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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。它是分子瞬時偶極間的作用力,即由于電子的移動,瞬時電子的位置不對稱于原子核,即正電荷的重心和負電荷的重心彼此不一致,從而產(chǎn)生瞬時偶極電子。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,每個分子都會變形并產(chǎn)生誘導偶極。結(jié)果,增加了分子的偶極距離,并且提供了取向力和誘導力。陽離子和陰離子之間也會發(fā)生感應(yīng)。
誘導力與極性分子偶極矩的平方成正比。誘導力與誘導分子的變形成正比。通常,分子中每個核的外電子殼越大(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分布,一端帶正電,一端帶負電,形成偶極電子。因此,當兩個極性分子相互接近時,由于它們的偶極電子具有相同或者相反時會產(chǎn)生同極相斥,異極相吸的情況發(fā)生,這時它們之間必然會發(fā)生相對旋的運動。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,由于對極相對較近,同極相距較遠,重力大于排斥力。當兩個分子相互靠近時,排斥力和引力在接近一定距離后達到相對平衡。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、誘導力和分散力,在極性分子與非極性分子之間存在誘導力和分散力,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)力與兩個因素有關(guān)。但對大多數(shù)分子來說,色散力是主要的。實驗結(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行清潔除塵工作有了一個正確的認識。那么這樣的粘塵膠輥優(yōu)勢在哪里呢?
其一:其實我們從傳統(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為其中的添加助劑溢出而導致的,溢出的助劑就會導致產(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,像手機玻璃蓋板、導光板、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到除塵清潔的效果并且膠輥本身不會對產(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重,美國統(tǒng)計,美國電子行業(yè)部門每年因靜電危害造成損失高達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%的危害是因為靜電放電(ESD)造成的。新型防靜電粘塵膠輥能夠避免因為靜電的原因而造成產(chǎn)品的不合格及安全事故等。
