Blog Details

ارزیابی عملکرد مانع اکسیژن مواد پلیمری مدت‌هاست که یک کار چالش‌برانگیز برای محققان و مهندسان بوده است. روش‌های سنتی اغلب دست و پا گیر، زمان‌بر و مستعد عوامل تداخلی مختلف هستند. با این حال، یک رویکرد جدید با استفاده از پلاروگرافی ممکن است در این زمینه انقلابی ایجاد کند.

این مقاله یک روش نوآورانه برای تعیین ضریب نفوذپذیری اکسیژن فیلم‌های پلیمری در محلول‌های آبی از طریق اندازه‌گیری پلاروگرافی را بررسی می‌کند. اساساً، توانایی مانع اکسیژن یک ماده را با اندازه‌گیری سرعت نفوذ اکسیژن از غشاء ارزیابی می‌کند. این تکنیک به طرز ظریفی به چندین چالش ذاتی در رویکردهای اندازه‌گیری سنتی می‌پردازد و آزمایش نفوذپذیری را کارآمدتر و دقیق‌تر می‌کند.

پلاروگرافی یک روش تجزیه و تحلیل الکتروشیمیایی است که رابطه بین جریان و ولتاژ را در طول الکترولیز بررسی می‌کند تا ترکیب و غلظت ماده را تجزیه و تحلیل کند. در این کاربرد، محققان از پلاروگرافی برای نظارت بر فرآیند نفوذ اکسیژن از طریق غشاهای پلیمری استفاده می‌کنند.

تنظیمات آزمایشی شامل یک ظرف است که توسط غشای پلیمری آزمایشی تقسیم شده است، با محلول‌های آبی در هر دو طرف. هم زدن شدید این محلول‌ها به طور موثر اثرات لایه مرزی را که می‌تواند نتایج اندازه‌گیری را تحریف کند، به حداقل می‌رساند. پدیده لایه مرزی به گرادیان غلظتی اشاره دارد که در نزدیکی سطوح غشاء به دلیل جریان کندتر مایع ایجاد می‌شود، که می‌تواند در انتشار اکسیژن تداخل ایجاد کند. با پیاده‌سازی هم زدن قوی، محققان می‌توانند عملاً این گرادیان را از بین ببرند و اندازه‌گیری دقیق‌تری از نفوذپذیری ذاتی غشاء را امکان‌پذیر کنند.

• سرعت هم زدن: با تغییر سرعت هم زدن، محققان اثرات لایه مرزی بر روی ضرایب نفوذپذیری را ارزیابی کردند. در حالت ایده‌آل، هنگامی که هم زدن به شدت کافی می‌رسد، ضریب نفوذپذیری تثبیت می‌شود که نشان‌دهنده حذف موفقیت‌آمیز تداخل لایه مرزی است.
• ضخامت و مساحت غشاء: تغییر این پارامترها امکان تأیید رابطه آنها با ضرایب نفوذپذیری را فراهم کرد. طبق قانون فیک، سرعت نفوذ باید مستقیماً متناسب با مساحت غشاء و متناسب با ضخامت باشد. تأیید تجربی این روابط، صحت روش را بیشتر تأیید کرد.

• پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE): یک فلوئوروپلیمر با پایداری شیمیایی و مقاومت حرارتی استثنایی که معمولاً در مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود.
• پلی استایرن (PS): یک پلاستیک همه کاره که به طور گسترده در بسته‌بندی و الکترونیک استفاده می‌شود.
• پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS): یک لاستیک سیلیکونی انعطاف‌پذیر و قابل تنفس که اغلب در دستگاه‌های پزشکی و کاربردهای آب‌بندی استفاده می‌شود.
• کوپلیمر پلی-4-متیل-1-پنتن-اکریلات: از طریق کوپلیمریزاسیون برای افزایش خواصی مانند مقاومت در برابر حرارت و استحکام مکانیکی اصلاح شده است.
• هیدروژل‌ها: پلیمرهای بسیار جاذب که معمولاً در لنزهای تماسی و سیستم‌های دارورسانی یافت می‌شوند.

این انتخاب متنوع از مواد، قابلیت کاربرد گسترده این روش را در انواع مختلف پلیمرها و کاربردهای صنعتی نشان می‌دهد.

• اندازه‌گیری‌های متعدد از نمونه‌های منفرد: با تنظیم مساحت غشاء، محققان می‌توانند آزمایش‌های مکرر را بر روی یک نمونه انجام دهند و قابلیت اطمینان داده‌ها را افزایش دهند.
• ارزیابی سریع: برای موادی با ضرایب نفوذپذیری کم (P M ≤30 × 10 −10 cm
• 3

(STP)-cm/cm