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粘塵膠輥本身一定具有粘性么?我們一直以來都陷入了一個(gè)大眾化誤區(qū)——粘塵膠輥一定要具有粘性,不然它怎么除塵、清潔呢?其實(shí)真正用在高精密儀器清潔設(shè)備上的粘塵膠輥它本身是不具有粘性的,那么它又是靠的什么原理來清潔除塵的呢?
從微觀的角度來說,高精密粘塵膠輥它依靠的并不是粘塵膠輥本身所自帶的粘性,而是依靠分子之間的作用力與反作用力而達(dá)到粘塵的效果。眾所周知,范德華力(也稱為分子力)指的是分子或原子之間的靜電相互作用而產(chǎn)生的分子之間相互作用的力,分子間引力與距離的六次冪成反比,分子斥力與距離12次冪成反比。
范德華力可以分為三種力:分散力、誘導(dǎo)力和取向力。
分散力(也稱為“倫敦力”)存在于所有分子或原子之間。它是分子瞬時(shí)偶極間的作用力,即由于電子的移動(dòng),瞬時(shí)電子的位置不對稱于原子核,即正電荷的重心和負(fù)電荷的重心彼此不一致,從而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極電子。分散力與相互作用分子的可變形性有關(guān)。變形性越大(分子量越大,變形性越大),分散力越大。分散力和相互作用分子的電離勢(即電離能)越高,分子的電離勢越低(分子中包含的電子越多),分散力越大。
極性和非極性分子之間以及極性和極性分子之間存在誘導(dǎo)力。由于極性分子偶極子在非極性分子上產(chǎn)生的電場的影響,非極性分子電子云發(fā)生形變(即電子云被吸引到極性分子偶極的正極),其結(jié)果是非極性分子的電子云與核相對位移,非極性分子中正負(fù)電荷的重心重合,在相對位移后不再重合,使得非極性分子產(chǎn)生偶極電子。電荷重心的相對位移稱為“變形”,變形產(chǎn)生的偶極稱為誘導(dǎo)偶極,與極性分子固有的偶極不同。感應(yīng)偶極電子和本征偶極電子相互吸引,由于偶極電子的感應(yīng)而產(chǎn)生的力稱為感應(yīng)力。除了極性分子與極性分子之間的定向力外,由于極性分子之間的相互作用,每個(gè)分子都會(huì)變形并產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。結(jié)果,增加了分子的偶極距離,并且提供了取向力和誘導(dǎo)力。陽離子和陰離子之間也會(huì)發(fā)生感應(yīng)。
誘導(dǎo)力與極性分子偶極矩的平方成正比。誘導(dǎo)力與誘導(dǎo)分子的變形成正比。通常,分子中每個(gè)核的外電子殼越大(原子越重),在外力作用下就越容易變形。相互作用隨1/R6變化,誘導(dǎo)力與溫度無關(guān)。其公式:α為極化率。
取向力(也稱為偶極力)發(fā)生在極性分子和極性分子之間。由于極性分子的不均勻電學(xué)分布,一端帶正電,一端帶負(fù)電,形成偶極電子。因此,當(dāng)兩個(gè)極性分子相互接近時(shí),由于它們的偶極電子具有相同或者相反時(shí)會(huì)產(chǎn)生同極相斥,異極相吸的情況發(fā)生,這時(shí)它們之間必然會(huì)發(fā)生相對旋的運(yùn)動(dòng)。雙極的相互旋轉(zhuǎn)使相對的偶極電子的相對極被稱為"取向"。此時(shí),由于對極相對較近,同極相距較遠(yuǎn),重力大于排斥力。當(dāng)兩個(gè)分子相互靠近時(shí),排斥力和引力在接近一定距離后達(dá)到相對平衡。由于極性分子的取向引起的這種分子間力稱為取向力。定向力與分子偶極矩的平方成正比,即分子極性越大,定向力越大。取向力與絕對溫度成反比,溫度越高,取向力就越差。公式如下:
三種力的關(guān)系
在極性分子和極性分子之間存在取向力、誘導(dǎo)力和分散力,在極性分子與非極性分子之間存在誘導(dǎo)力和分散力,在非極性分子與非極性分子之間僅存在分散力。三種力的比例取決于相互作用分子的極性和可變形性。極性越大,取向力越重要;變形越大,分散力越重要;感應(yīng)力與兩個(gè)因素有關(guān)。但對大多數(shù)分子來說,色散力是主要的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分散力是大多數(shù)分子的主要作用力,取向力是唯一具有較大偶極矩(如水)的分子,誘導(dǎo)力通常很小。極化率α反映了分子中的電子云是否容易變形。范德華力僅有0.4到4.0kJ/mol之間,但大量大分子之間的相互作用將變得非常穩(wěn)定。例如,苯中C-H的范德華力為7 kJ/mol,溶菌酶和糖結(jié)合底物的范德華力為60 kJ/mol,范德華力具有疊加性。
了解了那么多,相信大家也對于粘塵膠輥怎樣在本身不具有粘性的情況下進(jìn)行清潔除塵工作有了一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。那么這樣的粘塵膠輥優(yōu)勢在哪里呢?
其一:其實(shí)我們從傳統(tǒng)的粘塵膠輥的工作原理中可以看出,粘塵膠輥的粘性主要是里面的添加助劑所賦予的,但是我們用過以前的粘塵膠輥我們都知道,它的粘性會(huì)隨著使用而逐漸減小,最終不能滿足工作需求。而新型的粘塵膠輥它靠的是分子間的范德華力,只要粘塵膠輥沒磨壞就能夠一直長期使用下去,不存在說使用一段時(shí)間粘性沒有的情況發(fā)生,減少了更換粘塵膠輥的次數(shù)及停機(jī)成本。
其二:傳統(tǒng)的粘塵膠輥粘塵隨著使用粘性減弱主要是因?yàn)槠渲械奶砑又鷦┮绯龆鴮?dǎo)致的,溢出的助劑就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的二次污染。這對于如今一些高精密的產(chǎn)品就不適用,像手機(jī)玻璃蓋板、導(dǎo)光板、FPD、液晶顯示屏等等。傳統(tǒng)的粘塵膠輥清潔這樣的產(chǎn)品不僅不能清潔產(chǎn)品,反而還會(huì)造成產(chǎn)品的二次污染,顯然這樣的粘塵膠輥已經(jīng)是不能滿足這些產(chǎn)品的清潔除塵需求。恰恰新型的粘塵膠輥能夠完美地解決所遇到的問題,依靠分子間作用力來達(dá)到除塵清潔的效果并且膠輥本身不會(huì)對產(chǎn)品產(chǎn)生二次污染。
其三:新型的粘塵膠輥能夠防靜電。靜電作為一種普遍物理現(xiàn)象,近十多年來伴隨著集成電路的飛速發(fā)展和高分子材料的廣泛應(yīng)用,靜電的作用力、放電和感應(yīng)現(xiàn)象引起的危害十分嚴(yán)重,美國統(tǒng)計(jì),美國電子行業(yè)部門每年因靜電危害造成損失高達(dá)100億美元,英國電子產(chǎn)品每年因靜電造成的損失為20億英鎊,日本電子元器件的不合格品中不少于45%的危害是因?yàn)殪o電放電(ESD)造成的。新型防靜電粘塵膠輥能夠避免因?yàn)殪o電的原因而造成產(chǎn)品的不合格及安全事故等。