新化學(xué)材料在危險化學(xué)品存放上的研究

張華

摘 要：危險化學(xué)品的運(yùn)輸存放，在現(xiàn)代生活中是必不可少的被作為工業(yè)原料，而在運(yùn)輸和存放的過程中，容器的選擇是至關(guān)重要的。隨著材料學(xué)科的不斷進(jìn)步，我們的容器選擇也變得越來越多樣化。我們需要開闊視野，確立研究方向來找到合適的容器。筆者將結(jié)合自己的工作實(shí)驗(yàn)，來比較傳統(tǒng)材料和新型材料，為不同危險化學(xué)品，在存放過程中材料的選擇提出寶貴的建議。

關(guān)鍵詞：危險化學(xué)品；新型材料；存放注意

引言

在當(dāng)下，傳統(tǒng)的化學(xué)儀器，有些已不適宜存放危險化學(xué)品，以玻璃陶瓷為例，首先這些儀器容易摔碎，使得危險化學(xué)品泄漏。二來無論是使用磨口玻璃，還是用橡膠塞來封閉，都存在著一定的安全隱患，有些危險化學(xué)品還會與這些東西反應(yīng)，使得存放儀器難以打開或是破損。而對于傳統(tǒng)的塑料儀器，其強(qiáng)度和理化性質(zhì)不夠，難以應(yīng)對現(xiàn)如今的危險化學(xué)品，因此引進(jìn)新興的化學(xué)材料，在危險化學(xué)品的存放上是十分有意義的。

1.傳統(tǒng)材料介紹

如前文所言，傳統(tǒng)的危險容器包括，木制、金屬、塑料和紙制等。木制容器，多運(yùn)輸固體類危險化學(xué)品，這一類產(chǎn)品，不易對木質(zhì)腐蝕。而且木質(zhì)容器，強(qiáng)度大，剛性高。而且使用木質(zhì)容器加工簡便。但是這一類容器有以下幾個弊端，第一密封不嚴(yán)，木質(zhì)容器，極易因產(chǎn)生漏縫，使得運(yùn)輸材料的泄漏。另外，木制容器不能在露天使用，木質(zhì)容器具有很差的防水性，在運(yùn)輸干燥的強(qiáng)堿等物質(zhì)時，一旦與水接觸，就會產(chǎn)生安全隱患。最后，無論是從工藝，還是從資源保護(hù)的角度都應(yīng)該減少木質(zhì)材料的使用。

對于金屬材料，有兩種情況，在運(yùn)輸固體物質(zhì)時，作為封閉或半封閉的集裝箱形式。對于封閉的集裝箱，防水性能較好，對于未封閉的集裝箱，同樣需要注意防水問題。在運(yùn)輸氣體和液體時，金屬材料多以密封罐為主，觀其內(nèi)為常壓或高壓狀態(tài)。金屬材料有很好的耐腐蝕性，經(jīng)過處理后，可以運(yùn)輸活性較強(qiáng)的危險化學(xué)品。并且具有良好的，電子屏蔽功能。但是，金屬制品成本高，重量大，會增大運(yùn)輸成本。而且，金屬飾品體積大，不利于存放。塑料產(chǎn)品，傳統(tǒng)的塑料產(chǎn)品，為聚氯乙烯材料，用這種材料制成的運(yùn)輸設(shè)備，輕便，密封程度高主要用于危險液體的運(yùn)輸。但是傳統(tǒng)的塑料行業(yè)，材料技術(shù)不發(fā)達(dá)，使得作為材料的聚氯乙烯含量不純，容易與某些危險液體發(fā)生反應(yīng)。同時，聚氯乙烯材料較脆，硬度和延展性都不高。在運(yùn)輸大量貨物時，容易發(fā)生爆裂現(xiàn)象。而紙質(zhì)材料，只能運(yùn)輸固體，這種材料平常堆積方便，占地面積小，易于包裝。但是與木質(zhì)材料所類似，運(yùn)輸物體具有局限性，并且很難保證隔絕水源。基本上不能在潮濕和雨水情況下使用。

2.新型材料介紹

新型材料主要有三個方向，第一個方向是合金，這里的合金有多種種類。其中一個應(yīng)用比較廣的是鋼塑復(fù)合材料。這種材料兼具了鋼鐵的硬度，韌性以及塑料的輕便。比傳統(tǒng)的鋼鐵材料更耐腐蝕，可以用來運(yùn)輸液體，氣體等。另一種材料，是紙塑復(fù)合材料。這種材料多為袋狀，是在紙的兩端鍍上塑料膜，來提高紙的抗潮濕性和氣密性。從而可以使得這種材料可以運(yùn)輸液體和氣體。但是以上兩種方案都存在一定的弊端，對于鋼塑復(fù)合材料，這種材料成本高，難以制備。耐熱性較差，無法保證在長途運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定。對于紙塑復(fù)合材料，其缺點(diǎn)在于，材料太過單薄，容易被銳物刺穿。因此，現(xiàn)在的研究多偏向第三方面，新型高分子材料，以筆者所在公司為例。主要有兩個方向，一個是高純度的聚乙烯聚合材料，二是對材料表面進(jìn)行氟化處理。與聚氯乙烯所不同的是，聚乙烯材料對人無毒無害，基本上沒有化學(xué)活性，可以用來作為食品包裝。因此人類在接觸時沒有損害。其質(zhì)地緊密，化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良。可以用作新型的危險化學(xué)品儲存材料。而表面氟化處理，是指用氟原子對塑料表面進(jìn)行處理，讓氟原子與塑料表面形成一層穩(wěn)定的碳氟結(jié)構(gòu)。種結(jié)構(gòu)不僅能夠有效的提高塑料表面的粘粘性，更能夠讓塑料表面基本上不可滲透。類似于表面的三氧化二鋁所起到的保護(hù)作用。并且制備簡單，易于存放，結(jié)合新的表面能測試實(shí)驗(yàn)，能夠大批量的生產(chǎn)檢驗(yàn)。通過對這些材料的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)。這一類材料，提升運(yùn)輸危險化學(xué)品的主要原理，就是提升材料的表面強(qiáng)度。

3.存放容器結(jié)構(gòu)的重要性

在一方面發(fā)展運(yùn)輸材料的同時，我們也要注意到，存放容器的結(jié)構(gòu)是十分重要的。以傳統(tǒng)材料為例，使用錐形瓶，和磨口玻璃，都是為了便于存放和儀器密封。因此在使用新型材料時，在設(shè)計(jì)同放容器時，也要考慮到新型材料可能存在的弊端。以筆者所在的公司為例，在用新型聚乙烯材料作為容器時，要考慮到該材料的抗震性。也要考慮到，該溶液在傾倒時的安全性。這些設(shè)計(jì)考量主要體現(xiàn)在以下方面，在整體設(shè)計(jì)時，要控制容器的重心。在美觀的基礎(chǔ)上，合理的確定橫截面積與高度的比值。為了方便堆放，可以在設(shè)計(jì)時做到，使容器的底部和頂端能夠有凹槽互相咬合。從而使得容器在豎直堆放時不易傾倒。另外，在豎直方向上，保留切口使得容器在水平放置時，可以互相卡住，而不會滑動。在內(nèi)部，在瓶口處，可以設(shè)置截流閥，或者倒漏斗形的材質(zhì)。種材質(zhì)能夠有效的阻擋液體的快速流出，預(yù)防因?yàn)閮A斜過度而導(dǎo)致的液體大量流失。減少某些化學(xué)液體在快速流動過程中的蒸發(fā)。

4.其他注意事項(xiàng)

除去筆者所在公司的兩個研究方向以外，化學(xué)材料在化學(xué)危險品儲存方面有著其它的研究需要我們注意。例如，我們要研究耐腐蝕，耐韌性和耐高溫材料。來運(yùn)對長途運(yùn)輸中的日曬而產(chǎn)生的高溫。同時預(yù)防運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碰撞，而導(dǎo)致的材料破損，使內(nèi)部液體流出。這些方向都是未來研究的重點(diǎn)方向。同樣在使用新材料時，要考慮材料的活性，以前文所提到的氟化材料為例，根據(jù)不同的氟化方式，材料的氟化活性是有區(qū)別的，有的可以長達(dá)數(shù)年，而有的只能在較短時間內(nèi)維持抗性，因此一定要注意材料的使用年限。同時要保證材料的使用厚度，可以考慮多程度不同材料的運(yùn)輸。通過不同材料分層，提高不同材料泄露之間的容錯率，從而最大化的保障，危險化學(xué)材料運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｍ瑫r在存放過程中，切不可超量，任何抗?jié)B透能力都有其上限，在不適宜的溫度和壓強(qiáng)下，都會破壞存放容器的抗?jié)B透能力，從而使得危險化學(xué)品與空氣接觸，產(chǎn)生安全隱患。

5.結(jié)語

新興材料給危險化學(xué)品的存放提供了新的視野，新材料的運(yùn)用，有效的保障了危險化學(xué)品的儲存。在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們完全可以根據(jù)實(shí)際情況，依據(jù)所運(yùn)輸?shù)奈ｋU化學(xué)材料，來研究適宜的存放材料。

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