Оптически активная добавка

Оптически активная добавка (ОАА) представляет собой органический или неорганический материал, который при добавлении в покрытие заставляет это покрытие реагировать на ультрафиолетовый свет. Этот эффект позволяет быстро и неинвазивно проверять очень большие площади покрытия в процессе нанесения, позволяя инспектору по нанесению покрытий выявлять и концентрироваться на дефектных участках, тем самым сокращая время проверки, обеспечивая при этом вероятность хорошего нанесения и покрытия. Он работает, выделяя пропуски и точечные отверстия, области чрезмерного и недостаточного нанесения, а также дает возможность обнаруживать трещины и выявлять раннее ухудшение покрытия в течение всего срока службы. Использование оптически активных или флуоресцентных добавок указано в военной спецификации США MIL-SPEC-23236C. Использование OAA и методика проверки описаны в документе SSPC Technology Update 11.

Панели с OAA в условиях окружающего и ультрафиолетового света

Неорганическое против органического

В продаже имеются два распространенных типа оптически активных добавок: неорганические и органические. Неорганические ОАА имеют большие размеры частиц от 5 до 10 мкм (отсутствие подвижности), светостабильны, могут иметь различные цвета, как показано на изображении выше, полезны в широком спектре систем покрытий и более дороги. Некоторые неорганические ОАА могут проявлять некоторую степень послесвечения, облегчающего проверку.

Органические OAA требуют небольших доз добавок, растворимы в растворителях и органических жидкостях (подвижны), имеют синий цвет под воздействием УФ-излучения (излучают тот же цвет, что и ворс, масло, жир и т. д.), могут быстро выцветать, имеют ограниченное применение в ряде систем покрытий. и стоят дешевле. Они также неотличимы от старых смоляных эпоксидных покрытий, которые до сих пор можно увидеть на некоторых конструкциях и сосудах. Органические OAA не имеют послесвечения.

Физика оптически активной техники

Если одиночный фотон приближается к атому , который восприимчив к нему, фотон может быть поглощен атомом таким же образом, как радиоволна, улавливаемая антенной. В момент поглощения фотон перестает существовать и полная энергия, содержащаяся внутри атома, увеличивается. Это увеличение энергии обычно символически описывается, говоря, что один из крайних электронов «перепрыгивает» на «более высокую орбиту». Эта новая атомная конфигурация нестабильна, и электрон имеет тенденцию возвращаться на свою более низкую орбиту или энергетический уровень, испуская новый фотон при этом . Весь процесс может занять не более 1 x 10 ⁻⁹ секунды. Результат во многом такой же, как и в случае светоотражающего цвета, но из-за процесса поглощения и излучения вещество излучает свечение. Согласно Планку , энергия каждого фотона определяется умножением его частоты в циклах в секунду на константу (постоянная Планка, 6,626 х 10 ⁻²⁷ эрг секунды). Отсюда следует, что длина волны фотона, испускаемого люминесцентной системой, напрямую связана с разницей энергий двух задействованных атомных уровней.

С точки зрения длины волны это соотношение является обратным, так что, если излучаемый фотон должен иметь короткую длину волны (высокую энергию), зазор, через который должен перепрыгнуть электрон, должен быть большим. Числовая связь между этими двумя аспектами является обратной константе Планка. Инженеры-химики могут создавать молекулы с учетом этих энергетических уровней, чтобы регулировать длину волны испускаемых фотонов для получения определенного цвета.

Источники

• Бакхерст и Боури. «Оптически-активная система покрытия для балластных цистерн». Бумага Т-44, представленная на выставке Paint and Coatings Expo 2005, SSPC, Питтсбург, 2005 г.
• Единый пункт хранения спецификаций и стандартов Министерства обороны США (DoDSSP), стол заказа документации по стандартизации, 700 Robbins Avenue, Bldg 4D, Philadelphia, PA 19111–5094
• Обновление технологии 11 – Проверка систем флуоресцентного покрытия, SSPC, Питтсбург, октябрь 2006 г. [1]
• Планк, М. «О законе распределения энергии в нормальном спектре», Annalen der Physik, 4, 553, 1901.
• Paint&Coatings.com; 28 ноября 2000 г. «Шотландская компания разрабатывает добавку, которая революционизирует процесс проверки покрытий» [2]