一、光學(xué)元件清洗劑的應(yīng)該具備的性能
1 首先應(yīng)有很好的去油去垢性能,滿足光學(xué)元件表面對(duì)高清潔度的技術(shù)要求;
2對(duì)設(shè)備和玻璃表面沒有腐蝕,不會(huì)對(duì)元件表面構(gòu)成新的污染;
3清洗劑的清洗能力、在清洗溫度下的化學(xué)穩(wěn)定性、濁點(diǎn)等在使用過程中應(yīng)長期保持穩(wěn)定,其持效性在因素變化的寬范圍內(nèi)能保持穩(wěn)定。
4、對(duì)環(huán)境無污染,對(duì)操作者無毒害。
三.實(shí)驗(yàn)部分
1原料
主要以去污能力好,對(duì)玻璃不腐蝕,生物降解性能好的非離子和陰離子表面活性劑復(fù)配,并加入非磷酸鹽助劑所形成。按照不同清洗對(duì)象試驗(yàn)調(diào)整清洗劑的配方。
2、超聲波清洗劑去污能力實(shí)驗(yàn)
主要對(duì)被清洗物(光學(xué)元件)進(jìn)行人工污染,在超聲波清洗工藝條件下,進(jìn)行模擬試驗(yàn).確定其相對(duì)去污效果。
方法采用經(jīng)手工清擦檢驗(yàn)合格的光學(xué)棱鏡(K9玻璃),分別在鏡面上制造人工污染(手輔印、唾液圈,水漬印)。放置24小時(shí)以上,采用臺(tái)式CFS-80型超聲波清洗機(jī)(功率為80W)用收集到的不同產(chǎn)地不同牌子的清洗劑進(jìn)行同等條件下的去污試驗(yàn),然后檢驗(yàn)比較去污能力的優(yōu)劣。
大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明.在相同模擬試驗(yàn)條件下.不同牌號(hào)清洗劑綜臺(tái)去污力有著顯著區(qū)別。選用什么類型洗滌劑作為光學(xué)元件超聲波清洗劑無疑是十分重要的。然而一般情況下,對(duì)指印都具有良好的去污力。而對(duì)水漬印唾液印,由于化學(xué)作用在光學(xué)元件表面產(chǎn)生的腐蝕
性“斑點(diǎn)”,大多數(shù)清洗劑去污效果均不佳。在模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)上.將綜合去污力在80%以上的幾種類型洗滌劑解剖其配方。由我公司試制出幾種光學(xué)元件超聲波清洗劑。
3、、清洗劑對(duì)光學(xué)元件的腐蝕性試驗(yàn)
光學(xué)元件所用的玻璃材料.大量被采用的是冕牌玻璃(如BaK3等)或火石玻璃(如ZF5等)。由于堿金屬和堿土金屬氧化物(以R表示)進(jìn)入玻璃硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使硅氧四面體表組成的網(wǎng)絡(luò)斷裂。
然而R-O連接鍵的強(qiáng)度較Si-O共價(jià)鍵弱得多,因此其化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)比純石英玻璃差。當(dāng)使用超聲波清洗方式時(shí),由于清洗劑中某些組分在水中離解,產(chǎn)生正負(fù)離子或酸堿度,玻璃表面堿金屬或堿土金屬離子可能被選擇性的溶解。玻璃原始結(jié)構(gòu)被破壞從而元件表面出現(xiàn)不規(guī)則的“毛路”或“斑點(diǎn)”。因此.清洗劑對(duì)光學(xué)玻璃材料的腐蝕程度是衡量清洗劑質(zhì)量的重要指標(biāo)之。
3 1在靜態(tài)條件下,清洗液對(duì)玻璃的相對(duì)腐蝕性試驗(yàn)方法:玻璃用鋼缽研碎,經(jīng)20~40目篩分.顆粒度為1-0.4mm試樣,用無水乙醇浸泡,沖洗,棄出懸浮物,烘干待用。
準(zhǔn)確稱取上述處理過的玻璃試樣2.0000g.置于4.0ml燒杯中.加1%清洗液200mL,蓋上表面皿,在50℃水浴中保溫1小時(shí),用已恒定的4#玻砂坩堝過濾,蒸餾水洗至中性.于100一105℃烘箱中烘干.稱至恒定。測定玻璃被腐蝕失重百分率。
試驗(yàn)證明:
(1)不同清洗劑在相同條件下,對(duì)同種牌號(hào)玻璃有不同腐蝕(浸蝕)失重.
(2)同種清洗劑在相同條件下,對(duì)不同牌號(hào)玻璃浸蝕量也不同。
3 2清洗液在超聲波工作條件下,對(duì)玻璃的腐蝕性試驗(yàn)
3 2 1工藝條件在美國CRST公司制造的超聲清洗設(shè)備上.輸出頻率:40KHz,輸出功率:500w,超聲時(shí)間:1~3mm,溫度:45—50℃,清洗液濃度:1%一0 .75%。
3 2 2評(píng)價(jià)方法.將上述工藝條件下清洗的光學(xué)元件在黑背景燈箱中.1.0w白熾燈照明.用6倍放大鏡目測被清洗元件表面是否產(chǎn)生超聲“毛路”,然后哈氣檢驗(yàn)有無斑點(diǎn)”。
試驗(yàn)證明:在超聲清洗相同工藝條件下,不同類別清洗劑的匹配或同類清洗液對(duì)不同牌號(hào)玻璃腐蝕性不一樣,只有通過試驗(yàn)來鑒別。
3 3超聲清洗條件下.清洗劑的工藝特性試驗(yàn)
試驗(yàn)證明,清洗劑的“濁點(diǎn)”溫度和化學(xué)穩(wěn)定性,也是超聲清洗的重要工藝特性。有的清洗劑在靜態(tài)條件下,1%一0.5%的溶液是透明的。但在超聲條件下.特別是溫度升至最佳超聲定化點(diǎn)(45—50℃)時(shí),清洗液會(huì)變混濁。這可解釋為清洗劑中的表面活性劑分子中的酯基、醚基等與水分子之間的氫鍵,因超聲條件下,溫度升高而斷裂,產(chǎn)生脫水現(xiàn)象,使活性劑溶解度降低所造成的。
清洗液出現(xiàn)混濁(濁點(diǎn)),不僅去污力大大降低,而且會(huì)在元件表面形成新的污垢(小白點(diǎn))。試驗(yàn)證明超聲條件下,清洗劑出現(xiàn)渾濁(濁點(diǎn))時(shí)的溫度,較在靜態(tài)下的濁點(diǎn)溫度提高5—8℃,且能破壞其化學(xué)穩(wěn)定性。超聲清洗劑的濁點(diǎn)一般要高于超聲清洗時(shí)的溫度(40~50℃}8~10℃為宜。
四。討論與回顧
1、以上著重介紹了光學(xué)元件超聲波清洗劑及相關(guān)的~些問題,清洗劑的配方性能是主要的。然而,超聲清洗工藝參數(shù)的調(diào)整.清洗劑濃度的改變.不同牌號(hào)玻璃元件,都能導(dǎo)致清洗效果發(fā)生變化。要選定種適用于不同牌號(hào)光學(xué)玻璃元件.在不同工藝條件的特效清洗劑,取得好的清洗效果是困難的。
2、隨著光學(xué)事業(yè)的發(fā)展;士大光學(xué)冷加工過程中的傳統(tǒng)清洗方法也適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展需要。改變落后的清洗方法是當(dāng)務(wù)之急。經(jīng)過十余年的努力,云南光電輔料有限公司已開發(fā)出了光學(xué)元件清洗劑系列產(chǎn)品,基本滿足了冷加工過程中的清洗要求。從單件手工洗變?yōu)槌杀P機(jī)器洗;
從有機(jī)溶劑清洗改變?yōu)樗苄郧逑础L岣吡松a(chǎn)效率,保證了安全。
3、新技術(shù)、新工藝改變了落后的生產(chǎn)方式,提高了生產(chǎn)效率。