Kokių atsargumo priemonių reikia imtis tvarkant daiktus laboratorinėje pirštinių dėžėje?

Didelio tikslumo eksperimentinėse srityse, tokiose kaip medžiagų mokslas, ličio baterijų tyrimai ir plėtra, puslaidininkių technologijos ir tikslioji cheminė sintezė, didelio grynumo inertinių dujų pirštinės yra pagrindinė infrastruktūra, užtikrinanti itin švarią aplinką be vandens ir deguonies. Siekiant griežtai kontroliuoti vandens ir deguonies kiekį kabinoje iki itin žemo idealaus lygio, įranga ne tik turi pasikliauti efektyvia dujų valymo sistema, užtikrinančia nuolatinę cirkuliaciją, bet ir reikalauja, kad eksperimentuotojai nustatytų griežtas specifikacijas daiktams, patenkantiems į pirštinių dėžę ir esantiems joje. Be rafinuoto valdymo, į kabiną patenkantys daiktai gali lengvai tapti „nematomais žudikais“, kurie sunaikina vandens ir deguonies balanso pėdsakus.

I. Daiktų įvedimas ir išvedimas iš pereinamosios kameros: griežtai draudžiama patekti išoriniam orui per negyvą tūrį

Pirštinių dėžutės pagrindinėje dalyje palaikoma visiškai uždara švari aplinka; visi išoriniai daiktai turi būti saugiai perkelti per pereinamąją kamerą. Tačiau praktikoje pačių medžiagų fizinės savybės dažnai nepastebimos:

1. Skirtingų dydžių kamerų naudojimas: Didelio našumo pirštinių dėžės paprastai būna su dviejų dydžių pereinamosiomis kameromis. Mažesni mėginiai, įrankiai ar atsarginės dalys turėtų būti griežtai prioritetinės rankiniu būdu valdomoje mažesnėje pereinamojoje kameroje. Tai žymiai sumažina dujų pakeitimo tūrį, taupo brangias inertines dujas ir sumažina pagrindinės kameros slėgio sutrikimus.

2. Visiškas „negyvo tūrio“ pašalinimas: Į didelę pereinamąją kamerą patenkantys daiktai turi būti kruopščiai „vakuuminio užpildymo“ ciklu. Dažna daugelio operatorių klaida – neatidarytus sandarius reagentų butelius, sandariai uždarytus mėginių mėgintuvėlius arba įtaisus su tuščiavidurėmis vidinėmis konstrukcijomis dedami tiesiai į pereinamąją kamerą. Šių objektų viduje likęs oras negali išeiti vakuumuojant; patekus į pagrindinę kamerą ir atidarius, vandens ir deguonies lygis pagrindinėje kameroje akimirksniu smarkiai padidėja. Todėl prieš tokiems daiktams patenkant į pereinamąją kamerą, butelio kamštelį arba dangtelį reikia atlaisvinti ir atidaryti, kad filtravimo metu būtų galima visiškai pašalinti vidinį orą.

II. Vandens ir deguonies kontrolė siekiant išvengti apsinuodijimo: tiesioginis labai lakių ir porėtų, didelės drėgmės medžiagų patekimas į Rankšluostės dėžutė griežtai Draudžiama.

Nors pirštinių dėžutėje integruotas ventiliatorius pasižymi dideliu cirkuliacijos srautu, vario katalizatoriaus ir molekulinio sieto, supakuoto į valymo kolonėlę, talpa yra ribota.

1. Didelės drėgmės medžiagos turi būti išdžiovintos iš anksto: Į dėžę prieš apdorojimą negalima dėti įprasto valymo popieriaus, paprastų vatos tamponų, tam tikrų labai higroskopinių porėtų miltelių ir pluoštinių medžiagų. Šie, regis, sausi daiktai kambario temperatūroje ir slėgyje iš aplinkos sugeria didelį kiekį drėgmės, todėl, įdėjus į dėžę, rasos taškas greitai pakyla. Prieš dedant į dėžę, šie daiktai turi būti išdžiovinti aukštoje temperatūroje išorinėje vakuuminėje džiovinimo krosnyje.

2. Griežta labai lakiųjų organinių tirpiklių kontrolė: Atliekant cheminę sintezę arba ruošiant akumuliatorių elektrolitus pirštinių dėžėje, neišvengiama sąlyčio su įvairiais organiniais tirpikliais. Reikia pabrėžti, kad dideli kiekiai neužsandarintų lakiųjų tirpiklių negali būti palikti atviri dėžėje ilgą laiką. Šie tirpiklio garai, patekę į valymo kolonėlę cirkuliuojančio oro srauto, gali lengvai pažeisti molekulinio sieto struktūrą arba sukelti katalizatoriaus apsinuodijimą ir gedimą, taip žymiai sutrumpindami valymo medžiagų regeneracijos ciklą. Panaudojus kameroje, visus tirpiklius reikia nedelsiant uždaryti ir sandariai uždaryti bei laikyti tam skirtoje vietoje ant nerūdijančio plieno lentynos.

III. Fizikinės ir cheminės atsargumo priemonės: tiksli pirštinių dėžutės ir didelio jautrumo pirštinių apsauga

Nors pagrindinė dalis rankšluostės dėžutė pagaminta iš maždaug 3 mm storio 304 nerūdijančio plieno ir maždaug 8 mm storio grūdinto apsauginio stiklo, užtikrinančio tvirtą konstrukciją, o laboratorijos personalo valdymo sąsaja visiškai priklauso nuo 0,4 mm storio butilo gumos pirštinių. Šis plonas barjeras lemia daiktų tvarkymą kameroje:

1. Aštrių įrankių fizinis izoliavimas: Kameroje naudojami aštrūs daiktai, tokie kaip žirklės, skalpeliai, pincetai, metaliniai lakštai ar švirkštų adatos, kai nenaudojami, turi būti uždengti apsauginiais dangteliais arba tvarkingai sudėti ant daugiapakopių lentynų. Griežtai draudžiama juos išbarstyti. Atsitiktiniai pradurimai veikimo metu gali akimirksniu sukelti didelį išorinio oro antplūdį, dėl kurio eksperimentiniai mėginiai gali tapti netinkami naudoti, o operatorius gali susižaloti.

2. Tikslus koroziją sukeliančių cheminių medžiagų sandarinimas: Nors 304 nerūdijančio plieno vidinis paviršius paprastai apdorojamas šlifuota alyvos plėvele, siekiant padidinti atsparumą korozijai, vis tiek išlieka korozijos ir rūdžių pavojus, kai jos veikiamos stiprių rūgščių, stiprių šarmų arba labai lakių halogenų. Šios cheminės medžiagos turi būti laikomos korozijai atspariose teflono talpyklose. Be to, kadangi skyriuje yra atsarginės sąsajos, skirtos išplėsti funkcionalumą, pernelyg didelė rūgštinių arba šarminių dujų koncentracija gali lengvai pažeisti sąsajos flanšų metalinius sandarinimo žiedus ir sukelti nedidelius nuotėkius. Todėl naudojamų koroziją sukeliančių medžiagų kiekis turi būti tiksliai kontroliuojamas, o sandarinimas turi būti atliekamas iškart po naudojimo.

IV. Slėgio ir oro srauto balansas: kaip išvengti staigių tūrio ir srauto lauko pokyčių kameroje

Standartinėse pirštinių dėžėse naudojami išmanūs programuojami loginiai valdikliai (PLC) ir kojiniai jungikliai, skirti griežtai kontroliuoti darbinį slėgį šiek tiek teigiamame arba neigiamame diapazone. Sistema yra labai jautri; viršijus +/- 16 mbar, įsijungs įrangos savisaugos programa.

1. Staigių slėgio pokyčių prevencija: naudojant kameroje suslėgtų dujų šaltinius, vykdant chemines reakcijas, kurios išskiria didelę šilumą arba didelius dujų kiekius, arba judinant didelius, netaisyklingos formos objektus itin dideliu greičiu, gali atsirasti drastiškų vietinio arba bendro slėgio svyravimų kameroje. Operacijos turėtų būti atliekamos švelniai, o reakcijos, susijusios su dujų susidarymu, turi būti aprūpintos slėgio stabilizavimo arba absorbcijos įtaisais, kad būtų išvengta signalizacijos suveikimo ir automatinio vožtuvo užsidarymo.

2. Neužsikimšusių dujų filtrų priežiūra: Pirštinių dėžėse paprastai yra 0,3 μm didelio efektyvumo kietųjų dalelių filtrai dujų įleidimo ir išleidimo angose, siekiant palaikyti aukštą kameros švaros lygį. Dėliojant daiktus ir lentynas kameroje, reikia vengti šių dviejų dujų įleidimo angų. Nedėkite reagentų rinkinių, įrangos, instrumentų ar įvairių daiktų priešais filtrą, kad užblokuotumėte oro srautą, kitaip kameroje susidarys dujų negyvosios zonos, dėl kurių susidarys lokalizuotas dujų kaupimasis ir padidės vandens bei deguonies kiekis, o tai turės įtakos viso eksperimento lygiagretumui.

V. Išvados

Pramonėje itin švari ir inertiška pirštinių dėžės aplinka yra taip vertinama, kad sakoma, jog ji yra „30 % įrangos, 70 % valdymo“. Nuo <1 ppm ribos supratimo iki didelių/mažų pereinamųjų kamerų ištuštinimo ir degazavimo operacijų standartizavimo ir kruopštaus butilo pirštinių bei pačios kameros slėgio valdymo – kiekvienas griežto kameroje esančių daiktų apdorojimo žingsnis yra pagrindinis mokslinių tyrimų duomenų tikslumo užtikrinimo ir įrangos tarnavimo laiko pailginimo veiksnys. dujų tirtinimo sistema ir užtikrinant laboratorijos saugumą.