怎么选择正确的干燥剂导语:首先,什么是干燥剂? 干燥剂是化合物或剂或硅凝胶,用于吸收空气中的水分含量,促进低湿度环境。干燥剂通常用于材料和产品的...

首先,什么是干燥剂?

干燥剂是化合物或剂或硅凝胶,用于吸收空气中的水分含量,促进低湿度环境。干燥剂通常用于材料和产品的运输、储存或维护,用于保持从运动鞋到军用物品的一切干燥。

那么,我需要知道什么?

封闭容器或包装中有四个水污染源,干燥剂旨在消除:

    1. 水蒸气在包装内的空气;
    1. 包装内材料中所含的水分;
    1. 包装壁内或墙壁上的水分;和
    1. 由于渗透或泄漏,湿气进入包装

美国国防部 (DoD) 开发了解决水分饱和问题的规范,最常用的是 MIL-D-3464C 和 MIL-P-116。长期以来,DoD 规范一直是包装的唯一客观资源,在众多领域创造了统一的比较标准。不幸的是,这些规格未能处理更精确的变量,如产品环境、产品本身的包装以及最适合任何精炼需求的干燥剂类型。对于更特殊的情况,如电子设备或其他敏感的产品和部件,或者如果您不确定干燥剂的替代用途,最好咨询权威机构

我该从哪里开始?

确定产品完整性最大的条件;使用的容器的大小和类型以及实际情况(温度和相对湿度)。

了解环境:为了选择合适的干燥剂,了解产品装运和储存周围的条件非常重要;产品所暴露的极端温度和相对湿度以及此类暴露的平均持续时间。温度和相对湿度最有用的综合测量是露点。

露点是空气的水蒸气含量超过饱和和多余的水被挤出,形成露水或冷凝的温度。露点随空气中的水蒸气量而变化。它低与干燥的空气,高与潮湿的空气。例如,在 32°F (0°C) 下,空气可以容纳高达 4.84 g/m3的水蒸气;在 104°F (40°C) 下,空气可以容纳高达 50.7 g/m3的水蒸气(表 1)。有效的干燥剂会吸附空气中的水蒸气,将相对湿度降低到水无法冷凝的点。

了解包装:产品包装、装运和储存的容器对于确定需要多少特定的干燥剂以及以何种包装形式至关重要。根据容器壁结构的灵活性确定容器的大小。

如何选择?

首先比较不同干燥剂的属性和功能。

图 1 和图 2说明了五种常见干燥剂的吸附速率(水蒸气在容器内吸附的速度)和吸附能力(在各种相对湿度读数下吸附达到平衡的水蒸气量)。它们是:龙石粘土、硅胶、分子筛(合成沸石)、硫酸钙和氧化钙。

表 2显示了一些常见干燥剂的吸附倾向,包括温度升高时的有效性和极端水蒸气浓度。工程师可以参考这些表格来补充以下关于主要商用干燥剂的简要说明。

MIL-D-3464E 详细介绍了根据容器的大小和类型以及 MIL 规范中定义的干燥剂基本单位来确定所需袋装干燥剂数量的公认方法。干燥剂的装置定义为"干燥剂的量,在相对湿度为20%时至少吸附3克水蒸气,在77°F(25°C)时,在40%的相对湿度下至少吸附6克水。表 3提供了一个方便的参考,可帮助根据以下公式确定需要多少单位:

对于柔性容器:所需的干燥剂单位 = 1.6 x A (英尺2) 的 0.001 x A (在2中),其中 A = 2或英尺2中的屏障区域。

对于刚性容器:所需的干燥剂单位 = K x V,其中 K = 0.161 (加仑)或 0.0007 (在3)或 1.2 (英尺3) 和 V = 屏障内的体积(以加仑为单位,以3或英尺3为单位)。

计算:要确定所需的干燥剂量,

    1. 标识容器的类型。它是柔性屏障类型(箔或多袋),还是刚性类型(滚筒或桶)?
    1. 如果容器壁具有灵活性,则以英尺22计算表层面积;或容器的体积在加仑,英尺33,如果它是刚性的。
    1. 确定使用表 3(图表 1)用于柔性容器所需的单位数,对于刚性容器,(图 2)。
    1. 根据图 1 和图 2选择满足您需求的干燥剂类型。

在计算所需的干燥剂单位数量时,必须考虑催款(内部包装、缓冲、阻塞和支撑材料)。

一些常见的干燥剂:

SILICA GEL (SIO2 + H2O)

也许最常用的干燥剂,硅胶,是硅酸钠和硫酸制成的二氧化硅的一种非定形形式。其相互连接的孔隙形成广阔的表面积,通过吸附和毛细管冷凝吸引和保持水,使硅胶吸附约40%的重量在水中。在低于 77°F (25°C)(参见图 1 和图 2)的温度下,硅胶非常高效,但随着温度开始升高,硅胶将失去吸附能力,就像粘土(表 2)。硅胶的流行在很大程度上是由于其无腐蚀性和无毒性;一些等级已经获得美国政府批准用于食品和药品包装。

分子筛(合成硅酸盐,也称为氧化硅酸盐)

分子筛包含均匀的结晶孔和空吸附空腔网络,使其内部吸附表面积为700至800 m2。由于其均匀的结构,分子筛不会像硅胶或粘土那样容易地将水分转化为水包,因为温度上升。分子筛是合成的,而不是自然发生的,单位成本较高,但由于吸附能力极大,它往往是最佳价值。

氧化钙(曹)

氧化钙是钙化或再钙化的石灰,其水分吸附能力不小于重量的28.5%。氧化钙(也称为快石灰)的显著特征是,在相对湿度非常低时,它会吸附比其它材料多得多的水蒸气(表2)。在需要低临界相对湿度且存在高浓度水蒸气的地方,这是最有效的。氧化钙主要用于脱水食品的包装。

硫酸钙 (CaSO4)

硫酸钙(在商业上称为Drierite®)是一种廉价的替代品,可在适当的包装形式。硫酸钙是由石膏的受控脱水产生的,作为一种通用干燥剂,主要用于实验室使用。它在化学稳定性、无分解性、无毒性、无腐蚀性下,在暴露于较高的环境温度下时不会释放吸附水。

硫酸钙的低成本必须与其同样低的吸附能力进行权衡:它只吸附水中重量的10%(图2)。硫酸钙也有再生特性,往往限制其使用寿命。虽然可用,但通常不以包装形式出售。

别的东西?

封面库存:任何干燥剂效率的一个重要因素是袋材料(盖板库存)。盖子必须允许干燥剂在不损害产品的情况下完成其工作。这意味着保持可接受的吸附速率,并符合产品的除尘要求。

一种常见的盖材是一种纺结、高密度、聚乙烯材料,在商业上称为Tyvek®。Tyvek 由杜邦创建®类似于具有良好白色和特殊强度的蜡纸,可随湿度变化保持其尺寸和形状。Tyvek®不允许灰尘释放到容器中,耐染色、霉菌和霉菌生长,并且不会降低吸附率。然而,由于其特殊的特性,Tyvek®比传统的盖材材料更贵。

应当指出,一些干燥剂具有专门功能。例如,活性氧化铝(一种非常多孔的材料)对于干燥压缩气体非常有效。活性炭多年来被广泛用于气味和有毒气体的吸附剂,长期以来一直用于军用防毒面具。其他,从金属盐到磷化合物,具有无法单独解决的特定优势。有关具体问题的解答,请咨询供应商。

GNCE公司拥有整个干燥剂部门,致力于干燥剂及其功能。GNCE 还提供湿度分析服务,该服务会考虑各种变量,以便规定干燥剂组合,以便在高灵敏度设备的任何时间内保持目标湿度水平目标。如果您有任何疑问或疑虑,请拨打我们的电话或通过电子邮件联系我们的专家,我们将很乐意为您提供帮助。

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