微波閉式消解儀的微波消解罐的挑選

發布時間：2017-06-26瀏覽次數：2072返回列表

導讀：微波閉式消解儀的利用率不斷加大，它的市場無可限量，在挑選微波閉式消解儀的時候我們還需要關注一個問題就會微波消解罐的挑選，微波消解罐是核心部分，這個好比是汽車引擎。
判別消解罐的安全性能及工作性能的優劣主要有以下幾個方面：罐體材料；罐體的高耐受溫度、高耐受壓力；罐體的高工作溫度、高工作壓力；罐體的結構設計及安全保護措施。具體分析如下：
1、罐體材料
當前大部分品牌的消解罐都采用內、外罐（護套）分離設計，內罐用于放置樣品及酸以擔當反應容器；外罐用于承受、抵抗樣品反應所產生的壓力以保證罐體及實驗安全。
內罐材料一般分為：氟塑料類（PTFE、PFA、TFM）和石英（陶瓷）。
其中PTFE（聚四氟乙烯）為常見，而TFM、PFA 都稱為改性聚四氟乙烯。TFM高使用溫度不低于PTFE，表面光潔度、高溫高壓下的抗滲透性、高溫高壓下的抗形變性均優于PTFE。PFA盡管半透明，但其高使用溫度不如PTFE。因此，TFM是超高壓消解容器的選材質，而PTFE一般用作中壓消解容器。此外，石英材料：具有很好的熱穩定性，其熔點＞1665℃，但是抗沖擊性能差（跌落易碎），也不能耐受HF，且價格昂貴，實際應用較少。
外罐（護套）材料一般分為：PSF（聚砜）、PEEK（聚醚醚酮）、復合纖維。
此類材料強度高，力學性能均遠大于氟塑料類（如：TFM）。
其中PSF（聚砜）是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學性能優異，但存在耐溫性能低的明顯缺陷，長期使用溫度僅為160℃，對于微波消解來說，使用溫度一般都在180-220℃，聚砜材料無法滿足長期使用，易出現罐體開裂及鼓包現象，用戶后期更換用度高，而且假如不能及時發現罐裂，還存在爆炸危險！目前此類罐體已逐漸淘汰。
PEEK（聚醚醚酮）及復合纖維具有高耐熱性能（熱變形溫度≥300℃），同時更具有耐疲憊、耐蠕變性、耐輻射、阻燃性、機械強度及電盡緣性好等特點，因此成為當今微波消解罐為適合的外罐材料。但目前只有少數幾家公司研制、此類材料，因此高等級的PEEK罐體價格仍然較高。
2、罐體的高耐受溫度、高耐受壓力
高耐受溫度、壓力的高低，取決于此罐體所采用的材料和結構設計。當然所用材料越好、結構設計越完善，則此性能參數就越高！客戶也越來越多的將此項參數作為挑選微波消解的重要依據。目前性能為出眾的消解罐高耐受溫度可達到： 280～300℃，高耐受壓力可達到：100～150atm（1500～2200psi）。
3、罐體的高工作溫度、高工作壓力
罐體的高工作溫度、壓力是一項實際工作性能參數，指在實際消解過程中消解罐可達到高溫度及壓力。而此項參數不少廠商是回避的，究竟高耐受溫度、壓力在罐體實際使用過程中是無法實現的，其只是指在一特定環境下的高耐受值，或可理解成一個理論值（如：之前所提及的300℃、2200psi在實際消解過程中是不可能實現的，更不用說是同時實現）。
目前市場上消解罐按不同的高工作溫度、壓力可分為：
（1）中低壓消解罐（實際高工作溫度：200℃、壓力：20atm/300psi）
--可實際應用于對工作條件要求較低的樣品處理中，如水、污水、血樣、尿樣、蔬菜類、碳水化合物等；
（2）高壓消解罐（實際高工作溫度：220℃、壓力：40atm/600psi）
--可實際應用于對工作條件要求較高的樣品處理中，如中草藥、生物材料、食品、高脂食品、土壤、地質材料、玻璃、石英、金屬、合金等；
（3）超高壓消解罐（實際高工作溫度：250℃、壓力：60atm/900psi）
--可實際應用于對工作條件要求高的樣品處理中，如塑料、纖維、油、脂、煤、化學品、陶瓷、礦石、灰燼、爐渣、耐火材料、貴金屬等。
由此可見，如采用中低壓消解罐是無法消解塑料、油等只有超高壓消解罐才能處理的樣品。因此對用戶來講，考核罐體的高工作溫度、壓力更具實際意義，其直接關系到用戶可處理的樣品種類、消解效果和做樣量。
4、罐體的結構設計及安全保護措施
目前比較多見的罐體結構為內外罐結構和框架式結構兩大類：
（1）內外罐結構
微波消解儀在剛剛起步時，大多數廠家都采用此結構，采用上下旋蓋式的外罐（采用聚砜或者PEEK材料）直接將內罐固定在其中，從而進行反應。設計利用內罐耐酸，外罐耐壓的特性，曾經一度成為微波消解罐體的主流。但是隨著的進步，該結構慢慢暴露出來了一系列的缺陷：
（a）由于全封閉式外罐的存在，該罐體需要一個小時以上的冷卻時間，影響了工作效率。
（b）外罐材料的均一性，產生了安全方面的隱患。假如發生爆罐意外，不可能限制爆破力的方向，破碎的罐體會以同樣的幾率向四周方向飛濺，可能對實驗職員造成比較大的傷害。
（c）泄壓過程中酸氣不可避免會腐蝕外罐，由于外罐的材料耐酸性并不是很強，所以長期使用，外罐的老化速度是非常之快的，在外罐受到腐蝕老化的情況之下，外罐的強度會大大降低，進而無法保證實驗的安全性。
（2）框架式結構
現在框架式結構的應用已經成為趨勢，和原先的內外罐結構相比，由于采用了不同材料的框架和護套分別承受橫向和縱向的壓力，可以在發生危險的情況下，將爆破的主要沖擊力限制在豎直方向上，保證操縱職員安全。同時該設計增大了內罐與空氣的接觸面積，大大縮短了冷卻時間。
此外，每一家微波消解儀的廠家，都會在罐體上設計多重的安全保護措施，常見的有：安全膜破裂泄壓、密封碗破裂瀉壓、裙邊破裂釋壓、彈簧帽自動瀉壓、縱向爆破等等。每一家廠商的安全保護措施都有自己的特點，面對種類繁多的安全保護措施，我們需要考慮每一項安全保護措施的實用性、操縱過程的方便與否、是否會對實驗引進誤差、是否會使罐體損壞或者存在昂貴的消耗品等，結合自己的需要，挑選安全而又方便耐用的罐體。
后對于用戶來說，在選購儀器的時候還有非常重要的一點：消解罐的使用壽命及本錢。
消解罐是一個長期消耗品已經是眾所周知的事情了。但是用戶在選購之前還是會忽略其使用壽命和本錢。對于使用壽命而言，由于實驗條件的不同（即消解溫度和壓力的不同），而造成壽命不同，各廠商很難有一個的數字提供。但是用戶在購買前可以多咨詢其他已經使用的用戶予以了解。至于本錢，則可以在購買儀器之前可以和廠家約定以后購買消解罐的價格。

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