Запотевание закрытых защитных очков. Способы устранения
Сегодняшняя заметка только косвенно связана с вопросами дезинфекции, и может быть полезна всем, кто периодически, по долгу службы/учебы/хобби сталкивается с таким явлением как запотевание герметичных очков. Информация будет полезна тому, у кого нет возможности приобрести "незапотевающие очки" или antifog-жидкость в магазине для дайверов и т.п.
Причиной помутнения стекла или любой другой поверхности при ее запотевании является не конденсация влаги в принципе, а формирование микроскопических капелек, рассеивающих свет, за счет эффектов преломления и полного внутреннего отражения. Причиной формирования таких капелек являются гидрофильно-гидрофобные взаимодействия между полярной жидкостью (водой) и неполярной (гидрофобной) поверхностью (стеклом/пластиком).
Соответственно, основным способом предотвращения запотевания очков и других оптических устройств является либо гидрофобизация их поверхности, затрудняющая процесс конденсации влаги, либо же, наоборот, гидрофилизация поверхности, обеспечивающая поглощение мелких капель водяного конденсата и их слияние с образованием однородной прозрачной пленки. Для гидрофобизации поверхности ее обрабатывают специальными составами, содержащими малорастворимые в воде соединения - нефтепродукты, жиры, воски, кремний- или фторорганические соединения. Для гидрофилизации используют вещества, которые увеличивают смачиваемость оптических материалов, чаще всего различные ПАВ, или ВМС (полиакриламид).
В советское время для предотвращения запотевания стекол в противогазах применялись специальные карандаши ГЭЖЭ (в упаковке напоминающей женскую помаду) и пленки типа пленки НП, которые шли в очень удобных металлических коробочках. Правда эти аксессуары были довольно редки ибо постоянно терялись. Поэтому на занятиях по гражданской обороне (уже в раннее постсоветское время) школьников учили стекла от запотевания натирать кусочком хозяйственного мыла (гидроФИЛИзация), или парафином свечи (гидроФОБИзация), с обязательным последующим растиранием/размазыванием этих объектов по стеклу. Растирать нужно было до прозрачности.
Что же по этому поводу говорит техдокументация? Ниже подборка "рецептов":
- для защиты от запотевания иллюминаторов, подводных масок и т.п. рекомендовалось использовать т.н. "жидкость ПК-10". Жидкость эта состоит из этилового спирта, растворенного в нем смачивателя (=ПАВ) - ОП-7 и казеина.
- ПАВ - ТВИН 20 (Полисорбат) = 2 г/л, полиэтиленгликоль ПЭГ-1500 (противозапотевающий и антистатический агент) = 5 г/л, хлоргексидина биглюконат (консервант) = 0,02 г/л.
- поливиниловый спирт + оксиэтилцеллюлоза + хлоргексидин + вода
-нанесение на поверхность стекла смеси моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля (ОП-7) с уксусной кислотой в мольном соотношении 1:1, и термообработка при 85-90°С в течение 30-60 мин. Затем охлаждение на. воздухе и удаление с их поверхности избытка ПАВ.
- Состав содержащий, мас. %: 90% этиловый спирт - 25 Глицерин - 1,5-2,0 Поваренная соль - 1,0-2,0 Краситель метиленовый голубой - 0,005 Вода - Остальное
Что в итоге ?
В целом можно сказать, что примерный состав типичного antifog-а будет представлять из себе комбинацию ПАВ (например лауретсульфата натрия из шампуня/моющего средства)+растворитель. Содержание ПАВ ниже 0,05 мас.% уменьшает количество возможных циклов «запотевание-высыхание», а выше 5 мас.% приводит к нарушению оптических свойств поверхности. В качестве растворителя лучше всего использовать этанол или изопропиловый спирт (в любой концентрации, выше - лучше). И, по желанию, можно добавить глицерин, который при конденсации воды и формировании равномерного ее слоя на поверхности молекул ПАВа переходит в водный слой, растворяясь в нем и удерживая влагу (важно для герметичных очков). Глицерина не должно быть больше 10 мас.%, так как при высоких концентрациях ухудшаются оптические свойства поверхности.
#glass, #antifog, #protection, #condensation, #public_safety, #respiratory_hygiene
Сегодняшняя заметка только косвенно связана с вопросами дезинфекции, и может быть полезна всем, кто периодически, по долгу службы/учебы/хобби сталкивается с таким явлением как запотевание герметичных очков. Информация будет полезна тому, у кого нет возможности приобрести "незапотевающие очки" или antifog-жидкость в магазине для дайверов и т.п.
Причиной помутнения стекла или любой другой поверхности при ее запотевании является не конденсация влаги в принципе, а формирование микроскопических капелек, рассеивающих свет, за счет эффектов преломления и полного внутреннего отражения. Причиной формирования таких капелек являются гидрофильно-гидрофобные взаимодействия между полярной жидкостью (водой) и неполярной (гидрофобной) поверхностью (стеклом/пластиком).
Соответственно, основным способом предотвращения запотевания очков и других оптических устройств является либо гидрофобизация их поверхности, затрудняющая процесс конденсации влаги, либо же, наоборот, гидрофилизация поверхности, обеспечивающая поглощение мелких капель водяного конденсата и их слияние с образованием однородной прозрачной пленки. Для гидрофобизации поверхности ее обрабатывают специальными составами, содержащими малорастворимые в воде соединения - нефтепродукты, жиры, воски, кремний- или фторорганические соединения. Для гидрофилизации используют вещества, которые увеличивают смачиваемость оптических материалов, чаще всего различные ПАВ, или ВМС (полиакриламид).
В советское время для предотвращения запотевания стекол в противогазах применялись специальные карандаши ГЭЖЭ (в упаковке напоминающей женскую помаду) и пленки типа пленки НП, которые шли в очень удобных металлических коробочках. Правда эти аксессуары были довольно редки ибо постоянно терялись. Поэтому на занятиях по гражданской обороне (уже в раннее постсоветское время) школьников учили стекла от запотевания натирать кусочком хозяйственного мыла (гидроФИЛИзация), или парафином свечи (гидроФОБИзация), с обязательным последующим растиранием/размазыванием этих объектов по стеклу. Растирать нужно было до прозрачности.
Что же по этому поводу говорит техдокументация? Ниже подборка "рецептов":
- для защиты от запотевания иллюминаторов, подводных масок и т.п. рекомендовалось использовать т.н. "жидкость ПК-10". Жидкость эта состоит из этилового спирта, растворенного в нем смачивателя (=ПАВ) - ОП-7 и казеина.
- ПАВ - ТВИН 20 (Полисорбат) = 2 г/л, полиэтиленгликоль ПЭГ-1500 (противозапотевающий и антистатический агент) = 5 г/л, хлоргексидина биглюконат (консервант) = 0,02 г/л.
- поливиниловый спирт + оксиэтилцеллюлоза + хлоргексидин + вода
-нанесение на поверхность стекла смеси моноалкилфенилового эфира полиэтиленгликоля (ОП-7) с уксусной кислотой в мольном соотношении 1:1, и термообработка при 85-90°С в течение 30-60 мин. Затем охлаждение на. воздухе и удаление с их поверхности избытка ПАВ.
- Состав содержащий, мас. %: 90% этиловый спирт - 25 Глицерин - 1,5-2,0 Поваренная соль - 1,0-2,0 Краситель метиленовый голубой - 0,005 Вода - Остальное
Что в итоге ?
В целом можно сказать, что примерный состав типичного antifog-а будет представлять из себе комбинацию ПАВ (например лауретсульфата натрия из шампуня/моющего средства)+растворитель. Содержание ПАВ ниже 0,05 мас.% уменьшает количество возможных циклов «запотевание-высыхание», а выше 5 мас.% приводит к нарушению оптических свойств поверхности. В качестве растворителя лучше всего использовать этанол или изопропиловый спирт (в любой концентрации, выше - лучше). И, по желанию, можно добавить глицерин, который при конденсации воды и формировании равномерного ее слоя на поверхности молекул ПАВа переходит в водный слой, растворяясь в нем и удерживая влагу (важно для герметичных очков). Глицерина не должно быть больше 10 мас.%, так как при высоких концентрациях ухудшаются оптические свойства поверхности.
#glass, #antifog, #protection, #condensation, #public_safety, #respiratory_hygiene
