除了玻璃,塑料在实验室中也起到了重要作用。通常,实验室常用的塑料材质有以下几种:
PS 聚乙烯
聚乙烯具有玻璃一样的透明度,坚硬、脆度以及由于其非晶态的结构而具有的尺寸的稳定性。 PS 对于水相溶液具有良好的化学耐性,但对于溶剂的耐性有限。缺点是热稳定性差并容易由于压力而破裂。部分 塑料离心 管 就是这种材质的。
SAN 聚(苯乙烯 - 丙烯腈)
这是一种如玻璃般清澈的材料,并对压力致破损有良好的耐性。化学耐性稍好于 PS 。
PC 聚碳酸酯
这是线性羧酸聚酯的热塑性塑料,结合了金属、玻璃与塑料的许多性质。这种材料为透明并在 -130 至 +130 ℃之间具有良好的热学性质。注意: PC 会由于高压灭菌或者暴露于碱性去垢剂中而变脆弱。
PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯
坚固、玻璃般清澈(“有机玻璃”)。抗大气因素。在许多低于 90 ℃并且低化学耐性的应用中替代玻璃。 PMMA 具有出色的 UV 照射稳定性。
PA 聚酰胺
聚酰胺是重复酰胺链连接的线性多聚体。由于其出色的力学性质以及耐用度,聚酰胺常用于建筑材料以及表面包被材料。对有机溶剂具有出色耐性,但容易受到酸与氧化剂的攻击。
PVC 聚氯乙烯
PVC 主要是结晶热塑塑料,具有非常好的化学耐性。结合增塑剂可开展丰富的应用,从人造革到注射整形填充物。 PVC 有很好的化学耐性,尤其是对油类。
POM 聚甲醛
综合考虑硬度、坚固度、力学性质、耐用性、化学耐性尤其是光滑度 POM 可以说具有出色的性质。在许多领域它可以替代金属。 POM 可以承受高达 130 ℃的温度。
PUR 聚氨酯
聚氨酯是一种多功能塑料,因此在广泛的领域中使用。由 dialcojols 与 polyisocyanate 加据加成反应而成。工作温度可从 -30 到 +80 ℃。可短暂暴露于高达 135 ℃的温度,但时间过长会导致弹性的降低。
PE-LD 低密度聚乙烯
在高压下乙烯的聚合反应会导致链中产生一定数量的分支。使得分子结构没有 PE-HD 那样紧凑,柔韧性与化学耐性良好,但是对于有机溶剂的耐性不如 PEHD 。使用温度限于 80 ℃以下。
PE-HD 高密度聚乙烯
乙烯的聚合反应时由催化控制,则产生的分支非常少。所产生的结构非常坚固致密,这加强了化学耐性并使其能在最高 105 ℃的条件下使用。
PP 聚丙烯
PP 的结构类似于 PE ,但是在链中每两个碳原子上有一个甲基基团。相比 PE ,其主要优点是更高的温度耐性。 PP 可以反复 121 ℃灭菌。像上面提到的多聚烯烃一样, PP 具有很好的机械性质与化学耐性,但是相比 PE-HD 有一点倾向于受到强氧化剂的攻击。
PMP 聚甲基戊烯
PMP 与 PP 类似但带的是异丁基而不是甲基。化学性质可于 PP 相比,但当接触酮或者氯化溶剂时不耐张力易于破裂。 PMP 最重要的品质是其出色的透明度与机械性质,可耐受最高达 150 ℃的温度。
ETFE 聚(乙烯 - 四氟乙烯)
ETFE 是乙烯与氯三氟乙烯与 / 或四氟乙烯的共聚物。这种塑料以其出色的化学耐性著称,但其温度稳定性比 PTFE (最高达 150 ℃)差。
PTFE 聚四氟乙烯
PTFE 是一个氟化烃大分子,具有部分晶体结构。耐受几乎所有的化学品。它的工作温度范围最广,从 -200 到 +260 ℃。其表面是抗粘附的。光滑的性质与绝缘性相比 FEP 与 PFA 更加出色。唯一的缺点是其只能通过烧结处理铸造。 PTFE 是不透明的,适合微波炉使用。
FEP 聚(四氟乙烯 - 六氟丙烯)
是一种氟化烃大分子,具有部分晶体结构。表面抗粘附,机械与化学性质堪比 PTFE ,但是工作温度范围相对较小,从 -100 到 +200 ℃。水的吸附极小, FEP 是半透明的。
PFA 聚权氟烷基
氟化烃高分子,具有部分晶体结构,表面抗粘附。机械与化学性质堪比 PTEE 。但是工作温度范围相对较小,从 -100 至 +250 ℃。对水的吸附极小。 PFA 是半透明的。 PFA 的制造过程中不添加催化剂或者塑形剂,可铸造成非常光滑,易于清洁表面,因此非常适合用于痕量分析。
塑料的一般性质
质量轻不易破损是塑料重要的优点。使用何种塑料取决于应用的要求。选择时需要考虑一系列的参数:接触化学品的浓度与时间,热压力(比如高温高压灭菌),受力,接受 UV 照射,以及使用去垢剂或由其他环境因素导致的老化。
下列建议列表来自于原材料生产商的技术文档与信息,可以作为一般情况的指导,但并不能替代使用者在其真实工作环境下的适用性测试工作。
最高操作温度(℃) | 脆点(℃) | 是否适用微波炉 | 密度( g/cm3 ) | 弹性 | 透明度 | |
PS | 70 | -20 | 否 | 1.05 | 坚硬 | 透明 |
SAN | 70 | -40 | 否 | 1.03 | 坚硬 | 透明 |
PMMA | 65-95 | -50 | 否 | 1.18 | 坚硬 | 透明 |
PC | 125 | -130 | 是 | 1.20 | 坚硬 | 透明 |
PVC | 80 | -20 | 否 | 1.35 | 坚硬 | 透明 |
POM | 130 | -40 | 否 | 1.42 | 坚硬 | 透明 |
PE-LD | 80-90 | -50 | 是 | 0.92 | 非常好 | 半透明 |
PE-HD | 105 | -50 | 是 | 0.95 | 良好 | 半透明 |
PP | 125 | 0 | 是 | 0.90 | 适中 | 半透明 |
PMP | 150 | 0 | 是 | 0.83 | 适中 | 透明 |
ETFE | 150 | -100 | 是 | 1.70 | 适中 | 半透明 |
PTFE | 260 | -200 | 是 | 2.17 | 非常好 | 不透明 |
FEP | 205 | -100 | 是 | 2.15 | 适中 | 半透明 |
PFA | 250 | -200 | 是 | 2.17 | 适中 | 半透明 |
PUR | 80 | -30 | 是 | 1.20 | 非常好 | 透明 |
FKM | 220 | -30 | - | - | 非常好 | - |
EPDM | 130 | -40 | - | - | 非常好 | - |
NR | 80 | -40 | 否 | 1.20 | 非常好 | 不透明 |
SI | 180 | -60 | 否 | 1.10 | 非常好 | 半透明 |
生物学性质
以下塑料通常对细胞培养没有毒性:
PS 、 PC 、 PE-LD 、 PE_HD 、 PP 、 PMP 、 PTFE 、 FEP 、 PFA
灭菌
灭菌之前,实验器具必须仔细清洁并用蒸馏水清洗。总是打开容器的盖子!
A 频繁灭菌会降低机械强度
B PVC 管是例外,可以 121 ℃高温灭菌
C 频繁灭菌会降低弹性
根据 DIN EN 285. 121 ℃( 2bar ) 高压湿热灭菌 | b/ γ - 射线灭菌 25kGy | 气体灭菌 (已撑氧) | 化学灭菌(福尔马林,乙醇) | |
PS | 否 | 是 | 否 | 是 |
SAN | 否 | 否 | 是 | 是 |
PMMA | 否 | 是 | 否 | 是 |
PC | 是 a | 是 | 是 | 是 |
PVC | 否 b | 否 | 是 | 是 |
POM | 是 a | 是(受限) | 是 | 是 |
PE-LD | 否 | 是 | 是 | 是 |
PE-HD | 否 | 是 | 是 | 是 |
PP | 是 | 是(受限) | 是 | 是 |
PMP | 是 | 是 | 是 | 是 |
ETFE | 是 | 否 | 是 | 是 |
PTFE | 是 | 否 | 是 | 是 |
FEP | 是 | 否 | 是 | 是 |
PFA | 是 | 否 | 是 | 是 |
PUR | 是 c | - | 是 | 是 |
FKM | 是 | - | 是 | 是 |
EPDM | 是 | - | 是 | 是 |
NR | 否 | 否 | 是 | 是 |
SI | 是 | 否 | 是 | 是 |