一、光學元件清洗劑的應該具備的性能
1 首先應有很好的去油去垢性能,滿足光學元件表面對高清潔度的技術要求;
2對設備和玻璃表面沒有腐蝕,不會對元件表面構成新的污染;
3清洗劑的清洗能力、在清洗溫度下的化學穩定性、濁點等在使用過程中應長期保持穩定,其持效性在因素變化的寬范圍內能保持穩定。
4、對環境無污染,對操作者無毒害。
三.實驗部分
1原料
主要以去污能力好,對玻璃不腐蝕,生物降解性能好的非離子和陰離子表面活性劑復配,并加入非磷酸鹽助劑所形成。按照不同清洗對象試驗調整清洗劑的配方。
2、超聲波清洗劑去污能力實驗
主要對被清洗物(光學元件)進行人工污染,在超聲波清洗工藝條件下,進行模擬試驗.確定其相對去污效果。
方法采用經手工清擦檢驗合格的光學棱鏡(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小時以上,采用臺式CFS-80型超聲波清洗機(功率為80W)用收集到的不同產地不同牌子的清洗劑進行同等條件下的去污試驗,然后檢驗比較去污能力的優劣。
大量試驗數據統計表明.在相同模擬試驗條件下.不同牌號清洗劑綜臺去污力有著顯著區別。選用什么類型洗滌劑作為光學元件超聲波清洗劑無疑是十分重要的。然而一般情況下,對指印都具有良好的去污力。而對水漬印唾液印,由于化學作用在光學元件表面產生的腐蝕
性“斑點”,大多數清洗劑去污效果均不佳。在模擬試驗的基礎上.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元件超聲波清洗劑。
3、、清洗劑對光學元件的腐蝕性試驗
光學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)進入玻璃硅氧網絡結構,使硅氧四面體表組成的網絡斷裂。
然而R-O連接鍵的強度較Si-O共價鍵弱得多,因此其化學穩定性遠比純石英玻璃差。當使用超聲波清洗方式時,由于清洗劑中某些組分在水中離解,產生正負離子或酸堿度,玻璃表面堿金屬或堿土金屬離子可能被選擇性的溶解。玻璃原始結構被破壞從而元件表面出現不規則的“毛路”或“斑點”。因此.清洗劑對光學玻璃材料的腐蝕程度是衡量清洗劑質量的重要指標之。
3 1在靜態條件下,清洗液對玻璃的相對腐蝕性試驗方法:玻璃用鋼缽研碎,經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,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。
試驗證明:
(1)不同清洗劑在相同條件下,對同種牌號玻璃有不同腐蝕(浸蝕)失重.
(2)同種清洗劑在相同條件下,對不同牌號玻璃浸蝕量也不同。
3 2清洗液在超聲波工作條件下,對玻璃的腐蝕性試驗
3 2 1工藝條件在美國CRST公司制造的超聲清洗設備上.輸出頻率:40KHz,輸出功率:500w,超聲時間:1~3mm,溫度:45—50℃,清洗液濃度:1%一0 .75%。
3 2 2評價方法.將上述工藝條件下清洗的光學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生超聲“毛路”,然后哈氣檢驗有無斑點”。
試驗證明: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不同牌號玻璃腐蝕性不一樣,只有通過試驗來鑒別。
3 3超聲清洗條件下.清洗劑的工藝特性試驗
試驗證明,清洗劑的“濁點”溫度和化學穩定性,也是超聲清洗的重要工藝特性。有的清洗劑在靜態條件下,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(45—50℃)時,清洗液會變混濁。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,產生脫水現象,使活性劑溶解度降低所造成的。
清洗液出現混濁(濁點),不僅去污力大大降低,而且會在元件表面形成新的污垢(小白點)。試驗證明超聲條件下,清洗劑出現渾濁(濁點)時的溫度,較在靜態下的濁點溫度提高5—8℃,且能破壞其化學穩定性。超聲清洗劑的濁點一般要高于超聲清洗時的溫度(40~50℃}8~10℃為宜。
四。討論與回顧
1、以上著重介紹了光學元件超聲波清洗劑及相關的~些問題,清洗劑的配方性能是主要的。然而,超聲清洗工藝參數的調整.清洗劑濃度的改變.不同牌號玻璃元件,都能導致清洗效果發生變化。要選定種適用于不同牌號光學玻璃元件.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、隨著光學事業的發展;士大光學冷加工過程中的傳統清洗方法也適應生產發展需要。改變落后的清洗方法是當務之急。經過十余年的努力,云南光電輔料有限公司已開發出了光學元件清洗劑系列產品,基本滿足了冷加工過程中的清洗要求。從單件手工洗變為成盤機器洗;
從有機溶劑清洗改變為水溶性清洗。提高了生產效率,保證了安全。
3、新技術、新工藝改變了落后的生產方式,提高了生產效率。