Սիլիկոնե ռետինե փակոցներ՝ քիմիական նյութերի հանդեպ դիմադրությամբ, լաբորատոր օգտագործման համար

Սիլիկոնի քիմիական դիմադրության գիտական հիմքը

Սիլիկոնե ռետինի քիմիական դիմադրության հիմքում ընկած մոլեկուլային կառուցվածքը

Ինչու՞ է սիլիկոնային ռետինը այդքան կայուն քիմիական նյութերի նկատմամբ: Պատասխանն այն է, որ սիլիցիում-թթվածնային (Si-O) հիմնական կառույցը շատ ավելի կայուն է սովորական ածխածնային պլաստմասսաների համեմատ: Այս հատուկ կառուցվածքը մոլեկուլային մակարդակում ամուր պաշտպանություն է ապահովում՝ նույնիսկ ագրեսիվ քիմիական նյութերի ազդեցության դեպքում: Հիմնական շղթայից դուրս եկող փոքր մեթիլային կամ ֆենիլային խմբերը աշխատում են պաշտպանական վահանների նման՝ սահմանափակելով ռետինի մակերևույթի և քայքայող նյութերի միջև կապի աստիճանը: Բնական ռետինե խցանները այլ պատկերացում են տալիս՝ դժվար պայմաններում շատ արագ քայքայվելով: Սիլիկոնայինը խուսափում է այս խնդրից, քանի որ նրա մոլեկուլները չեն քայքայվում այնպես, ինչպես բնական ռետինը: Ուստի այն պահպանում է իր ձևն ու ամրությունը ժամանակի ընթացքում, ինչը այն դարձնում է իդեալական այն կիրառությունների համար, որտեղ երկարաժամկետ քիմիական կայունությունը առավել կարևոր է:

Կայունություն չափազանց ցածր և բարձր pH-ում. Սիլիկոնայինի համատեղելիությունը թթուների և հիմքերի հետ

Սիլիկոնե փականները լավ աշխատում են լուծույթների լայն սպեկտրում, pH 1 ցուցանիշ ունեցող հզոր թթուներից, ինչպիսին է խիտ ծծմբական թթուն, մինչև pH 14 ցուցանիշ ունեցող շատ հիմնային նյութեր, ինչպիսին է նատրիումի հիդրոքսիդը: Դրանք այնքան հատկանիշ ունեն, որ կարող են գտնվել այդ միջավայրում՝ առանց ռեակցիայի մեջ մտնելու, ուստի չեն առաջացնում անցանկալի իոնների փոխանակում, երբ միջավայրը թթվային է դառնում, չեն քայքայվում հիդրոլիզի միջոցով հիմնային պայմաններում և չեն ստանում այնպիսի մակերեսային վնասվածքներ, ինչպիսիք բնական ռետինը ստանում է ժամանակի ընթացքում: Քանի որ դրանք այդքան ծայրահեղ պայմաններում էլ չեն քայքայվում, այս փականները հատկապես կարևոր են լաբորատորիաների համար, որտեղ օգտագործվում են դեղամիջակալների բուֆերներ կամ իրականացվում են քիմիական ռեակցիաներ, որտեղ pH-ի մակարդակը փորձերի ընթացքում անընդհատ փոխվում է:

Արդյունքները բևեռային և ոչ բևեռային լուծիչների նկատմամբ

Սիլիկոնը դիմադրում է բևեռային լուծիչներին, ինչպիսիք են էթանոլը (մինչև 70% կոնցենտրացիա) և իզոպրոպանոլը, սակայն գերազանց է ցուցադրվում ոչ բևեռային ագենտների հետ աշխատելիս: Փորձարկումները ցույց են տվել, որ հեքսանում, տոլուոլում և քլորոֆորմում 72 ժամ գտնվելուց հետո սիլիկոնի փոփոխությունը կազմում է 10%-ից պակաս՝ ցույց տալով գերազանց կայունություն բութիլային ռետինե փականների համեմատ, որոնք նույն հիդրոկարբոնային ազդեցության դեպքում ցուցադրում են 40-60% փոփոխություն:

Ջերմաստիճանի, կոնցենտրացիայի և ազդեցության տևողության ազդեցությունը դիմադրության վրա

Արագացված ավարտի փորձարկումները ցույց են տվել ձգվածության կայունության 15% նվազում, երբ սիլիկոնե փականները 500 ժամ ենթարկվում են 100°C քիմիական ազդեցության՝ երեք անգամ ավելի լավ արդյունք ցուցադրելով, քան EPDM ռետինը: Սակայն խիտ ազոտական թթուն (≥68%) աստիճանաբար առաջացնում է մակերեսային ճեղքեր արտադրողի խորհուրդ տված սահմաններից դուրս, ինչը ընդգծում է օգտագործման և ազդեցության պրոֆիլների համընկնման կարևորությունը:

Սահմանափակումներ. Ինչու սիլիկոնը ռեակցիա է տալիս ուժեղ օքսիդիչների հետ, չնայած իր իներտությանը

Չնայած սիլիկոնի ընդհանուր իներտությանը, այն քայքայվում է ուժեղ օքսիդիչների՝ ինչպես-օրինակ ջրածնի պերօքսիդ (>30%) և ծուխող ծծմբական թթու, ազդեցության տակ: Այս նյութերը ռադիկալային շղթրային ռեակցիաներ են նախաձեռնում, որոնք ազդում են Si-O հիմնական շղթի վրա: Այդպիսի միջավայրերի համար խորհուրդ է տրվում ֆտորացված սիլիկոնի տարբերակներ, քանի որ ֆտորի կախոցները նվազեցնում են էլեկտրոնների տեղափոխումը և բարձրացնում օքսիդացման կայունությունը:

Քիմիական քայքայման ռիսկեր և իրական աշխարհի ձախողման դեպքեր

Ոչ սիլիկոնե փականների տարածված ձախողումներ ագրեսիվ քիմիկատների ազդեցության դեպքում

Երբ բնական կաուչուկը, լատեքսը և բութիլային ռետինե փականները շփվում են թթուների, լուծիչների կամ օքսիդիչ նյութերի հետ, ժամանակի ընթացքում դրանք մասնակիորեն քայքայվում են: Անցյալ տարվա վերջերս կատարված հետազոտությունները բացահայտեցին բնական կաուչուկե փականների մասին մի սարսափելի փաստ: Դրանց մոտ երկու երրորդը ճեղքվել էր ընդամենը երեք օր անց 30% ծծմբական թթվի լուծույթում գտնվելուց հետո՝ պոլիմերային շղթաների քայքայման պատճառով: Իսկ ացետոնը լատեքսե փականների ծավալը 12-15% մշտապես մեծացնում է: Եվ եթե բութիլային ռետինը մատնանշված է անբևեռային հիդրոկարբոններին, ապա նյութի մեջ քիմիական նյութերի ներծծման հետևանքով առաջանում են այդ անհարմար բորբոքները: Բոլոր այս խնդիրները նշանակում են, որ ամրացման համակարգերը այլևս ճիշտ չեն աշխատում: Լաբորատորիաները զեկուցել են նմուշների աղտոտման մասին կամ ավելի վատ՝ վտանգավոր գոլորշիների արտահոսքի մասին, երբ այս քայքայված փականները չեն կարողանում պահպանել ճիշտ ամրացում:

Ուսումնասիրության դեպք. Էլաստոմերային փականների ուռուցքային փոփոխություններ և ճեղքվածքներ լուծիչներ պարունակող միջավայրում

2022 թվականին տարբեր դեղագործական լաբորատորիաներից 150 ձախողված ռետինե փականների ուսումնասիրությունը հետաքրքիր բան ցույց տվեց. մոտ 10-ից 8-ը վատթարացել էին լուծիչների պատճառով: Երբ այս ֆտորակարբոնային ռետինե փականները կետոնային լուծիչների նկատմամբ կիսամյա ընթացքում կրկնակի են ենթարկվել, դրանք ստացել են մոտ 9% ավելի մեծ զանգված՝ փքվելով, և կորցրել են իրենց ձգման ամրության գրեթե 40%-ը: Այս թուլացումը հանգեցրեց մասնիկների անջատման, երբ փորձանոթները թափահարվում էին, ինչը լուրջ խնդիրներ է առաջացնում ներարկելի դեղերի արտադրության համար: Սակայն իրավիճակը շատ ավելի լավ է սիլիկոնային ռետինե այլընտրանքների դեպքում: Նման փորձարկման պայմաններում դրանք փքվում են 2%-ից պակաս, քանի որ դրանց հատուկ խաչաձև կապված սիլօքսանային կառուցվածքը մեծամասնությամբ կանխում է լուծիչների ներթափանցումը:

Քիմիական կայունության փորձարկում և վավերացում պրակտիկայում

Լաբորատոր փականների կայունության գնահատման ստանդարտացված պրոցեդուրաներ

Կաուչուկե փականների քիմիական դիմադրության փորձարկումը կարգավորվում է ASTM D471 և ISO 1817 արդյունաբերական ստանդարտների կողմից: Այս փորձարկումները ներառում են փականների տեղադրումը որոշակի քիմիկատների մեջ՝ տրված ջերմաստիճաններում և որոշակի ժամանակով: Հիմնական նպատակն այն է, որպեսզի ստուգվի՝ արդյոք փականները դիմադրում են այդ պայմաններին: Փորձարկման պարամետրերի մեջ են մտնում խոնավացման տևողությունը, որը սովորաբար տևում է 24 ժամից մինչև ավելի քան 1000 ժամ, ինչպես նաև տարբեր կոնցենտրացիաների ուսումնասիրություն՝ սկսած զրոյական տոկոսից մինչև լիարժեք հզորություն: Օրինակ՝ ASTM D471-ը սահմանափակում է սիլիկոնե նյութերի ուռչելիությունը հիդրոկարբոնային լուծիչներում՝ ընդունելի սահման սահմանելով մոտ 15% ընդլայնման համար: Սա օգնում է արտադրողներին իմանալ, թե ինչ կատարում է սպասելի իրական կիրառման դեպքում:

Դեգրադացիայի չափում. կշռի փոփոխություն, կոշտության փոփոխություն և ձգման ամրություն

Չափելի մետրիկները օգնում են որոշել նյութի հարմարավորությունը.

Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ սիլիկոնե պրոբկաները պահպանում են 8% -ից պակաս կարծրության փոփոխություն 500 ժամ անցկացնելուց հետո 30% ծծմբական թթվում, որը գերազանցում է բնական ռետինի աշխատանքը, որն այդ նույն պայմաններում ցուցադրում է 20-35% վատթարացում:

Թթվային և հիմնային պայմաններում երկարաժամկետ ազդեցության մոդելավորում

Էլաստոմերների հարմարվածությունը լաբորատոր պայմաններում արագացված մաշման փորձարկումներին ներառում է pH-ի 1-ից 14 սահողական միջակայքում և 70-ից մինչև 120 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանների դիմադրություն, որը նման է 5 տարվա սովորական լաբորատոր օգտագործման ազդեցությանը: Սիլիկոնե նյութերը 40 տոկոս նատրիումի հիդրոքսիդի լուծույթում 12 ամիս պահելուց հետո պահպանում են սկզբնական առաձգականության մոտ 92 տոկոսը: Նիտրիլային կաուչուկը այդպիսի պայմաններում ավելի վատ է աշխատում՝ կորցնելով իր ճկունության գրեթե երկու երրորդը: Խնդիրը սրվում է, երբ նյութերը բազմիցս փոխանջատվում են թթվային և հիմնային միջավայրերի միջև, ինչը նյութերի մակերեսին ճեղքերի ավելի արագ առաջացման է հանգեցնում: Այն անձանց համար, ովքեր աշխատում են ավտոկլավային ստերիլացման ցիկլերին դիմադրող դեղատուփերի հետ, ճիշտ կնքող նյութը ընտրելու համար այս տեղեկությունը շատ կարևոր է:

Տարաձայնությունների վերացում. Լաբորատոր տվյալների և արտադրողի հայտարարությունների միջև տարբերություններ

Արտադրողները սովորաբար նշում են քիմիական դիմադրությունը 23°C-ում, սակայն իրական պայմաններում՝ օրինակ 85°C-ում ռեֆլյուքսային սարքերում, սիլիկոնի կատարումը կարող է նվազել 18–30%՝ հատկապես կետոնների և էսթերների նկատմամբ: ISO/IEC 17025 հավաստագրված լաբորատորիաների կողմից կատարված երրորդ կողմի փորձարկումները լուծում են սպեցիֆիկացիաների 83% չափահամապատասխանությունները, հատկապես դիխլորմեթանի նման հալոգենացված լուծիչներ ներառող կիրառությունների դեպքում:

Սիլիկոնե կոճղափայտեր ընտրելու և օգտագործելու լավագույն պրակտիկաներ

Կոճղափայտի կարգը համապատասխանեցնել կոնկրետ քիմիական ազդեցության պրոֆիլներին

Ճիշտ սիլիկոնե պղպատի ընտրությունը նշանակում է քիմիական համատեղելիությունը դիտարկել պարզ pH-ից բարձր: Երբ գործ ունենք ուժեղ թթուների հետ, ինչպիսին է 95% ծծմբական թթուն, կամ խիտ հիմքերի հետ, ինչպիսին է 50% նատրիումի հիդրոքսիդը, ընդհանուր առմամբ խորհուրդ է տրվում օգտագործել պերօքսիդով ցանկապատված սիլիկոններ, որոնք կարող են անընդհատ աշխատել մոտ 150 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանում: Լաբորատորիաները, որոնք աշխատում են բևեռային լուծիչների հետ, այնպիսիք ինչպիսին են ացետոնը և էթանոլը, պետք է ընտրեն պլատինով ցանկապատված տարբերակները, որտեղ մակարդակը մնում է 0,1%-ից ցածր: Ինչպես նշված է անցյալ տարի հրապարակված վերջերս հետազոտության մեջ, պղպատների սխալ ընտրությունը փաստացի պատճառ է դարձել դիխլորմեթանի նման քլորացված լուծիչների հետ կապված լաբորատոր վթարների հնգերորդ մասի համար:

Սպասարկման կյանքի երկարաձգում. Մաքրման, պահման և օգտագործման հուշումներ

Ճիշտ խնամքը կարող է սիլիկոնե պղպատների կյանքի տևողությունը երկարաձգել 3-5 տարով.

• Մաքրեք pH-չեզոք լվացամիջոցներով և խուսափեք հիմնված լուծույթներից
• Պահեք ուղղահայաց դիրքով՝ UV-ից պաշտպանված տարաներում՝ 30°C-ից ցածր ջերմաստիճանում
• Ամսական պտտեք փականները՝ բարձր ճնշման ավտոկլավներում սեղմման հավաքածուն կանխելու համար
  Լաբորատորիայի վարիչները զեկուցում են 72% փոխարինումների կրճատում այս գործընթացներին հետևելու դեպքում՝ համեմատած հակառակ կերպ կատարված գործողությունների հետ

Ժամանակակից լաբորատորիաների ապահովում նախնական ստերիլացված, սերտիֆիկացված սիլիկոնե լուծումներով

Կրիտիկական կիրառությունների համար օգտագործեք նախնական ստերիլացված փականներ՝ սերտիֆիկացված USP Class VI և ISO 10993 ստանդարտներին համապատասխան: Դրանք ենթարկվում են խիստ գնահատման՝ ցիտոտոքսիկության (¤20% բջջային ինհիբիցիա) և էնդոտոքսինների մակարդակի (<0.25 EU/մլ) նկատմամբ, որը կրիտիկական մշակումներում աղտոտվածության ռիսկը 91%-ով կրճատում է սերտիֆիկացված չստացած այլընտրանքների համեմատ

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչու՞ է սիլիկոնե ռետինը քիմիապես դիմադրում Սիլիկոնե ռետինի դիմադրությունը պայմանավորված է սիլիցիում-թթվածնային հիմնական կառուցվածքով, որն ավելի կայուն է, քան ածխածնի հիմքով պլաստմասսաները

Ինչու՞ պետք է սիլիկոնե փականներ ընտրեմ չափազանց բարձր կամ ցածր pH պայմանների համար Սիլիկոնե փականները ապահովում են կայունություն լայն շրջանակներում pH մակարդակների, ինչը դրանք հարմար է դարձնում լաբորատորիաների համար, որտեղ իրականացվում են քիմիական ռեակցիաներ՝ փոփոխվող pH մակարդակներով

Կարո՞ղ է արդյոք սիլիկոնային ռետինը արդյունավետ կերպով մշակել բևեռային և ոչ բևեռային լուծիչները Այո, սիլիկոնային ռետինը ցուցադրում է գերազանց կայունություն ինչպես բևեռային, այնպես էլ ոչ բևեռային լուծիչների նկատմամբ՝ նվազագույնի հասցնելով փքվելը և քայքայումը

Որոնք են սիլիկոնի տարածված սահմանափակումները Սիլիկոնը կարող է ռեակցիա տալ ուժեղ օքսիդիչների հետ, ինչպիսին է ջրածնի պերօքսիդը, թեև ֆտորացված սիլիկոնի տարբերակները կարող են առաջարկել բարելավված օքսիդացված կայունություն