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改進(jìn)玻璃瓶材料有望提升玻璃瓶性能


發(fā)布時(shí)間:

2023-06-26

據(jù)悉,國外人員正在通過以下兩種途徑研制新型玻璃。先是通過改變玻璃中某種成分的含量來改變材料本身。近由Saint-Gobain創(chuàng)造的AsolvexI型玻璃就是通過減少玻璃瓶中Al2O3含量而得來的。其次是在玻璃表面涂上具有輔助性能的薄涂層,來改善其表面功能特性。 近年來隨著包裝材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,業(yè)界對(duì)玻璃制品的要求也愈來愈,改進(jìn)玻璃生產(chǎn)工藝,開發(fā)新型玻璃已是大勢(shì)所趨。

據(jù)悉,國外人員正在通過以下兩種途徑研制新型玻璃。先是通過改變玻璃中某種成分的含量來改變材料本身。近由Saint-Gobain創(chuàng)造的AsolvexI型玻璃就是通過減少玻璃瓶中Al2O3含量而得來的。其次是在玻璃表面涂上具有輔助性能的薄涂層,來改善其表面功能特性。 近年來隨著包裝材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,業(yè)界對(duì)玻璃制品的要求也愈來愈,改進(jìn)玻璃生產(chǎn)工藝,開發(fā)新型玻璃已是大勢(shì)所趨。

Asolvex玻璃是一種新的I型玻璃。I型玻璃是硼硅酸鹽玻璃,具有抗化學(xué)性。Asolvex玻璃成分中Al2O3的含量比普通I型玻璃減少50%,而硅的含量相應(yīng)增加,這使得Al2O3的析出大地減少。在正常的非電離水情況下,在葡萄糖酸鈉溶液中甚至減少了75%(Al2O3的析出率對(duì)應(yīng)于20毫升的注射液瓶在125℃條件下保持25分鐘)。

這種Al2O3析出的顯著減少為獲得新的包裝材料提供了可能,因?yàn)檫@一特性適用于對(duì)微量金屬元素敏感的產(chǎn)品,如酶或不含防腐劑及緩和劑的產(chǎn)品。該材料的應(yīng)用潛力巨大,尤其是對(duì)于血液制品、營養(yǎng)品、生物制劑及遺傳工程藥物。

此外,玻璃可以用任何一種材料,如金屬、半導(dǎo)體、聚合物等來進(jìn)行涂層處理。涂上厚度從1毫微米到1微米不等的薄涂層,不失為一種相對(duì)簡單便宜,且能有效改變玻璃表面性能,尤其是改變其抗裂強(qiáng)度和抗?jié)窳Φ暮梅椒ā?/p>

雖然玻璃的抗裂強(qiáng)度相對(duì)較低,但其內(nèi)部纖維強(qiáng)度卻非常。玻璃跌落時(shí)之所以易碎,是由于其表面存在非常小(小于1微米)的缺陷,破裂就從這些小缺陷處延伸開來。生產(chǎn)中無法完全避免產(chǎn)生缺陷,但卻可減少或者部分減少這種缺陷。對(duì)玻璃表面進(jìn)行處理,涂上一層非常薄的含硅有機(jī)化合物溶液就可以實(shí)現(xiàn)這一目的。因此類似玻璃的硅分子與玻璃反應(yīng),可形成一個(gè)固體網(wǎng)絡(luò),從而變成固體涂層,粘附在玻璃表面,能有效填充表面裂痕。

有關(guān)測(cè)試表明,經(jīng)過含硅有機(jī)化合物的處理,這些玻璃瓶的抗裂強(qiáng)度增加了1.5~2倍,現(xiàn)有的研究將使這些處理效果進(jìn)一步改善,未來人類有望生產(chǎn)出幾乎不破的玻璃瓶罐。

玻璃表面的某些性能優(yōu)勢(shì)使玻璃具有親水特性,該特性在某些情況下應(yīng)予以避免。如在藥用領(lǐng)域,避免其親水特性則能使人們?nèi)菀椎厍蹇詹A績?nèi)全部藥劑。Saint-Gobain已經(jīng)開展了一項(xiàng)旨在解決該問題的研究計(jì)劃。用具有許多C-F化學(xué)鍵的疏水分子單層涂之(厚度為分子直徑大小),對(duì)玻璃表面進(jìn)行處理,使得水潤濕角度達(dá)到120°。有關(guān)人員以植物葉子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在電子顯微鏡下對(duì)其表面進(jìn)行分析,并模擬了這種結(jié)構(gòu),采取毫微米尺寸的尖刺結(jié)構(gòu),以保留玻璃表面的透明性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水滴(可見的折射物)似乎懸浮在玻璃表面,這對(duì)于研制不可濕玻璃無疑是一個(gè)好消息。

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