A. 较简单的制糖方法
可以用红薯制糖!(特地再过来补充一句:你男朋友好幸福!)
而且原材料易得,且操作简单!
方法如下:
1.红薯制作饴糖
(1)工艺流程:原料选择-洗薯-制淀粉-糊化-糖化-加热浓缩-成品。
(2)工艺操作要点:①原料选择:应选择新鲜、无霉烂、无病虫害的红薯为原料。用于生产饴糖的红薯,所含淀粉转化糖的量对熬糖的产量来说是不受影响的。但如果红薯贮藏的时间过长,会使制成的饴糖颜色较深,使饴糖的成品质量下降。鲜薯最适宜加工饴糖。②洗薯:取红薯装入洗薯机中,装入量约为机容积的1/3,将该机的门扣扣好,即用力摇转洗薯机。)同时上面不断淋下清水。因红薯在机内互相冲击,薯皮上附着的泥沙被清水洗去。洗得愈净愈佳,如不洗净,则将来成品中有泥沙混入,影响质量。必须一直摇洗到红薯表皮大部分除去,即可停止摇洗,打开机门,将红薯取出。③制淀粉:将已洗 好的红薯放于石碾槽沟内或石磨上,加适量水可开始碾磨。碾子、磨子与红薯接触的部件,不得含有铁质,否则影响产品的色泽、气味和外观。把红薯碾磨成浆状:愈细愈好,如碾磨不细,将有一部分淀粉损失。取细竹或木棒捆一十字架,另取0.8米见方的稀白布,四端拴于十字架上,下接一盛水桶。将碾磨后的浆状物用瓢移人此布袋中,用人力摇动布袋,淀粉即随水穿过稀布面流入桶中,直至摇干为止。把浆全部摇完,再在残渣中加以适量桶中澄清的薯水,碾磨十次,务必使其完全成为浆状。这样才能把淀粉完全提出,以免造成损失。再如上法摇动过滤,所得滤液与上述滤液合并,残渣即可作为猪的饲料,或作酱油、甜酱等。将滤出的薯浆静置1小时左右,待上面液已澄清,即可倾出上清液,沉在桶底的白色浆即是淀粉,用布袋滤干水分,即为粗淀粉。一般每100千克红薯,可制得淀粉16-17千克。④糊化:取已滤干的红薯淀粉放人夹层锅中,按100千克生红薯制得的淀粉加入清水1.50千克左右,配成约10%的淀粉浆液。煮约半小时,同时不断搅拌夕至成糊状,淀粉已被煮熟,糊化即算终了。⑤大麦芽的制取:用大麦芽作为制作饴糖的糖化剂,需对大麦进行处理。先将大麦授于冷水中,水温约为23摄氏度,浸渍约1-2小时。如冬季水温较低,浸渍时间必须延长。用作原料的大麦必须清理杂物,并经浸渍后分离掉污水。麦粒浸渍不能太过,否则发芽力消失。麦粒浸渍含水以40%-45%为宜。经浸渍后,大麦送去发芽。发芽开始时由于呼吸,作用而使温度升高,可翻动散热。另外每天还要撒水2-3次。在室温25-30摄氏度时,4天可完成发芽,当芽长2厘米时即可使用。⑥糖化:将已糊化的淀粉冷却至 60-63摄氏度可加入麦芽汁,搅拌均匀:臼麦芽汁可用挤压机压扁麦芽而锅得。麦芽用量为鲜红薯原料的8%,压挤时必须使麦芽汁完全流出。糖化温度应保持在55-60摄氏度。淀粉在麦芽汁的作用下,逐渐糖化,变成麦芽糖和糊精,此时淀粉糊也逐渐变稀薄广糖化8小时,即取样用碘试液检查有无淀粉反应。加碘试液摇动后显蓝色、黑色或紫红色时,证明尚有淀粉未被糖化,故应保持温度继续糖化。如此每隔1小时取样检查一次,直到检查液呈现淡红色或近似碘试液的颜色时,即糖化完全,淀粉已变成麦芽糖或糊精。同时取半个试管的糖化液,在酒精灯上加热,煮沸1二-2分钟,注意观察,如试管内的混悬物逐渐聚成较大的絮状物,并能与液体分离,静置1-2分钟后试管上部的液体能够澄清,则证明糖化已达终点。达到这个程度的糖化时间一般需要重2-14小时。糖化达终点后,即可升温煮沸糖化液,既可将糖化酶制剂杀死,又可将混悬物凝聚;便于过滤操作。⑦加热浓缩:糖化过程结束后,用板框压滤机或布袋制得澄清的稀糖液,然后进行浓缩。浓缩一般采用加热蒸发水分酌方法浓缩,加热的初始温度可以高些,在加热过程中要不断进行充分搅拌。糖液逐渐蒸浓时,温度高了,易发生焦化而使颜色加深,影响质量。故糖液愈浓,加热温度愈应降低。在加热浓缩过程中,在液面上有一层沫;要不断将这些浮沫除去。这些浮沫为蛋白质等物,而且浮在糖液表面也会妨碍水分蒸发,易出现溢锅现象。全部浓缩过程所需时间取决于糖液的含水量、加热温度小当糖液浓度为40波美度时,即为饴糖成品。
(3)成品规格:①化学质量:成品含糖量(以还原糖计)应在50%以上。②物理外观指标:比重:在40摄氏度测定,比重为l38 (波美40度)为合格;色泽气味:应为独淡黄色的半透明浓稠液体,无不良气昧和异味,昧甜香。
2.红薯制作葡萄糖
(1)工艺流程:红薯淀粉-调和-糖化-中和-脱色-蒸发-结晶-分蜜轧糖-结晶精制啼-烘干碾粉-包装。
(2)工艺操作要点:①调和淀粉浆:取红薯淀粉25干克置于糖化锅中,然后取浓硫酸2.1千克缓缓加入2千克水中搅匀,再将此稀酸液倒入糖化锅中搅匀。另取沸水75千克迅速加入其中,搅成浆糊状。②糖化:将淀粉浆温度升至98摄氏度并保持-4小时,然后吸取少量糖化液,滴人碘液检验糖化终点。糖化结束后;停止加热,滤去残渣,滤液待下一步处理。③中和:在滤液中约加3.8千克碳酸钙,对其进行中和,边加边搅动(不宜加得过快,否则产生大量,泡沫乙易将糖液溢出,直至试纸试验中和至 ph值为5-6,然后将糖液再加热至85摄氏度,保持半小时,用布过滤,除去硫酸钙。④脱色:取上面已中和好的澄清滤液,加热至85摄氏度,然后按滤液重量加入0.3%的活性炭(活性炭称好后装入布袋扎紧,先放人糖液锅中煮至全部吸湿后才打开布袋,倾入糖液中),保持85摄氏度半小时,然后乘热过滤除去活性炭。起初流下来的带有微量活性炭,另器接滤,至滤清再用清洁之容器接存。未滤清的糖液,可重新过滤,把滤液又加热至85摄氏度,加滤液重量 0.3%的活性炭脱色,混匀后保持85摄氏度半小时,再用布过滤。⑤蒸发:蒸发过程即是糖液浓缩过程号将糖液的部分水分蒸去,至25摄氏度测定比重为1.3时,即可进行结晶。⑥结晶:按已蒸浓的糖,液重量加入0.5%-l.0%的葡萄糖晶种。在44摄氏度时加入(晶种须预先过筛,不得有小块),边加边搅动,至搅拌均匀。然后在30-35摄氏度下静止结晶,每天搅拌三次,开始结晶时即停止搅拌,结晶3天即可取出。⑦分蜜轧糖:将葡萄糖精粥放人布袋中,置木制压干机中进行分蜜。上好榨后保持2小时,取下干块;再压碎加入10%冷开水,搅匀,过细筛后再装入布袋中,置木制压榨机中压干(方法、时间同上)。然后取下打成碎块;置烘箱内,在 50摄氏度下进行烘干,即得粗制葡萄糖(可作食糖用)。⑧结晶精制:取粗制葡萄糖加水加温溶解,湿糖:冷开水1:2,保持75摄氏度至全部溶化,加入滤液重量0.3%的活性炭,置水锅上加热。待温度升至85摄氏度,保温半小时,进行过滤,滤液蒸浓,测定比重达1.34,不足时可继续蒸浓。再按照上述⑥的条件放置结晶,在上述⑦的条件下分蜜洗晶,压干烘干,打粉过筛歹即得药用口服葡萄糖。再取湿晶如上法进行重结晶二次,即可得注射葡萄糖(最后在分蜜时可加适量酒精洗晶体1-2次,但酒精必须预先经过澄明,除去铁锈异物)。⑨烘干碾粉:取已分去母液的结晶葡萄糖并碎成小块,分别装入预垫好的竹筛中,然后再甩厚布盖好,放在干燥架上。于50摄氏度以下进行干燥烘干后放石碾中进行粉碎,再通过40-50目筛即得。
3.红薯制果葡糖浆
果葡糖浆是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖晶,具有独特风味,是一种重要的甜味剂。因为它的组成主要是果糖和葡萄糖;故称为“果葡糖浆”。生产果葡糖浆不受地区和季节限制,设备比较简单,投资费用较低。
(1)工艺流程:红薯淀粉-调浆-糖化-中和-脱色-过滤-树脂处理-蒸发-异构化-脱色-树脂处理-蒸发-成品。
(2)工艺操作要点:①调浆:在调粉桶内先加部分水,在搅拌情况下加入红薯淀粉,投料完毕,继续加水使淀粉乳达到规定浓度(40%),然后加入盐酸调节至ph值为18。②糖化:调好的淀粉乳,用耐酸泵送水糖化罐;进料完毕打开蒸汽阀升压力至 2.8千克/平方厘米左右,保持该压力3-5分钟。取样;用20%碘液检查糖化终点。糖化液遇碘呈酱红色时即可放料中和。③中和糖化液转入中和桶进行中和,开始搅拌时加入定量废炭作助滤剂,逐步加入10%碳酸钠溶液中和,当ph为4.6-4.8时,打开出料阀,用泵将糖液送人过滤机广滤出的清糖液随即冷却至60摄氏度,冷却后糖液进行脱色。④脱色:清糖液放入脱色桶内,加入定量活性炭随加随拌,脱色搅拌时间不得少于5分钟,然后再送至过滤机,滤出清液盛放在贮桶内备用。⑤树脂交换:将第一次脱色滤清液送至离子交换滤床进行脱盐提纯及脱色。糖液通过,阳-阴-阳-阴四个树脂滤床后,在贮糖桶内调正ph值至3.8-4.2。⑥蒸发:树脂交换后,准确调好ph值的糖液,利用泵送至蒸发罐,保持真空度在500毫米汞柱以上。加热蒸汽压力不得超过1千克/平方厘米,当糖液浓度在42%-50%左右,即可出料。⑦异构化:将固相异构酶装填于竖立的保温反应柱内,反应温度控制在65摄氏度,精制的糖液由柱顶进料,流过酶柱,进行异构化反应,再从柱底出料,连续操作,也可由柱底进料,经过酶柱,从柱顶出料。因酶活力处于最佳ph值时,能充分发挥催化作用,反应速度快,时间短,糖分分解副反应发生的程度低,所得的异构糖液的颜色浅,容易精制,所以,异构化时糖液的ph值大小应由所用的异构酶的型号而决定。⑧二次脱色:异构化反应后,所得糖液含有色物质,并在贮存期间能产生颜色及灰分等杂质,所以,需二次脱色。将糖液送人脱色桶,加入定量新鲜活性炭,操作与第一次脱色相同。⑨二次树脂交换:经二次脱色的糖液需再进行一次树脂交换,方法同前。最后流出的糖液ph值较高,可用盐酸调节ph值至4.0-4.5。⑩蒸发浓缩;精制的糖液经真空蒸发罐浓缩到需要的浓度,即得果葡糖浆。由于葡萄糖易于结晶,为了防止糖浆在贮存期间出现结晶析出,不能让糖液蒸发到过高浓度,一般要求在70%-75%(干物质浓度)之间。
4.红薯制软糖
软糖是一种柔软和微存弹性的糖果,有透明的和半透明的。软糖的含水量较高;一般为10%-20%。绝大多数软糖都制成水果味型的,也有一部分制成奶味和清凉味型的,其外形随成型工艺不同分为长方形或不规则形。
(1)工艺流程:调淀粉乳-冲浆-熬糖-冷却-成型-包装。
(2)配料:淀粉12千克,淀粉糖浆40千克,白糖50千克、柠檬酸25克,香料0.25千克。
(3)工艺操作要点:①调淀粉乳:做软糖可用红薯淀粉和玉米淀粉各半。如果成品按50千克计算,可用混合淀粉6千克,过筛,加入重2.5千克白糖、12克柠檬酸和8千克水,搅拌均匀,慢火加热至60摄氏度,不要超过60摄氏度。②冲浆:用沸腾的清水约17千克冲人已调好的淀粉乳中,将淀粉乳冲熟成浆状,急速搅拌,搅至无疙瘩,将已经加热至沸、完全溶化和过滤的12.5千克白糖和20千克淀粉糖浆的棍合液,分三次加入已冲熟搅匀的浆糊中,边加边搅拌。第一次加入1/5,搅匀后第二次加入2/5,再搅匀后第三次全部加入,搅拌均匀后即可熬糖。在调淀粉乳和冲浆的过程中,要注意加水量。如水量过少,制品坚硬;如加水过多,熬糖费时较长,也浪费燃料,且使制品色深,因配方中使用淀粉糖浆,需把淀粉糖浆中的水分计算在内。③熬糖:将冲好、搅匀的糖浆放在火上熬糖,边熬边搅拌,约需1个多小时。出锅温度为115-120摄氏度;冬季可低些,夏季可高些。离火后加入香料搅拌均匀。④冷却:冷却的方法有两种:一是在铁板上铺一层淀粉,以防出锅后的糖坯粘在铁板上;另一种是在铁板上擦一些植物油作为润滑剂。⑤成型、包装:糖坯在铁板上冷却至软硬适中时,即可分块、压片,继续冷却至成型所要求的适宜软硬度时,可用切块机切块成型。一般可切成长方形或不规则形块,质量好的软糖可拉长12厘米以上。成型后,稍经冷却可用除粉机除去糖块表面粘附的淀粉粒,用糯米纸为内衬,外包商标纸,扭结紧密。
5.红薯制粉糖
(1)工艺流程:制麦芽-薯粉糊化-糖化-熬糖-加工成糖。
(2)工艺操作:①制麦芽:将大麦或小麦用水浸泡3-4小时后取出沥干,并在20-24摄氏度条件下发芽,5-7天后,待麦芽现青长到3厘米长即为鲜麦芽。将鲜麦芽干制,即为干麦芽。将鲜麦芽或干,麦芽兑水,用石磨或磨浆机磨成麦芽浆,要随磨随用,磨得越细越好。②薯粉糊化:按干红薯淀粉10千克加冷水15千克的比例调化,湿红薯淀粉加水量要适当减少,再加入1千克鲜麦芽或0.75千克干麦芽调成薯粉麦芽乳,倒入45千克沸水中搅匀,并加热煮开,一定要煮熟透。麦芽不易过多或过少,多者颜色发黄,少者熬不成糖。③糖化:将煮熟后的薯粉麦芽乳退火降温至50摄氏度左右,再加入1千克鲜麦芽或0.75千克干麦芽,让乳液在锅中充分糖化。一般2小时后;糖渣就会全部沉淀,上面现一层清水。此时再烧火煮开,用布过滤。滤出液即为糖液,糖渣可作饲料。④熬糖:将糖液盛人锅内,烧大火煎熬,使水分蒸发,中途不得停火,经4-6小时后,糖液即成浓稠状,取少许滴人冷水中,冷却后一敲即成碎块时,熄火取糖。不要熬过,否则会炭化,味变苦。1千克干红薯淀粉可熬糖0.8-0.9千克。⑤加工成糖:红薯糖可加工成块糖、豆丝糖和米花糖。块糖:从锅中取出来的糖冷至35摄氏度时,加少许熟芝麻和橘子皮粉拌匀,拉成条,一端放在洁净的木桩上,另一端用圆棒穿起,双手来回扯动,直到颜色由黄变白为止,就成为块糖;豆丝糖:将冷至35摄氏度的糖,粘上熟豆粉,并加倍挽圈拉扯,由细条拉成细丝时,就成为豆丝糖;米花糖:先在锅中放50克食用油煎熟,取3千克糖加温火溶化,加入3千克炒米花,再撒一点熟芝麻和橘子皮。待全部拌匀后,从锅内趁热取出放在干净的木板上,再用另一木板加压成长条形,压得愈紧愈好,并立即用锋利快刀块成小块,即为米花糖。
B. 钐-钕法同位素年龄分析流程
方法提要
氢氟酸+高氯酸溶样。化学分离分两步进行,首先在阳离子树脂交换柱上分离总稀土元素,然后采用离子交换法或萃取色层法从总稀土元素中分出钕、钐。热电离质谱计(TIMS)上测出试样的143Nd/144Nd比值,同位素稀释法测定钐、钕含量(目的是测147Sm/144Nd比值),最小二乘拟合计算等时线年龄,同时给出钕同位素初始比值,或仅计算单个试样的钕模式年龄。高精度的同位素分析和测定等时线年龄时合理选择试样,是测定工作成败的关键。
本方法对测定精度要求,147Sm/144Nd比值相对误差0.5%~1%,143Nd/144Nd比值相对误差1×10-5~3×10-5,等时线年龄在100~1000Ma内,95%置信度,相对误差小于2%~5%。
仪器装置和器皿
热电离质谱计MAT260、MAT261、MAT262、VG354、TRITON等相当类型。
点焊机质谱计的配套设备。
质谱计灯丝预热装置质谱计的配套设备。
聚四氟乙烯烧杯10mL与30mL。
氟塑料(F46)试剂瓶500mL、1000mL与2000mL。
聚乙烯塑料洗瓶250mL、500mL、1000mL。
氟塑料(F46)滴瓶30mL。
氟塑料(F46)烧杯30mL、50mL与250mL。
氟塑料(F46)对口双瓶亚沸蒸馏器1000mL。
石英试剂瓶2000mL。
石英亚沸蒸馏器。
石英减压亚沸蒸馏器。
石英交换柱内 径6mm,高300mm,上部接内径20mm高110mm敞口容器,尾端内嵌石英筛板,要求上面的树脂不泄漏,溶液滴速适当,树脂床直径6mm,高100mm,13或16支为一组,用于总稀土元素分离。
石英交换柱 内径2mm,高350mm,上部接内径16mm高50mm小口容器,尾端内嵌氟塑料筛板,要求上面的树脂不泄漏,溶液滴速适当,树脂床直径2mm,高300mm,13或16支为一组,用于α-HIBA离子交换分离。
石英交换柱 内径8mm,高180mm,上部接内径20mm高60mm敞口容器,尾端内嵌石英筛板,要求上面的树脂不泄漏,溶液滴速适当,树脂床直径8mm,高100mm,13或16支为一组,用于萃取色层法钕、钐分离。
石英交换柱 内径30mm,高400mm,上接敞口容器,下端塞聚四氟乙烯纤维,用于阳离子树脂的预处理。
氟塑料(PFA)密封溶样器 15mL。
高压釜 包括30mL聚四氟乙烯闷罐、热缩套、不锈钢外套。
石英滴管。
石英量筒(杯)10mL、50mL。
硬脂玻璃量筒1000mL。
三角玻璃瓶250mL。
玻璃烧杯3000mL。
水纯化系统。
分析天平感量0.00001mg。
酸度计测量精度pH±0.02。
磁力搅拌机。
电热板(温度可控)。
超声波清洗器。
不锈钢恒温烘箱<300℃。
高速离心机。
聚乙烯或石英离心管。
干燥器。
微量取样器10μL与50μL。
器皿清洗
所有使用的氟塑料与石英器皿,用(1+1)优级纯盐酸和优级纯硝酸先后在电炉上于亚沸状态下各煮2h,去离子水冲洗后又用去离子水煮沸1h,再用超纯水一只只冲洗,超净工作柜中电热板上烤干。第一次使用的新器皿在用酸煮沸前,需先用洗涤剂擦洗。
试剂与材料
去离子水二次蒸馏水再经Milli-Q水纯化系统纯化。
超纯水去离子水经石英蒸馏器蒸馏。
超纯盐酸用(1+1)优级纯盐酸经石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化,实际浓度用氢氧化钠标准溶液标定。进一步用超纯水配制为需求浓度。
超纯硝酸用(1+1)优级纯硝酸经石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化,实际浓度用氢氧化钠标准溶液标定。进一步用超纯水配制为需求浓度。
超纯氢氟酸用优级纯氢氟酸经对口氟塑料(F46)双瓶亚沸蒸馏器制备。
超纯高氯酸用优级纯高氯酸经石英蒸馏器减压亚沸蒸馏制备。
丙酮优级纯。
无水乙醇分析纯。
超纯氢氧化铵用高纯氢氧化铵在密封干燥器中平衡法制备。
200~400目AG50×8或Dowex50×8强酸性阳离子交换树脂,或其他性能相似、性能更好的树脂。
α-羟基异丁酸(α-HIBA)分析纯。
二-2-乙基己基正膦酸(HDEHP,P204)分析纯。
P204(HDEHP)萃淋树脂。
P507(HEHEHP)萃淋树脂。
聚四氟乙烯粉末。
200~400目AG1×8或Dowex1×8强碱性阴离子交换树脂。
铀试剂Ⅲ(偶氮胂Ⅲ)溶液(wB=0.08%)用分析纯固体铀试剂Ⅲ与超纯水配制。
145Nd或146Nd稀释剂富集145Nd或146Nd同位素的固体氧化钕(Nd2O3)。
149Sm或147Sm稀释剂富集149Sm或147Sm同位素的固体氧化钐(Sm2O3)。
145Nd(或146Nd)+149Sm(或147Sm)混合稀释剂溶液溶液配制与浓度标定见附录86.3A。
普通氧化钕(Nd2O3)光谱纯基准物质,保存在干燥器中。
普通氧化钐(Sm2O3)光谱纯,基准物质,保存在干燥器中。
GBW04419全岩,钐-钕法国家一级标准物质。
实验室专用薄膜(Parafilm)。
超纯硝酸c(HNO3)=3.5mol/L用高浓度超纯硝酸和超纯水配制。
铼带规格18mm×0.03mm×0.8mm
试样分解
操作程序分两种情况:①钐、钕含量的稀释法测定(ID)和钕同位素组成(IC)测定,分别称样、溶样。②一次称样、溶样,但是在试样完全分解后将溶液分成ID和IC两个分样。前者适用于均匀性好的试样,后者多用于均匀性差的试样。
1)当分别溶样时,ID测定是在PFA密封溶样器中称取0.05g(精确至0.00001g)粉末样,按最佳稀释度要求加0.1~0.15g145Nd+149Sm混合稀释剂溶液(精确至0.00001g),轻微晃动使试样充分散开,加5mL左右超纯氢氟酸和几滴超纯高氯酸;IC测定是在PFA密封溶样器中称取0.1~0.2g粉末样,加5~8mL超纯氢氟酸和几滴超纯高氯酸,在大量酸加入前先加入少量,同样轻微地晃动使试样充分散开。紧密盖上溶样器盖子,置于电热板上于150℃温度下加热分解,在加热过程中也需要经常轻微摇动溶样器,加速试样分解。当试样完全分解后打开盖子蒸干溶液,升高电热板温度(180℃左右)赶尽多余氢氟酸和高氯酸,用2mL6mol/L超纯盐酸淋洗溶样器内壁,蒸干,再用5mL2.5mol/L超纯盐酸溶解干涸物,此时溶液很清亮,准备上柱。如果溶液出现浑浊或残渣需进行离心分离,取上部清液上柱。
2)当ID、IC测定采用一次溶样时,先称取0.2g(精确至0.00001g)粉末样,以后的试样分解过程与前面程序相同。在试样完全分解、被处理成5mL左右的清液后,在天平上大致按1∶2的比例将溶液分成ID和IC两个分样,分别称量(精确至0.00001g),再在ID分样中大约加入0.1g~0.15g145Nd+149Sm混合稀释剂溶液(精确至0.00001g),轻微晃动放置过夜,准备上柱(IC分样不加稀释剂)。
根据岩石化学特征,当预计试样中的稀土元素含量较高时(如碱性岩)可以酌情减少试样量。超镁铁质岩的稀土元素含量一般很低,特别是地幔橄榄岩,钐、钕含量常常在10-7~10-8级。对于这一类试样的溶样问题推荐以下程序:采用30mL高压釜将试样称量增大至2~4g,氢氟酸+高氯酸溶样,蒸干,1mol/L盐酸溶解干涸物,加氢氧化铵使稀土元素与氢氧化铁共沉淀,离心分离除去溶液留下沉淀物,2.5mol/LHCl溶解沉淀物,溶液待上柱。这一程序可以在离子交换分离之前将试样溶液的体积减小1/10,而钐、钕含量增加了10~20倍(达到10-6级),同时本底没有明显增加。
Sm-Nd化学分离
钐、钕化学分离分两步进行,第一步分离总稀土元素,第二步分离钐和钕。
1)总稀土元素分离。
a.阳离子树脂交换柱准备。首次使用的200~400目AG50×8或Dowex50×8阳离子树脂盛于石英烧杯中(约200g),无水乙醇浸泡24h,倾出乙醇晾干后用去离子水漂洗,再用(1+1)优级纯盐酸浸泡24h,转入30mm×400mm大型专用石英柱中,继续用(1+1)优级纯盐酸淋洗直至无铁离子[硫氰化铵(NH4CNS)检验,洗出液不再显红色],最后用超纯水淋洗,转入用于总稀土元素分离的(6mm×300mm)石英柱中,树脂床高100mm,直径6mm,待水淋干后依次加30mL6mol/L超纯盐酸淋洗,10mL2.5mol/L超纯盐酸平衡,待用。以后继续使用时,依次用30mL超纯水分多次淋洗交换柱内壁,30mL6mol/L超纯盐酸回洗,10mL2.5mol/L超纯HCl平衡。
b.上柱分离。将分解完全的试样溶液倒入备好的阳离子树脂交换柱中,待溶液漏完先用5mL2.5mol/L超纯盐酸分多次淋洗管壁,然后加40mL2.5mol/L超纯盐酸淋洗钾、钠、钙、镁、铁、铝等干扰元素,最后用15mL6mol/L超纯盐酸洗脱总稀土元素,下用30mL聚四氟乙烯烧杯接收,电热板上蒸干,待下步分离。
2)Sm-Nd分离。从总稀土元素中分离钕和钐有离子交换法和萃取色层法等多种方法。
a.α-HIBA离子交换法。本方法是个较老的方法,采用铵化阳离子树脂,淋洗液为pH值~4.6、浓度为0.23mol/L左右的α-羟基异丁酸(α-HIBA)。
a)阳离子树脂柱准备。选择200目~400目AG50×8阳离子树脂(约300g)于石英烧杯中(Dowex50×8树脂在粒度均匀性与纯度方面较AG50×8为差,如经过筛选也可用,两者交换性能一样),无水乙醇和(1+1)优级纯盐酸依次各浸泡24h,转入大型专用石英柱中(同上),继续用(1+1)优级纯盐酸淋洗,直至洗尽铁离子[硫氰化铵(NH4CNS)检验,洗出液不再显红色],超纯水淋洗至中性,完全除去Cl-离子[硝酸银(AgNO3)检测,洗出液不再呈现乳白色浑浊物],加稀的超纯氢氧化铵淋洗,至洗出液呈碱性(pH试纸检验),表明阳离子树脂全部铵化。转入500mL试剂瓶,保存在0.23mol/LpH=4.6左右的α-羟基异丁酸溶液中,供长期使用。
b)α-羟基异丁酸溶液配制与pH值调节。称取70g固体分析纯α-羟基异丁酸于250mL氟塑料烧杯中,加少量超纯水微热溶解,转入3000mL石英试剂瓶中,超纯水稀释至刻度(3000mL),充分摇匀。此时α-HIBA的量浓度为0.23mol/L,pH值~2.6,通过加超纯氢氧化铵,酸度计测量,将溶液酸度调节到pH值~4.6。由于平衡氢氧化铵的浓度难以控制,需要分多次加入,每加一次摇匀后测一次pH值,注意掌握pH递增规律,最后是逐滴加入,必要时将氢氧化铵稀释。每次测量pH值是将溶液倒在10mL小烧杯中,测量过的溶液弃去,不再回到大瓶中。将酸度调节好的α-HIBA溶液密封保存,供长期使用。
c)上柱分离。实验证明在采用本方法时,树脂粒度、均匀性以及α-HIBA溶液的浓度、pH值等条件变化对钐、钕洗出峰位置的影响十分明显,而每次处理树脂和配制α-羟基异丁酸溶液都不可能完全重复,因此当每处理一次树脂和配制一次α-HIBA溶液后,都需要用标准溶液做一次分离实验,用ICP或铀试剂Ⅲ法检测,得出修正后的新淋洗曲线。这种离子交换分离又分加压和自然流速两种,前者的稳定性优于后者。
下面以一个有效流程示例。用滴管从大瓶中吸入少量经过预处理的AG50×8树脂加到2mm×350mm石英柱中,以自然沉降或加压方式至树脂床高320mm,直径2mm,此时应注意树脂柱结构的均匀性,不能有分层和气泡。加5mL0.23mol/LpH4.6的α-HIBA溶液平衡,流干。用几滴α-HIBA将经过第一次分离的试样(仅有总稀土元素)溶解,用微量移液管逐滴上柱,流干,再加10mL0.23mol/LpH4.6的α-HIBA,通过光谱纯氮气加压,控制滴速在1滴/55s±5s左右,液滴计数器计数。对于ID试样,0~44滴弃去,45~56滴收集钐,57~150滴弃去,151~175滴收集钕;对于IC试样,0~150滴弃去,151~175滴收集钕。收集液蒸干后不再进一步处理(破坏HIBA),直接进行质谱分析。有的实验室在收集液蒸干后还要加几滴高氯酸分解α-HIBA,或再经一次阳离子树脂分离除去α-HIBA。
经ICP检测该流程钐-钕分离度(Rs)达到5.00。
b.萃取色层分离。由于使用材料不同,本方法又分HDEHP+聚四氟乙烯粉末、P204萃淋树脂和P507萃淋树脂三种。HDEHP(P204)是二-2-乙基己基正膦酸,HEHEHP(P507)是2-乙基己基膦酸单2-乙基己基脂,都是稀土元素萃取剂。
a)HDEHP+聚四氟乙烯粉末。
(a)色层柱准备。将萃取剂HDEHP、聚四氟乙烯粉末、分析纯丙酮按1∶10∶100比例置于500mL聚四氟乙烯烧杯中,用磁力搅拌器高速搅拌至丙酮近干,使HDEHP紧密附着在聚四氟乙烯粉末表面,加少量0.20mol/L超纯盐酸调成稀糊状,转入6mm×180mm石英柱中自然沉降、压实,取色层柱高100mm,直径8mm,上覆一层厚10mm的AG1×8树脂帮助压实聚四氟乙烯粉末,30mL6mol/L超纯盐酸淋洗消除本底,超纯水淋洗至中性(pH试纸检验),5mL0.20mol/L超纯盐酸平衡,待用。
(b)上柱分离。用1mL0.20mol/L超纯盐酸将经过第一次分离的试样(仅有总稀土元素)溶解,倒入色层柱,再用1mL0.20mol/L超纯盐酸涮洗烧杯后倒入。加8mL0.20mol/L超纯盐酸淋洗铈,洗出液弃去,流干后加10mL0.20mol/L超纯盐酸洗脱钕,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。对于IC试样分离程序到此结束,ID试样需要继续加10mL0.20mol/L超纯盐酸淋洗,洗出液弃去,5mL2.5mol/L超纯盐酸洗脱钐,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。收集液在电热板上缓慢蒸干,待质谱分析。
(c)色层柱再生。在分离程序全部完成后用30mL6.0mol/L超纯盐酸分2次加入淋洗,再用超纯水淋洗至中性。不用时将整个柱子浸在水中,防止色层柱因失水而断裂。
b)P204萃淋树脂。采用P204萃淋树脂分离稀土元素是近30年发展起来的技术,萃淋树脂实际上是一种含液态萃取剂的树脂,而P204萃淋树脂是稀土元素萃取剂HDEHP(P204)与阳离子树脂的聚合,基于悬浮聚合原理用特殊方法制成。
(a)树脂柱准备。取20g左右120~200目P204萃淋树脂于6.0mol/L优级纯盐酸中浸泡24h,以稀糊状倒入8mm×180mm石英柱中,缓慢沉降至树脂床高100mm,直径8mm,上面覆盖一层10mm厚AG1×8树脂帮助压实树脂床(此时应注意树脂床中不能有气泡,树脂粒度应该均匀),30mL6.0mol/L超纯盐酸淋洗,超纯水洗至中性(pH试纸检验),5mL0.36mol/L超纯盐酸平衡,待用。
(b)上柱分离。用1mL0.1mol/L超纯盐酸将经过第一次分离的试样(仅有总稀土元素)溶解,倒入树脂柱,再用3mL0.1mol/L超纯盐酸分2次涮洗烧杯后倒入。加7mL0.36mol/L超纯盐酸淋洗铈,洗出液弃去,加10mL0.36mol/L超纯盐酸洗脱钕,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。对于IC试样分离程序到此结束,ID试样需要继续加10mL0.36mol/L超纯盐酸淋洗,洗出液弃去,5mL2.5mol/L超纯盐酸洗脱钐,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。收集液在电热板上缓慢蒸干,待质谱分析。
(c)树脂柱再生。在分离程序全部完成后用30mL6.0mol/L超纯盐酸分2次加入淋洗,再用超纯水淋洗至中性。不用时将整个柱子浸在水中,防止树脂柱因失水而断裂。
c)P507萃淋树脂。P507萃淋树脂与P204萃淋树脂属同一类型。
(a)树脂柱准备。取20g左右120目~200目P507萃淋树脂于6.0mol/L优级纯盐酸中浸泡24h,以稀糊状倒入6mm×300mm石英柱中,缓慢沉降至树脂床高200mm,直径6mm,上面覆盖一层10mm厚AG1×8树脂帮助压实树脂床(此时注意树脂床中不能有气泡,树脂粒度应该均匀),30mL6.0mol/L超纯盐酸分2次淋洗,超纯水洗至中性(pH试纸检验),10mL0.10mol/L超纯盐酸平衡,待用。
(b)上柱分离。用1mL0.10mol/L超纯盐酸将经过第一次分离的试样(仅有总稀土元素)溶解,倒入树脂柱,再用1mL0.10mol/L超纯盐酸涮洗烧杯后倒入。加10mL0.10mol/L超纯盐酸淋洗铈,洗出液弃去,加10mL0.10mol/L超纯盐酸洗脱钕,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。对于IC试样分离程序到此结束,ID试样需要继续加20mL0.10mol/L超纯盐酸淋洗,洗出液弃去,5mL2.5mol/L超纯盐酸洗脱钐,收集于10mL聚四氟乙烯烧杯中。收集液在电热板上缓慢蒸干,待质谱分析。
(c)树脂柱再生。在分离程序全部完成后用50mL6.0mol/L超纯盐酸分2次加入淋洗,再用超纯水淋洗至中性。不用时将整个柱子浸在水中,防止树脂柱因失水而断裂。
上述方法分离钐、钕都十分稳定而有效,但是α-HIBA离子交换法流程较复杂,HDEHP+聚四氟乙烯粉末法中萃取剂较容易脱落,P507萃淋树脂由于比重小装柱比较困难,因此目前用得较多的是P204萃淋树脂,该方法钐-钕分离度高,稳定性强,装好一次柱可以长时间使用而效果不变。由于树脂床内径、高度互有不同,不同时间、不同厂家和批次的萃淋树脂在性能上也会有差异,因此每当处理一次树脂装好一批柱子时都需做淋洗曲线,具体确定最佳分离条件。
Sm、Nd同位素分析
Sm、Nd同位素分析操作以双带源MAT261为例,其他型号质谱计类同。
1)装样。灯丝铼带预处理,将铼带用无水乙醇清洗,点焊机将铼带点焊在灯丝支架上,将已点好铼带的支架依次插在离子源转盘上,整体放进灯丝预热装置中,待真空抽至n×10-5Pa后,按预设程序给铼带通电,在4~6A电流和1800℃温度下,每组带预烧15min,以除去铼带上杂质。
将离子源转盘上已烧好的铼带初步整形,依次取下电离带。两小滴3.5mol/L超纯硝酸将试样溶解,用微量取样器将溶液逐滴加在蒸发带中央,给蒸发带通电流,强度1A左右,使试样缓慢蒸干,以后逐步加大电流至带上白烟散尽,进一步升温至铼带显暗红后迅速将电流调至零,转到加下一个样。当试样全部装好后按原位置插上电离带,进一步给铼带整形,要求蒸法带与电离带两者彼此平行靠近,但又绝不能碰到一起,两带间距离以0.7mm为宜。装上屏蔽罩,送入质谱计离子源中,抽真空。
2)Sm、Nd同位素分析。
a.未加稀释剂试样的143Nd/144Nd比值(IC)测定。测定对象为金属离子流Nd+。当离子源真空达到5×10-6Pa时打开分析室隔离阀,电离带与蒸发带通电流缓慢升温,注意在加大电流过程中试样排气和真空下降情况,避免真空下降过快。在真空达到2×10-6Pa以上,电离带电流在4~6A,蒸发带电流2.5A左右,灯丝温度达到1700℃~1800℃时,将测量系统处于手动状态,调出引导峰146Nd(或142Nd、145Nd),小心调节峰中心和带电流,使Nd+离子流强度达到n×10-11A(高压10kV,高阻1011Ω)并保持稳定。采用多接收器自动采集同位素比值143Nd/144Nd、145Nd/144Nd、146Nd/144Nd和147Sm/144Nd等数据,均取6位有效数字,其中147Sm/144Nd监测钐-钕分离情况,145Nd/144Nd监测测定值准确性,146Nd/144Nd用于质量分馏效应校正。每个试样至少采集10组(block)数据,每组数据由8~10次扫描组成,最后取143Nd/144Nd比值的加权平均值并给出标准偏差,必要时增加采集数据流程。
b.试样+稀释剂混合物的Sm、Nd同位素比值(ID)测定。分两种情况:
a)ID分样经过二次分离,此时钐、钕完全分开,它们的同位素比值是分别装样、分别测定的。系统抽真空、通带电流升温、调出引导峰使离子流强度达到最大等操作程序同未加稀释剂试样,仅仅在测钐同位素时离子源温度稍低。采用多接收器,当使用145Nd+149Sm混合稀释剂时,钕、钐分别采集143Nd/145Nd、146Nd/145Nd和147Sm/149Sm、154Sm/149Sm两组数据(根据多接收系统中法拉第杯的配置情况可以做相应调整,此外如果使用146Nd、147Sm等稀释剂取值也应做相应改变),均取6位有效数字。由于钐、钕都有多个同位素,因此应同时采集两组以上比值用于质量分馏效应校正,这样可以将浓度(147Sm/144Nd)的测定精度提高1~2个数量级。具体办法有多种:①与数据采集同步,根据现场测出的两组以上比值及时计算浓度,当两个结果在误差范围内一致时为最佳测定值。②联立方程法(见下节)。③迭代法,该方法适用于平行测定较多的情况。
b)ID分样仅进行一次总稀土元素分离,钐、钕未单独分开。通过一次装样、测定,同时完成钐、钕同位素分析。该方法利用了145Nd、146Nd和147Sm、149Sm分别是钕、钐的特型同位素,不存在同质异位素干扰的特性。系统抽真空、通带电流升温、调出引导峰使离子流强度达到最大等操作程序同未加稀释剂试样。采用多接收器采集146Nd/145Nd与147Sm/149Sm2组数据。该方法优点是节省工作量,缩短了流程,缺点是混合物的单个同位素比值不能进行质量分馏效应校正,此外杂质元素增多也影响离子流的发射和稳定性,总体上测定精度没有钐、钕经过二次分离的高。
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1、新房之中甲醛超标、异味严重,首先要做的就是开窗通风,在开窗的同时可以将衣柜和抽屉打开,让甲醛得到充足的释放,再通过空气对流的方式,将甲醛释放到室外,虽然这一步操作简单,但是也要注意天气的情况,此方法不适用于雨季和冬季。
E. 怎样根据水质硬度确定软化树脂装填量
先要已知离子交换器罐体(软化器)的容积,然后是离子交换树脂的装载高度,才专能得出树脂的装载体积属,最后将体积(立方米)换算成树脂的装填量(公斤)。你讲的所谓水质硬度是确定不了树脂装填量,只能说交换器(软化器)的进水硬度来确定,离子交换树脂的工作交换容量,也就是周期制水量...。一杰华粼
F. 标牌制作的常见标牌制作工艺
金属平晒标牌主要是运用感光晒牌的方式,将不同颜色溶入胶膜里面,使其通过显影的方法呈显在金属板上,从而达到具有说明意义的目的的一种金属标牌。
以下是几种经常接触到的金属平晒标牌具体的工艺流程及配方(平晒标牌的工艺流程):
平晒铝标牌:是采用感光制版的方法,将不同的颜料入胶膜里面,使其文字、图案呈现在金属板上,从而达到具有说明意义的金属铭牌。
1)下料:要求毛料尺寸一般要大于制版尺寸(5mm以上),板面平整光滑,无坑凹。
2)前处理:①抛光②拉丝③处理④氧化等几种方法。
3)水封闭:将处理好的板子,经去油、除膜后、迅速浸入水中不可和空气接触。
4)打胶:胶液的配置。胶:200-230克水:1000ml,沸水煮2小时使胶液充分溶解,使温度降至30-50℃时加入光敏剂(重酪酸铵)25-30克后将胶液均匀的涂布在金属板上,烘干待用。
5)晒版:可利用SB750型真空晒版式机进行感光晒版,灯60-90cm时间40-80秒取后,放在温水中显影1分钟放入色液中进行染色。
6)保光:经过充分染色的牌子,晾干后,用刷子或喷枪涂上保光漆(一般用眼睛牌烤漆或免烘烤保光漆)。
7)剪切成。
平晒标牌一般用于室内用品、小家电及非恶劣气候所影响的设备上。优点是制版工艺简单,速度快,交货及时,费次品率及低。缺点是经日晒雨淋,容易退色。不能做户外标识。 腐蚀金属标牌也叫蚀刻标牌。主要采用掩膜、蚀刻、后处理三步进行加工制作而成的凸字金属标牌或凹字金属标牌。
腐蚀金属标牌制作工艺:
1)下料:按图纸要求(版面尺寸)的大小,四周外加不低于5mm以上的毛边。剪板用720型脚踏式剪板机,要求表面平整,四周无毛利。
2)金属腐蚀标牌表面处理:
⑴机械式抛光:用2.2-4千瓦抛光机,对毛料进行机械抛光,布轮使用300-350电机转速一般2000-3000转/min。
⑵碱处理:用10-15%的氢氧化钠在65-85℃的水溶液中将金属板煮10-30秒,然后用清水洗净,浸入5%的重铭酸水溶液中。
⑶粉处理法:用平刷蘸老粉(双粉)将版子均匀的十字交叉法刷洗耳恭听,以直到除去污面,或去除氧皮的效果,然后用5%重铬酸钾水溶液中封闭。
⑷拉丝处理法:用机械或手工拉丝的方法,将金属板面进行拉丝处理,以达到金属表面再生效果。 金属丝印标牌是指采用树脂类油墨,在前期处理后的板面上进行丝网印刷,然后进行保光、覆膜等工序即可制成各种精美的彩色丝印金属标牌。
金属丝印标牌制作技术,是丝印技术应用的一个方面。各式各样的丝印标牌已广泛应用于电子工业和家用电器产品上,尤其是在各种标牌的表面采用了新装饰工艺之后,它以精致典雅的形式,多次多彩的装饰效果展现在人们面前,提高了商品的价值和竞争能力。在金属标牌制作生产过程中,起决定性作用是丝网印版及承印物前处理的工艺技术和印刷要点及丝印油墨的选择。 热转印金属标牌是将金属板材利用表面处理工艺生成的一种专用面板,再将你设计成的彩色图片用喷墨打印的方式打到转用纸上,通过加热反转到金属板上,制成的金属标牌。
热转印金属标牌的制作工艺:基纸的处理->印刷保护层->印刷图案层->印刷发光层->印刷覆盖层->印刷胶粘剂层->干燥->包装。
1)保护层。采用300目丝网印刷一遍透明热转印油墨(如果油墨黏度过大,可以采用稀释剂稀释到合适的黏度),将整个图案全部印刷透明油墨,主要是用来保护图案层,使图案具有耐磨、耐洗、耐化学药品性,而且起到定位图案作用。采用自然晾干或低温烘干即可。
2)图案层。图案层采用热转印彩色油墨印刷一遍即可,所用的丝网目数为300目,可以根据实际情况用稀释剂来调节黏度。印刷的次序主要依据是颜色由深到浅。注意定位准确,以免再印刷发光图案时偏位。采用自然晾干或低温烘干即可。
3)发光层。将发光材料与透明热转印油墨按1∶1配制成发光油墨,用稀释剂调节黏度。
采用100~200目丝网印刷,印刷的次数根据发光亮度来确定,发光亮度高,印刷次数多,发光亮度低,印刷次数少,一般印刷二遍即可满足要求。采用自然晾干或低温烘干即可。
4)覆盖层。由于采用了发光材料印刷图案,必须在图案后印刷白色反光层以增加个性化的效果。我们采用白色热转印油墨在整个图案上用涂有印刷保护层的网版印刷一遍覆盖层。采用自然晾干或低温烘干即可。
5)黏合剂层。最后用100~200目丝网印刷一遍热熔胶粘剂层,要保证覆盖整个图案。主要是用来粘接图案与布料。采用自然晾干或低温烘干即可。
6)标牌的包装。将干燥后的热转印标识用包装膜包装后平整放置。
当前的常规做法多多少和会用到油墨或其它化学试剂,对环境有一定有污染。随着科技的进步,会有更好的加工技术用于标牌的制作. 1、漆膜雕刻法:
是手工制版法的一种,较简单。可印制一般不太精致的单色图案和文字。
⑴喷制刻版漆膜纸:将描图纸用浆糊粘在平整的木版上,用排笔把橡胶水1份(体积比),汽油1份调好,均匀地涂在纸面上,干后喷涂软性清漆3—5次,每次喷涂后,在烘箱中用40度~50度烘干,漆膜厚度喷至5~6毫米为宜,漆膜应光亮、均匀、无气泡、无污点。
⑵雕刻图形:把漆膜纸贴在图形上,用刻刀、圆规刀、直尺按图形雕刻,轻轻地剔除漆膜。
⑶转贴:雕刻图形之后,便可以往事先做好的丝网框上转贴了。方法是把刻好的漆膜放在网框下面压紧,用棉花沾少许稀料在上面轻轻复擦,至漆膜与丝网粘牢为止。干燥数分钟后,把描图纸揭掉。如果纸未全掉,可用棉花沾水擦净。空白的部分用硝基漆涂一层,将丝网的网眼堵住。晾干后即可印刷。
2、碳素纸晒版法:
也是一种较简单的手工制版法。
⑴裁感光纸:感光纸是一种混合物较厚地涂上上氧人钡原纸上制成的碳素纸,按图形的大小裁好备用。
⑵敏化:在500毫和20克重铬酸铵配制的溶液中浸泡3-5分钟,取出碳素纸,把水分流干。
⑶曝光:把碳素纸平贴在清洁的玻璃上,胶膜向上,在上边覆盖阳图聚酯薄膜底版,用晒版机进行曝光,曝光时间8-12分钟。
⑷显影:曝光后在40~50度温水中浸泡数分钟,使胶膜和阳图版与氧化锌原纸自然脱离,用温水仔细显影至力形文字清晰为止。
⑸转贴:把制好的版放在预先绷好丝网的网框下面,在丝网上面覆盖几层报纸,压上玻璃板,以1-2公斤/平方厘米的重压,此时胶膜与丝网贴牢,取下重物和报纸,用电炉烘干胶膜,再取下原纸,胶膜图形即转到丝网上。仔细检查图形有无缺陷,合格后把图形周围的丝网上涂上一层硝基磁漆保护,把丝印印版装在印版台,以备印刷。此种制版法的适用范围与漆膜雕刻法相同。
3、感光制版法:丝印标牌所用的印牌精度要求较高,一般都采用先进的直接、间接、直间三种感光制版法。
A、直接制版法:
⑴岗框使用铝框,用不着绷网机动性绷网,气压在5-6公斤/平方厘米,使用缩醛胶粘网,绷松紧程度用张力测量,张力5-7公斤,下沉尺寸应小于2毫米。
⑵清洗丝网:用洗衣粉、洗洁精、乙醇等作为洁洗剂,清洗丝网的两面,并用清水冲净,经热风干燥后待用。目的是使网能与感光胶更好粘合。
⑶刮斗(涂布斗、涂布器):涂布感光胶的刮斗可以用不锈钢制成,也可用有机玻璃板制成刮板。其长度一般略小于是丝网框内径(把长度不同的几种刮斗配成一套备用)B。刮斗的边缘必须薄而不刃,光滑挺直,不允许有凹凸、毛刺、伤痕等缺陷,以心影响制版质量。涂布丝网感光胶时,每涂三次烘干一遍,需连续作3-4遍,直到胶膜达到需要的厚度为止,再进行曝光。
⑷干燥箱的温度,较为理想的是用可调温度的干燥箱。感光胶的干燥温度,一般控制在40度左右,烘烤时间过长或温度过高,都会影响感光层质量。
⑸安全灯光:工作室的照明光源,一般都采用橙色、黄色或红色光作为安全灯光,但从视觉来说,橙黄色光源舒服些。其亮度以能清楚地看见一切物件为宜。
⑹检验底版:在晒版之前必须对底版仔细检查,包括版面上尘土、底版黑度、线条断缺、砂孔缺陷等项及图象文字的正反是否符合要求。
B、间接制法:
⑴准备网框和感光膜:把绷好的网框(尼龙丝用220-260目的)用10%磷酸钠水溶液清洗,除去油污。
线网感光菲林膜是一种以聚烯醇胶为主体的感光胶,菲林膜是在0.12-0.06毫米透明塑料片基上把明胶为主体感光剂涂布,使用前接图形大小,每边宽出20毫米,用布把膜上的粉末污物擦除干净。
⑵曝光:把菲林膜与底版在晒版机内压紧,用碳精灯或氙灯进行曝光。网框与光源的距离为50-60厘米,曝光时间2-6分钟。
⑶显影:曝光后,将菲膜放在平板上,用温水浸润网膜1-2分钟,用水喷头喷淋,用水溶去非感光部分(图形部分)晒版、显影后的菲膜,直到图形清晰为止。
⑷贴菲林膜:把曝光显的菲林膜面贴在丝网上,人膜的背面用橡皮板或其它直板,轻轻刮贴,使膜与网接触牢固,马上放在烘箱内,在温度55±2度的条件下烘烤8-12分钟,干燥后,把网框固定在印版台上进行试印。
⑹去膜方法:在曝光、显影过程中,发现版不合格时,马上用温水可把胶膜刷掉重新制作。如果版已干燥或生产一段时间后再去膜时,可用工业次氯酸钠与水各一份,浸泡10-20分钟。或有5%氢氧化钠水溶液加温处理网版,可除去胶膜。
C、直间制版法:
直间法是直接法与间接法的混合制版法,它与间接法的不同点在于,间接法先在菲林膜上做在图象后再往丝网上转贴,而直间法是先将菲林膜转贴在丝网上后曝光制作图象。
处理
标牌的承印材料主要有铝、铜、不锈钢、铝的用量最多。另外还有塑料、涤纶、纸等。
铝制标牌是标牌品种中应用较为广泛的一种,具有美观、光亮、硬度高、耐磨性好、适用广、用量大等特点。用于机械、电子、仪器、仪表、家用电器、日用五金、钟表、日用化妆品包装等。
铝基材的前处理有多种方法,根据用途,主要有除油、喷砂、拉丝、抛光、氧脂。
1、除油:为使铝基材的表面具有一定的亲墨性,需将表面的油层及油污除去,可用棉纱蘸汽油擦试。也可用碱性溶液进行化学除油,如硫酸钠30-50克/升,磷酸钠40-60克/升,硅酸钠10-15克/升,在温度60-70度中浸2-5分钟即可除油。
2、喷砂:喷砂是为了提高油墨与金属材料的粘合力,通常使用专用喷砂机进行喷处理,如果0.5-1毫米厚的铝板,喷砂用砂粒直径为0.05-0.15毫米,也可用河砂,经筛过滤后使用。
3、拉丝:也称绞加工,是把在铝板表面用机械磨擦的方法加工出细腻的直线纹路。它是一种较新的表面装饰性处理工艺,可以克服铝材表面的划痕等缺陷。提高材料的使用率。拉丝有粗丝想方设法和细丝纹两种,一般用直径0.1毫米的不锈钢丝刷或百洁布带刷,也可用尼龙砂带加工。
4、抛光:是为了克服铝基材料表面缺陷,提高表面的光洁度。抛光分机械抛光和化学抛光。机械抛光是采用布轮抛光机,化学抛光多在酸性溶液中进行,如硫酸15%、硝酸10%,温度90-100度,时间为2-3分钟。
5、氧化:铝板抛光后的表面都有残存的抛光皂,应用板纱蘸汽油擦去,然后进行化学去油,再浸入硝酸溶液中(硝酸与水1∶1比例),10分钟后取出,再放入氧化槽中进行电化学氧化。氧化液配方:硝酸160-200克/毫升,温度10-20度,时间30分钟。
氧化好的铝板充分水洗晾干,表面形成了一层孔隙均匀的氧化层,即氧化膜,应避免脏物污染。氧化好的铝板最好当即印刷,如不能当即印刷,应用软纸隔垫包好或直接放在风干架上,存放时间不能超过一周。
铝板表面的氧化层能吸附染料、水分和其它盐类,所以在丝印时不用手或带有油污的东西接触表面。当油墨印到氧化层上时,油墨即向孔隙渗入。下道工序的加温是使油墨加速向孔隙渗入,直到把所有油墨覆盖的表面孔隙填充完为止。
印在表面的油墨很少扩散或不扩散,良好地保证文字、图案的精确和清晰。
6、封闭:其作用是将油墨牢牢地封在孔隙内,永不升溢或扩散。对未补油墨覆盖的部位来说,封闭的作用是填平氧化膜的也隙、使之不透水,加强表面的抗蚀性能。一般采用硫酸镍溶液进行封闭。配方:汉酸镍10-12毫升,温度80-90度,10-15分钟。封孔后再用手或其它带油的东西接触表面,用一般的清洁剂即可洗掉。 在现今的金属标牌或非金属标版丝印中,可以用的印刷油墨较多,但选择适合的油墨(涂料)并不易。标牌丝印常用的油墨有以下几种:
1、烘烤瓷漆:
是一种单液型配方,当受热时发生交联,存储性能较好。可存放6个月至一年。具有良好的光洁度,耐磨、耐化学和耐候性能,因而使用最普遍。醇酸、丙烯酸和聚酯具有这些特性。环氧树脂有断裂和粉化的倾向,一般不在户外使用,但它干燥快,有良好的耐化学腐蚀特性。醇酸瓷漆具有平衡的物理特性,如耐化学性和耐候性、可成形性、硬度和光泽,被最广泛地使用着。
2、空气干燥瓷漆:
常用醉酸制成,得用空气中的氧气,经过反应实现固化。醉酸瓷漆的性能由使用油的类型和数量而定。油干燥时间越长,瓷漆的干燥时间就长。当以干燥速度为条件时,干燥时间长的油漆一般都有良好的表面耐用性能。这些漆多用于室外金属标牌。
3、溶化挥发油墨:
只依靠溶剂挥发以实现干燥。涂层最终的性能根据配制成液体之前聚合物中所固有的物质性能定。此类聚合物中含有热塑性丙烯酸。以挥以性为主份的丝网印刷油墨通常会常受到溶解的损害。有一些不溶于汽油和酒精的丙烯酸,其中膜面可与接触,因而,以热塑性丙烯酸、乙烯和其它可溶的聚合物为主份的油墨大多用在塑料基材上。
4、双液型油墨:
常见的是环氧树脂或聚氨酯,尽管还有其它许多种。经常在材用的双液系统是节省能源的最明智的选择,其涂层质量高,但混合不方便。此外也要要根据产品的用途来选择,如果产品可能用在户外,而且还要注有某些柔性,那么选用以脂肪族烃为主体氨基甲酸乙酯油墨。双液型环氧树脂油墨与烘烤型瓷漆的使用性能相同,但成形性不够好。
5、油墨添加剂:
与其他油墨一样,金属用丝网印刷油墨也含有添加剂,这是生产时中进的少量化学剂,以改善墨膜的性能,有些能加速固化或引发固化,而另一些可使气泡破裂、墨质均匀,减少结膜可能性。生产厂家根据具体的配方交添加剂与油墨混合在一起,印刷者所需的是将油墨调稀至适合印刷的稠度。
印刷
丝网印刷的质量、墨层的厚薄与丝网粗细、油墨粘度、刮板的硬充、角度、制版方法都有密切关系。
1、丝版与定位:铝板材料用三点边定位。套色印刷时,先印浅色,再印深色。
2、印版与承印物的距离为1-2毫米,距离大小,与丝网的选择有关,尼龙丝网弹力好,伸缩性大,一般2-3毫米。
3、刮板用聚氨酯橡胶板,其硬度为70-75度,厚度为8-9毫米,印刷时的刮板角度70度为宜,刮板速度应以匀速直线运动。
4、贴切保护膜:印刷后的标牌,为了避免裁切和运输过程中造成创伤,表面要贴透明压敏胶保护膜,背面要贴双面胶纸。
5、裁切:用小型剪切床,成型可用孔定位或边定位冲压。 刻制标牌:一般是指用回转锯或垂直锯从胶板或铜板或其他板块上刻出文字或图案的手段。80年代中期,橡胶板材贴丙稀酸的板材(亚克力)是当时典型的材料。但如今已发展到了金属板、铜板、铝板等材料。为了表现出小文字的立体感,已应用到丙稀酸(亚克力)材料方面。虽然刻制的标牌没有具备本体发光或字体照明的这一点,但它可以独自表现出文字内容。
橡胶刻制标牌
铜板刻制标牌
丙稀酸性板材(亚克力)刻制标牌
A)主材料
刻制标牌的主材料有:橡胶板、铜板、木板,凡是可以用锯锯断的板材都可以作为刻制标牌的主材料。
——铝制板材
——AVS板
——橡胶板
——纯铜
——丙稀酸制板材 由树脂材料制作的发光标牌成本低,质量好,亮度强,成本低。可以制作立体多种颜色嵌套效果
与吸塑字亚克力字比较
⒈树脂标牌可以通体发光字、正面不发光侧面发光字
⒉不需要吸塑机、刻字机等大型设备,降低生产投资成本
⒊可调和任意颜色,并非固定几种颜色
⒋对生产场地要求不大,10平米也可
⒌传统吸塑亚克力制作多层颜色嵌套需要制作多套模具,成本倍增。树脂发光字多层颜色嵌套和普通单色发光标牌制作时间和制作成本是一样的。 蚀刻:蚀刻是不锈钢标牌制作的主要采用手法之一。
原理
在不锈钢板上面均匀的图上一层耐腐蚀的感光油墨,再在上面放上一张菲林底片,用紫外光进行曝光,之后菲林底片上的透明部分被紫外光穿过后会和感光油墨起化学反应,形成抗弱碱性的涂层,在菲林底片黑色部分的下面的感光油墨则不耐弱碱。除去菲林底片,把不锈钢板泡在弱碱性的碳酸钠溶液中,不耐弱碱部分的凃层就会与碳酸钠溶液起化学反应而脱落,这些地方的金属就裸露出来了,不锈钢板上就会呈现出图案。在它的反面贴上一层防腐保护膜,把它放入蚀刻机里,用三氯化铁溶液冲刷暴露着的不锈钢板表面,三氯化铁溶液中的三价铁离子会快速氧化、蚀刻这部分不锈钢板,我们用微距拍摄可以清晰地看到,局部的不锈钢板被蚀刻下去了。
工艺
(一) 表面保护
1、涂耐腐蚀的感光油墨
首先选择200目的丝网网版。丝网网版必须特干净,大小适中。把它牢牢固定在专业的手工网印平台架子上,把不锈钢板放在丝网网版的中心位置,让不锈钢板的边与对应的丝网网版内框保持6厘米左右的距离,太近和太远都不合适。放在恰当的位置后,用透明胶带粘在四周 ,粘的时候一定要仔细地用手边粘边压,这样才不会在透明胶带和网版之间留有气泡,让它们充分接触,在涂感光油墨时不会涂到不锈钢板外面。中间没粘透明胶带部分正好和不锈钢板的大小吻合,这样在涂耐腐蚀的感光油墨的时候,位置才会准确。全部粘好后,把表面再清理一下,以保持丝网网版纱面的清洁。
我们选择一块1厘米厚的垫板,把它放在丝网网版与网印平台架子面板的后面,它们之间的这个距离,这就是网距。一般最好是使丝网网版张力大,网距小.,这样刮印油墨后能及时弹起。
耐腐蚀的感光油墨在使用前,要调整稀稠度,在冬天,油墨很容易凝固。可以先把它放在烘箱里烘一会儿。烘箱的温度设置在88度,让它自动控制,5分钟后拿出来,充分搅拌,没有气泡,像这样了才能使用。
准备一把斜面有弹性、平整、无缺口,表面干净的橡胶刮板。
把适量的感光油墨,放在丝网网版的纱面上,形成一个条状,就可以用刮板开始刮了,刮的时候,用力要合适,速度也要恰到好处,刮1到2遍后,把丝网网版掀开,如果印在不锈钢板上的感光油墨厚薄非常均匀,就可以用手托在它的反面,把它拿出来,注意不要将涂有感光油墨的那面弄脏。
要说明的是, 经常会遇到这样的情况,刮2遍后,效果还是不好,那就要放弃了。否则油墨太厚也是不行的。
在30度左右的温水中,加入适量工业用弱碱性的碳酸钠,比例大约是20:1,搅拌均匀后放入感光油墨没有涂均匀的不锈钢板,涂层很快就会脱离不锈钢表面,再用干净的布把感光油墨彻底擦掉,然后用清水漂洗,用吹风机吹干,就可以重新再印了。
2、烘干
把涂好感光油墨的不锈钢板放在烘箱里,温度设置在88度,烘的时间为15到20分钟。烘干后,把吹风机调到冷风档,给不锈钢板降温,也可以让它自然降温。
(二)曝光
下面到kR-B1型单面真空曝光机上进行曝光。
先接通电源,控制面板上的电流表显示为8安-10安,将机器预热3分钟左右,即可正常工作。将菲林片与不锈钢板对齐并使两者充分接触,然后让不锈钢板在上面,菲林片在下面,平稳地放在单面真空曝光机工作台面上。
这个导气管是用来吸真空的,把它放在不锈钢板的一边上,它的作用是将盖板中间的橡皮与不锈钢板之间的空气吸走,使不锈钢板下平面压紧菲林片,这样可以保证曝光时的清晰度。
合上盖子,锁紧挂扣,按下真空按钮,机器就开始抽空真空。
把曝光时间设定在45秒,轻点一下快门按钮,此时,时间继电器开始计数,kR-B1型单面真空曝光机里面的紫外线光就会透过菲林片的透明部份对感光油墨进行着曝光。到了45秒后,快门自动关闭,曝光结束,时间继电器自动清零。
关闭真空按钮,打开锁紧的挂扣,等真空表基本归零才可以掀开盖板,取出不锈钢板和菲林。这就是曝光后的不锈钢板,用肉眼看上去,没有任何变化。
(需注意的是曝光工作完成后,一定要过5分钟,让曝光机内的灯管冷却后,再关闭总电源)
(三)显影
在30度左右的温水中,加入碳酸钠,按20:1比例配制溶液,搅拌均匀。把曝光好的不锈钢板放入弱碱性的碳酸钠溶液中,没有被曝光部分的油墨,因不耐弱碱就会起化学反应而脱落,用柔软干净的布,轻轻擦洗,图案就慢慢显现出来了。显影结束后,把不锈钢板上残留的碳酸钠冲洗干净,用吹风机吹干。
(四)修版
对于显影后的不锈钢板要认真进行检查,图案上涂层部分如有斑点或破损处,可以用牙签沾上感光油墨进行修补。如果修补不好,那只能退回前道工序全部返工。
(五)坚膜
把修好版的不锈钢板,放入烘箱里,把烘箱温度设置在88度,这样可以增加图案上涂层与不锈钢表面的结合力,并提高其表面的强度,这就叫坚膜。过10到15分钟,把它拿出,吹冷,也可以让它自然降温。
在坚好膜的不锈钢板反面贴上防腐保护膜,.使反面不会受到蚀刻,保证它的平整。
(六)蚀刻
接下去我们要在KR-J1精密摇摆蚀刻机里进行蚀刻。
1、配液
用作蚀刻剂的是三氯化铁溶液。它的波美浓度在蚀刻环节中非常重要,直接影响到蚀刻的速度。合适的波美浓度是38到40度之间。
测量浓度的方法是;将三氯化铁溶液倒在细长的量杯中,插入波美计,挨着液面的数值就是它的波美浓度。
如果波美浓度是42度,有些太浓,我们可以加水进行稀释,搅拌均匀后,取样重新进行测量。如果波美浓度太低,则可加入高浓度的三氯化铁溶液。波美浓度调配合适后,倒入蚀刻机的箱体内,把盖子盖好。
2、开机
蚀刻机使用的是380V电源。打开电源开关,电源指示灯亮。启动酸泵,让三氯化铁溶液在机器内循环,观察温度表最高不能超过50度。按下传送带开关,进行整机试运行。
3、试刻
这台精密摇摆蚀刻机传送带可以无级调速,冲刷时间的长短可以在这里进行调整。
蚀刻机运转正常后,先在入料口放一块试刻用的不锈钢板,传送带会把它缓慢的送入机器内部。按下蚀刻开关,机器内的喷嘴就开始喷出三氯化铁溶液,它的压力基本上是恒定的。三氯化铁溶液不断地冲刷不锈钢板的表面,溶液中的三价铁离子快速氧化不锈钢板,不锈钢板就被蚀刻下去了。
冲刷时间的长短就决定了蚀刻的深度。
提示:如果蚀刻太深,要提高传送带前进速度:如果蚀刻太浅,要降低传送带前进速。
大约3分钟后, 我们可在出料口拿到试刻的不锈钢板,用手试摸一下蚀刻的深浅程度,如果手指上感到有点高低的感觉,这时的深度在大概在0.1毫米,就可以开始正式蚀刻。
4、正式蚀刻
把坚好膜 并在反面贴上了防腐保护膜的那二块不锈钢板放在入料口的合适位置,按下蚀刻开关,蚀刻机就开始对不锈钢板进行蚀刻,3分钟后,我们就在出料口看到了的这两块不锈钢板,仔细检查一下,像这样就达到了我们要求的蚀刻效果。
5、褪膜
先把蚀刻好的不锈钢板放入清水中,用干净的布将三氯化铁溶液洗去。然后放入另一个盛有清水的容器中,摆动几下,将表面洗干净,再把不锈钢板反面贴的防腐保护膜撕掉,将这二块不锈钢板,放在盛有固体氢氧化钠的容器里,按1:10左右的比例加入七、八十度的热水,摆动容器,使氢氧化钠充分的溶解。我们可以看到,两块不锈钢板上残留的膜都会慢慢地全部退去。摆动到水温为二、三十度了,才可以拿干净的布将它们擦洗干净。再把不锈钢板放入盛有清水的桶中进行漂洗。
蚀刻好的标牌半成品就是这个样子。让它自然晾干就行了。