncának erős C-F kötése rendkívül alacsony felszíni energiát (kb. 18 mn/m) ad, ami a szuperhidrofóbitás elérésének alapvető fizikai alapja. A 10 μm -es bevonatban a PTFE molekuláris láncok a következő mechanizmusokon keresztül működnek együtt:
Irányított molekuláris lánc elrendezése: A permetezési eljárás során, amikor a magas hőmérsékletű olvadt PTFE lehűl az ón-szubsztrát felületén, a molekuláris láncok függőleges irányba vannak elrendezve, hogy nano-méretű durva szerkezetet képezzenek.
Mikro-nano kompozit szerkezet: A bevonat felületét 50-200 nm-es mikron méretű kiemelkedésekkel és 10-50 nm-es nano-méretű pórusokkal osztják el. Ez a szerkezet miatt a vízcseppek érintkezési szöge eléri a 110 ° -ot, messze meghaladja a szokásos hidrofób felületet (> 90 °).
Gördülő súrlódási hatás: Ha a korrozív folyadék érintkezik a bevonathoz, a csepp gömb alakú alakot képez a felületi feszültség miatt, és csak 2 ° -os dőléssel gördülhet le, csökkentve az érintkezési időt a szubsztráttal több mint 90%-kal.
A PTFE kémiai inertitása teljesen telített szén-fluorin szerkezetéből származik, ami a molekuláris láncok közötti kölcsönhatást rendkívül erős és nehezen megsemmisíti a vegyi anyagok. Pontosabban, az alábbiak szerint nyilvánul meg:
Oldószer -ellenállás: A szerves oldószerekben, például acetonban és tetrahidrofuránban a PTFE molekuláris lánc spirális konformációja stabil marad, és a tömegveszteség aránya 24 órás merítés után kevesebb, mint 0,1%, ami sokkal alacsonyabb, mint a hagyományos fluor -kocsmaron bevonatoknál (kb. 1%).
SAV és lúgos stabilitás: A koncentrált kénsavban (98%) és a nátrium -hidroxidban (30%) csak nagyon lassú fizikai adszorpció fordul elő a PTFE felületén, és nem észlelnek kémiai kötés -törést vagy a molekuláris lánc lebomlását.
Időjárás -ellenállás: -50 ℃ -250 ℃ tartományban a PTFE molekuláris lánc kristályossága stabil marad, elkerülve a termikus tágulás által okozott bevonat repedését.
A PTFE bevonat öngyógyító képessége az egyedi molekuláris láncmozgás tulajdonságaiból és a pórusszerkezetből származik:
Molekuláris lánc migráció: Amikor a mikron szintű karcolások megjelennek a bevonat felületén, a PTFE molekuláris lánc a karcolás iránya mentén áthatolhat a stressz alatt, és automatikusan kitöltheti a hibát.
Porozitási pufferolási hatás: A bevonatban elosztott mikron szintű pórusok kis mennyiségű folyadékot engednek be, de a pórusfalon lévő PTFE molekuláris láncokat folyékony nyomás alatt átrendezik, hogy dinamikus tömítő réteg kialakuljon.
Környezeti reakcióképesség: Nedves környezetben a PTFE felületén adszorbeált vízmolekulák elősegíthetik a molekuláris láncok csúszását és felgyorsíthatják az öngyógyulási folyamatot.
A PTFE bevonat teljesítménye nagymértékben függ a permetezési folyamat paramétereitől:
Szubsztrát előkezelés: Az ón -szubsztrátot plazmát kell tisztítani és szilán kapcsolószerrel kezelni, hogy a bevonat tapadása ≥8mPa legyen.
Permetezési paraméterek: A plazma permetezési technológiát használják a 150 mm -es permetezési távolság, a 80 kV feszültség és az 1,2a áram ellenőrzésére, hogy sűrű és egységes bevonatot képezzenek.
A kezelés utáni permetezés után a PTFE molekuláris láncának teljes kristályosodása és a bevonat keménységének (≥2H) és kopásállóságának javítása érdekében magas hőmérsékletű szinteredést hajtunk végre.
A bevonat teljesítményének stabilitásának biztosítása érdekében a következő minőség -ellenőrzési szabványokat kell megállapítani:
Vastagság egységesség: A bevonat vastagságának eltérése ≤ ± 1μm lézerkonfokális mikroszkóppal.
Porozitási szabályozás: A porozitást a higany behatolása határozza meg, és a célérték 15% -20% a hidrofób képesség és az öngyógyító képesség kiegyensúlyozása érdekében.
Korróziós rezisztencia -ellenőrzés: Szimulált korróziós környezetben (például 1 mol/L H₂SO₄ 0,1 mol/L NaCl) a bevonat impedanciaváltozását az elektrokémiai impedancia spektroszkópia (EIS) ellenőrzi annak biztosítása érdekében, hogy az impedanciacsökkenési sebesség 24 órán belül <5%.
A PTFE bevonat védelmi mechanizmusának elemzése
A szuperhidrofóbitás csökkenti a korrózió kockázatát a következő mechanizmusok révén:
Csepp beugrási hatás: Amikor a nagysebességű cseppek eltalálják a bevonatot, a szuperhidrofób felület miatt a cseppek visszapattannak, hogy elkerüljék az ütközés korrózióját.
Légifilm -izoláció: Amikor a cseppek lerohannak, egy légfilm képződik a bevonat felületén, blokkolva a korrozív közeg és a szubsztrát közötti közvetlen érintkezést.
Öntisztító funkció: A szuperhidrofób tulajdonság megnehezíti a szennyező anyagok betartását a bevonat felületéhez, csökkentve a helyi korrózió előfordulását.
A PTFE kémiai tehetetlensége a következő módon éri el az oldószervédelmet:
Fizikai árnyékolás: A sűrű bevonatszerkezet megakadályozza az oldószermolekulák behatolását, és elkerüli a szubsztrát korrózióját.
Molekuláris kompatibilitás: Csak egy gyenge van der Waals erő van a PTFE és a szerves oldószerek között, és nincs kémiai reakció.
Hosszú távú stabilitás: 2000 órás oldószerekkel való folyamatos érintkezés után a bevonat tömegvesztesége még mindig kevesebb, mint 0,5%.
Az öngyógyító mechanizmus a következő módon bővíti a bevonat élettartamát:
Mikrokrák javítása: Stressz alatt a PTFE molekuláris láncok vándorolnak a repedésekbe, és új kémiai kötéseket képeznek.
Pórus tömítés: A behatoló folyadék a pórusokban helyi nagy nyomást képez, és arra készteti a molekuláris láncokat, hogy átrendezzék és bezárják a pórusokat.
Környezeti indukált javítás: Nedves vagy magas hőmérsékletű környezetben az öngyógyulási arány jelentősen javul, és a bevonat védelmi teljesítményének több mint 90% -a helyreállítható.
A PTFE bevonat alkalmazási értéke D1S2.8 üvegszelep
A PTFE bevonat lehetővé teszi a palackszelep számára, hogy stabil felszíni állapotot tartson fenn korrozív környezetben, és az adagolás eltérése ± 3% -ról ± 1% -ra csökken, ami jelentősen javítja az elemzés pontosságát.
A szimulált ipari kromatográfiás elemzési forgatókönyvben a bevont palackszelep élettartama 6 hónap, míg a PTFE bevonatú palackszelep élettartama meghaladja az 5 évet, és a karbantartási költségek 80%-kal csökkennek.
Gyógyszerészeti terület: A nano-drogok előállításában a bevonat csökkenti a csepp átmérőjének eltérését ± 10% -ról ± 3% -ra, javítva a gyógyszer egységességét.
Kémiai elemzés: Az automatikus mintavevővel együtt 72 órás folyamatos működést érhet el, amelynek meghibásodása kevesebb, mint 0,1%.
Környezeti megfigyelés: A PM2.5 mintavevőben a bevonat időjárási ellenállása lehetővé teszi az eszköz számára, hogy fenntartsa a dózis stabilitását szélsőséges környezetben, az adathiba -sebességnél kevesebb, mint 2%.
