你認識你的微波消化瓶材質嗎?

作者Editor
日期2021-05-18

這篇文章適合可能在實驗室遇到了以下問題的你:

  1. 鐵氟龍材質與微波消化的關係
  2. 適合做微波消化的鐵氟龍材質有哪些
  3. 為什麼應該使用PTFE-TFM材質做消化瓶

關鍵字│微波消化 ‧ 鐵氟龍 ‧ PTFE-TFM ‧ PFA


 

一個材質不好的微波消化瓶會影響甚麼?

  1. 實驗人員安全疑慮:瓶身結構脆弱,耐不住高溫高壓環境易造成爆瓶,不只損壞儀器,更會造成人員危害
  2. 實驗室耗材成本提高:低品質的消化瓶,容易變形或損壞,實驗室必須不斷購買新的瓶組
  3. 瓶身含有重金屬汙染值高:不同鐵氟龍材質有不同的製造工序,因此會有不同程度的重金屬含量
  4. 重金屬背景值不易降低:消化過程中樣品本身的重金屬也會進入到瓶身,若較結構鬆散的材質會導致汙染更滲入瓶身內而不易清潔


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常見做微波消化瓶的鐵氟龍材質

聚四氟乙烯 PTFE (polyterafluoroethylene)

俗成鐵氟龍,具有極佳的化學穩定性,抗酸鹼、不受有機溶劑侵蝕,並且有極低的磨擦係數,表面光滑平整,氣密性佳,不易受到汙染,熔點為330℃,可連續在290℃工作數小時。

 

 

四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚之共聚物 PFA

(Polytetrafluoroethylene和 Perfluoroalkylvinylether共聚物)

由PTFE參雜3~15%的 Perfluoroalkylvinylether,PFA同樣有極佳的化學穩定性且抗酸鹼,也不受有機溶劑侵蝕,但相較於PTFE更為柔軟易變形,機械強度略差PTFE,氣密也較PTFE差,也因此適合的最高工作溫度為260℃,熔點約為305℃。

 

四氟乙烯和六氟丙烯之共聚物FEP (Fluorinated Ethylene Propylene)

由PTFE參雜14~25%的Hexafluoropropylene,同樣具有極佳的化學穩定性且抗酸鹼,具有非常優勢的絕緣特性,且高耐磨、高韌性,常用於包覆電纜的材質,氣密性差、機械強度也差於PFA和PTFE,也因此適合的最高工作溫度約200℃,熔點約為305℃。

 

改質聚四氟乙烯 PTFE-TFM (modified polyterafluoroethylene)

由PTFE參雜0.1%的 Perfluoroalkylvinylether,保有PTFE之特性,具有極佳的化學穩定性,抗酸鹼、不受有機溶劑侵蝕,並且有極低的磨擦係數,表面光滑平整,氣密性佳,不易受到汙染。

此外含有Perfluoroalkylvinylether的條件下,結構更有韌性,可同時在高溫高壓下工作,熔點為330℃,可連續在290℃工作數小時。

 

用於重金屬分析前處理,怎樣的消化瓶材質是最符合需求的?

鐵氟龍材質皆有好的化學穩定性、抗酸鹼及有機溶劑,且都可用於高溫下工作,是否有其他因素可做考量?

 

1.背景值汙染通常我們擔心在消化完樣品時,因高分子結構在高溫下會較為鬆散,此時樣品就會卡進瓶身裡面,若沒做有效的清洗,就會越來越多的汙染物隨者不斷的高溫消化實驗而滲入,導致背景值汙染高。

通常會選擇氣密性較好的材質,表面平滑工整代表高分子結構間緊密性佳,避免在高溫消化條件下重金屬汙染直接深入瓶身而不易洗出。

 

2.高使用壽命/低耗材成本通常消化實驗是一個長期在高溫高壓下的重金屬分析前處理,非常考驗消化瓶本身的材質韌性,高溫會使結構鬆散、高壓易使瓶身變形。

也因此會優先考量最具韌性的材質,又有非常低的可塑性,若是易變形柔軟的材質,易導致瓶身內壓力不均而爆瓶。

 

3.安全性:較好的使用壽命會與瓶子材質的安全性是相呼應的,通常我們希望一個鐵氟龍結構是具有韌性不易變形,但又擔心材質太硬,在高壓下因太堅硬而爆瓶,而材質的選擇至關重要,PTFE-TFM同時保有這些特性,0.1%的 Perfluoroalkylvinylether貢獻了些微的柔軟性,卻不改變PTFE本身眾多的優點,是較安全的消化材質。

 

PTFE-TFM材質的消化瓶組


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