В съвременните експериментални изследвания, много химични реакции, подготовка на материали и процедури за обработка на проби имат изключително строги изисквания към околната среда, като например липса на вода, кислород, прах или специфични атмосфери от инертен газ.тойжабка, катоЕкспериментално устройство, което може ефективно да изолира външни смущения от околната среда, се е превърнало в незаменим основен инструмент в области като химия, материалознание, електроника и биомедицина.жабка предоставя на изследователите контролируемо затворено работно пространство, гарантиращо, че експериментите се провеждат прецизно при предварително зададените условия на околната среда, значително разширявайки границите на експерименталните изследвания.
Основната структура на жабката
Основната функцияна жабката е да създава и поддържа специфична вътрешна среда. Структурният ѝ дизайн е съсредоточен около тази цел и се състои главно от следните ключови компоненти:
Кутията е основната работна зона на жабката, обикновеноизработени от неръждаема стомана и отличаващи се с висока якост, устойчивост на корозия и отлична херметичност. Размерът на кутията се определя според експерименталните изисквания. Малките кутии за ръкавици могат да се използват за работа с малки проби, докато големите кутии могат да поберат сложни експериментални установки. В стените на кутията са вградени прозрачни прозорци за наблюдение, обикновено изработени от поликарбонат или закалено стъкло, за да позволят на операторите ясно да наблюдават вътрешните операции, като същевременно издържат на евентуални промени в налягането в кутията.
Трансферната камера е ключовият проход, свързващ кутията с външния свят, използван за прехвърляне на проби, реактиви или експериментално оборудване, без да се нарушава вътрешната среда на кутията. Трансферната камера обикновено е цилиндрична или квадратна, със запечатани врати в двата края, които се свързват с вътрешността на кутията и външната страна. При прехвърляне на предмети, първо поставете предметите в трансферната камера и затворете външната врата. След това, чрез вакуумиране, пълнене с инертни газове и др., вътрешната и външната среда на камерата се балансират и вътрешната врата се отваря, за да се преместят предметите в кутията и обратно. Някои усъвършенствани трансферни камери имат и функции за отопление и охлаждане, за да отговорят на специалните нужди за прехвърляне на проби.
Операционните ръкавици са мостът между оператора и вътрешната среда на ръкавичната кутия. Те обикновено са изработени от материали, устойчиви на химическа корозия и с добра гъвкавост, като нитрилен каучук, хлоропренов каучук или флуорен каучук. Ръкавиците са херметично свързани с кутията чрез специални фланцови интерфейси, за да позволят на ръцете на оператора гъвкаво да влизат в кутията за различни операции, като същевременно се избягва изтичане на газ от кутията и проникване на външни газове. Размерът и дебелината на ръкавиците могат да бъдат избрани според оперативните изисквания. Някои ръкавици имат и свойства против износване, устойчивост на високи температури и устойчивост на ниски температури.
Принципът на работа на жабката
Основният принцип на работа на ръкавичната кутия е да създава и поддържа специфична газова среда в запечатано пространство чрез контрол и пречистване на газа. Същевременно тя позволява безопасното пренасяне и работа с пробите.
Първо, първоначалната среда в ръкавичната кутия трябва да се създаде чрез заместването ѝ с инертни газове (като азот, аргон). Когато оборудването се стартира, кутията и преходната камера се евакуират до определено ниво на вакуум, за да се отстрани вътрешният въздух (съдържащ кислород, влага и др.), след което се въвежда инертен газ до зададеното налягане. Този процес на вакуумиране и пълнене с газ може да се наложи да се повтори няколко пъти, за да се гарантира, че въздухът вътре в кутията е напълно заменен, намалявайки концентрациите на кислород и влага до необходимото ниво (обикновено под 1 ppm).
По време на експеримента системата за пречистване на газ работи непрекъснато. Газът вътре в кутията преминава през пречиствателната колона, задвижвана от циркулационен вентилатор. Когато газът преминава през молекулното сито, влагата се адсорбира; когато преминава през деоксигенатора, кислородът реагира химически с деоксигенатора (както деоксигенаторите на медна основа реагират с кислород, за да образуват меден оксид) и се отстранява; ако има органични летливи вещества, активният въглен ще ги адсорбира. Пречистеният газ се връща в кутията, за да образува затворен контур, поддържайки концентрацията на примеси като влага и кислород на изключително ниски нива за дълъг период от време.
Принципът на работа на преходната камера се основава на баланс на налягането и заместване на газа. Когато е необходимо пробата да се прехвърли в кутията, външната врата на преходната камера се отваря, пробата се поставя вътре и външната врата се затваря. След това преходната камера се евакуира, за да се отстрани вътрешният въздух, и се въвежда инертен газ, за да се постигне баланс на налягането с кутията. Накрая вътрешната врата се отваря и пробата се премества в кутията. В обратния случай, при изваждане на пробата, тя се поставя в преходната камера, вътрешната врата се затваря, преходната камера се евакуира и след това се въвежда въздух (или други газове, ако е необходимо) и външната врата се отваря, за да се извади пробата. Този процес гарантира, че средата на инертен газ вътре в кутията не се нарушава от външния въздух по време на прехвърлянето на пробата.
Класификация на жабките
Въз основа на различни критерии за класификация, жабките могат да бъдат разделени на различни видове, всеки със свой уникален дизайн и приложими сценарии.
Според вътрешната газова среда, кутиите за ръкавици могат да бъдат класифицирани като кутии за ръкавици с инертен газ и анаеробни кутии за ръкавици. Кутиите за ръкавици с инертен газ се използват главно за поддържане на среда с инертен газ и са подходящи за експерименти, чувствителни към кислород и влага, като например синтез на метални органични съединения и приготвяне на материали за литиеви батерии. Често използвани инертни газове са аргон или азот. Анаеробните кутии за ръкавици са специално проектирани за създаване на анаеробна среда и обикновено контролират концентрацията на въглероден диоксид, за да отговорят на експерименталните изисквания за анаеробно микробно култивиране и разграждане на биологични материали. Вътрешният газ в анаеробните кутии за ръкавици е предимно смес от азот, водород и въглероден диоксид (водородът се използва за отстраняване на остатъчния кислород).
Според структурната форма, кутиите за ръкавици могат да бъдат разделени на еднокамерни, двукамерни и многокамерни. Еднокамерните кутии за ръкавици имат опростена структура, състояща се само от една основна кутия и една преходна кутия, и са подходящи за експерименти в малък мащаб или работа с проби. Двукамерните кутии за ръкавици съдържат една основна кутия и две преходни кутии, които могат да се използват съответно за въвеждане и изваждане на проби, подобрявайки оперативната ефективност и избягвайки кръстосано замърсяване, и са подходящи за експериментални операции в среден мащаб. Многокамерните кутии за ръкавици са съставени от множество основни кутии и преходни кутии, като отделенията могат да бъдат свързани помежду си или да се управляват независимо, подходящи за сложни многоетапни експерименти или интегрирани производствени линии, като например непрекъснатия процес на производство на полупроводникови материали.
Приложения на ръкавични кутии
Жабките, със способността си да контролират прецизно вътрешната среда, играят решаваща роля в различни научни изследвания и промишлени области.
В областта на химичния синтез много чувствителни съединения изискват строга асептична и безкислородна среда. Ръкавиците се превръщат в идеалната работна платформа. Например, органичните метални съединения (като реактиви на Гриняр, органични литиеви реактиви) са изключително чувствителни към вода и кислород. Те бързо се разлагат във въздуха, но в ръкавица изследователите могат безопасно да извършват операции по претегляне, разтваряне и реакция, като по този начин увеличават добива на реакцията и чистотата на продукта. Освен това, в координационната химия и изследванията на каталитичните реакции, ръкавиците могат да избегнат смущенията на примесни газове върху реакционната система, като гарантират точността и възпроизводимостта на експерименталните резултати.
Правилно използване и поддръжка на жабките
Правилната употреба и поддръжка на жабките са от решаващо значение за осигуряване на стабилната им работа и удължаване на живота им.
Преди употреба е необходима цялостна проверка. Първо, проверете уплътнението на ръкавиците, за да видите дали има повреди, пукнатини или разхлабване. Това може да се провери чрез напомпване на ръкавиците и наблюдение за течове. Второ, проверете свързването на газопроводите и работата на клапаните. След това потвърдете дали пречистващите материали на системата за пречистване на газ са ефективни (например дали молекулярното сито е загубило активността си или дезоксидаторът е отказал). Ако е необходимо, сменете ги. Накрая, проверете показването на различни параметри на системата за управление, за да се уверите, че кислородните и влагодетекторите са калибрирани точно.
По време на работа избягвайте енергични движения, за да предотвратите повреда на ръкавиците поради прекомерно разтягане. При прехвърляне на проби стриктно спазвайте процедурите за работа на трансферната камера, за да осигурите достатъчно вакуумиране и напомпване и да избегнете увреждане на вътрешната среда на кутията. При нагряване или генериране на летливи газове вътре в кутията, отворете изпускателния клапан, за да освободите налягането по подходящ начин, за да предотвратите прекомерно налягане вътре в кутията. Операторите трябва да носят подходящи предпазни средства, като лабораторни престилки и очила, за да избегнат директен контакт с потенциално опасни вещества вътре в кутията.
