包含具有亲水涂层的透明聚合物的装置及其制造方法制造方法及图纸

一种装置，包括在形成本体的透明聚合物内表面的一部分上的亲水层；其中所述亲水层包括所述透明聚合物的磺化内表面、二氧化硅、碳氧化硅、透明聚合物的O2等离子体处理物或其组合。所述装置可以是例如用于电感耦合等离子体装置中的喷雾器或喷雾室。还公开了一种制造所述装置的方法。述装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
包含具有亲水涂层的透明聚合物的装置及其制造方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2022年6月9日提交的美国临时申请第63/350,800号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0002]本公开文本总体上涉及一种装置，该装置包括在形成本体的透明聚合物内表面的一部分上的亲水层；其中该亲水层包括透明聚合物的磺化内表面、二氧化硅、碳氧化硅、透明聚合物的O2等离子体处理物或其组合。所述装置可以是例如用于电感耦合等离子体装置中的喷雾器或喷雾室。还公开了一种制造所述装置的方法。

技术介绍

[0003]在电感耦合等离子体发射光谱(ICP
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OES)或电感耦合等离子体质谱(ICP
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MS)样品导入系统中，样品进入喷雾器并且被将液体样品分散成小液滴的气流的气动作用而破碎成细气溶胶。这种雾化喷雾与惰性气体一起流入喷雾室，在那里大液滴与小液滴被分离出来。对于ICP，小于10μm的单分散液滴是理想的，而较大的液滴会干扰信号的稳定性和强度。因此，只允许最小的液滴通过喷雾室进入等离子体，以便有效地雾化并最终电离样品的元素成分，从而实现精确的定量分析。特别地，将液滴通过喷雾室的设计和气流的涡流进行分类，由此较大的液滴通过离心力与喷雾室壁碰撞，留下较小的液滴进一步进入等离子体，在那里它们将被高温电离并分析它们的元素组成。轰击喷雾室表面的较大液滴沿着喷雾室壁渗出并流出流动路径，以便不干扰较细的喷雾液滴。
[0004]为了实现从喷雾室表面去除较大液滴所需的排出，表面本身必须能够吸走溶剂。如果喷雾室表面本质上是亲水的，则溶剂如水和醇等溶剂更容易排出。天然亲水的玻璃通常用于喷雾室，其允许所需的排出。玻璃对用于ICP的酸也是稳定的，并且是透明的，允许用户观察碰撞喷雾室壁的溶液的排出。使用类似玻璃的亲水表面，由于在下一次分析之前“冲洗”样品所需的时间更少，排出速度更快。如果表面开始变得被污染或失去亲水性，则这些冲洗不足以去除样品残留物，并可能导致分析错误或冲洗时间过长。随着时间的推移，玻璃喷雾室需要清洁或更换，这对用户来说可能变得花费大。此外，生产玻璃喷雾室需要由有经验的玻璃技师进行手工玻璃成型。这是昂贵的(每件数百美元)，并且会稍微限制设计。
[0005]其他用于喷雾室(通常用于专门应用(例如，耐氢氟酸))的现有材料包括含碳氟化合物的塑料，比如全氟聚合物(例如，全氟烷氧基烷烃(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE))和惰性塑料PEEK等。全氟聚合物通常是不透明的，这使得无法目视观察溶液喷雾和导入(这点被ICP
‑
OES用户认为是重要的)。此外，全氟聚合物是疏水性的，因此必须在内表面上施加昂贵的亲水涂层，以避免喷雾室的液体成珠(其可能会干扰分析和废溶液排出)。
[0006]需要一种制造高性能喷雾室的成本友好的解决方案。
[0007]玻璃喷雾室的形状仅限于预成型(模制或挤压)部件加上通过玻璃吹塑进行的微小手工修改的组合。需要的是一种可以廉价地制造成各种通用形状而不需要劳动力或成本
密集型的装置。
[0008]玻璃喷雾室在从台上掉落到地板上时会破碎。此外，玻璃喷雾室在使用和清洁条件下会破裂。需要的是一种在环境使用条件下具有合理抗冲击性的装置。此外，该装置应该抗裂。
附图说明
[0009]本公开文本的特征在以下图中以举例的方式说明，并不限于此，其中相同的数字表示相同的元件，其中：
[0010]图1A
‑
C示出了根据本专利技术各方面的各种装置；
[0011]图2是示出磺化聚苯乙烯的表面亲水性与没有亲水涂层的装置相比的曲线图；
[0012]图3A是伪喷雾室中未处理的聚苯乙烯试样的图片，显示气溶胶成珠；
[0013]图3B是未显示气溶胶成珠的磺化聚苯乙烯试样的图片；
[0014]图4是示出磺化聚苯乙烯与没有亲水涂层的装置相比在用溶剂洗涤之后的表面亲水性的曲线图；
[0015]图5A是伪喷雾室中与20％王水接触的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)二氧化硅涂覆的聚苯乙烯试样的图片，显示喷雾溶液未成珠；
[0016]图5B是伪喷雾室中与A溶剂接触随后超声处理的PECVD二氧化硅涂覆聚苯乙烯试样的图片，显示喷雾溶液未成珠；
[0017]图5C是伪喷雾室中未处理聚苯乙烯试样的图片，显示气溶胶成珠；
[0018]图6是示出二氧化硅涂覆的具有二醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯在用溶剂洗涤之后在清洁溶液中超声清洁一段时间后的表面亲水性(通过静态水接触角测量)的曲线图；
[0019]图7A是与20％王水接触25天、随后在5％Triton X
‑
100中超声处理5天的PECVD二氧化硅涂覆的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)试样的光学显微镜图像；
[0020]图7B是与A溶剂接触25天、随后在5％Triton X
‑
100中超声处理5天的PECVD二氧化硅涂覆的PETG试样的光学显微镜图像；
[0021]图8是示出O2等离子体处理(刚刚处理过)的环状烯烃聚合物的表面亲水性与没有亲水涂层并且在用溶剂洗涤之后的装置相比的曲线图；
[0022]图9A是伪喷雾室中未处理环状烯烃试样的图像，显示气溶胶成珠；和
[0023]图9B是伪喷雾室中O2等离子体处理的试样的图像，未显示气溶胶成珠；
[0024]图10是示出O2等离子体处理(刚刚处理过)的具有二醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯的表面亲水性与没有亲水涂层并且在用溶剂洗涤之后的装置相比的曲线图；
[0025]图11A是伪喷雾室中未处理的具有二醇修饰的聚苯二甲酸乙二醇酯试样的图像，显示气溶胶成珠；
[0026]图11B是伪喷雾室中O2等离子体处理的试样的图像，未显示气溶胶成珠；和
[0027]图12A
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C是示出硅晶片上的二氧化硅膜的水接触角测量值的图像；
[0028]图13A
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C是示出在延长臭氧暴露的情况下硅晶片上的二氧化硅膜的水接触角测量值的图像；
[0029]图14是示出二氧化硅涂覆的PET喷雾室(LE12)在于5％Citranox(LE12
‑
1和LE12
‑
2)或5％Extran MA02(LE12
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3)中清洁之前(标记为(1))和之后(标记为(2))的灵敏度结果
的曲线图。LE12
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4在实验之间没有被清洁；
[0030]图15是示出二氧化硅涂覆的PET喷雾室(LE12)在于5％Citranox(LE12
‑
1和LE12
‑
2)或5％Extran MA02(LE12
‑
3)中清洁之前(标记为(1))和之后(标记为(2))的精度结果的曲线图。LE12
‑
4在实验之间没有被清洁；
[0031]图16是示出二氧化硅涂覆的PET本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装置，其包括：在形成本体的透明聚合物内表面的一部分上的亲水层；其中所述亲水层包括所述透明聚合物的磺化内表面、二氧化硅、碳氧化硅、透明聚合物的O2等离子体处理物或其组合。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述透明聚合物是聚苯乙烯。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述亲水层是所述透明聚合物的磺化内表面。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是一次性的。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：