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改進(jìn)玻璃瓶材料來(lái)有望提升玻璃瓶性能

發(fā)布時(shí)間：

2022-04-26 14:13

　　據(jù)悉，國(guó)外專(zhuān)業(yè)人員正在通過(guò)以下兩(liǎng)種途徑研製新型玻璃。首先是通過(guò)改變玻璃中某種成分的含量來(lái)改變材料本身。最近由Saint——Gobain創(chuàng)造的AsolvexI型玻璃就是通過(guò)減少玻璃瓶中Al2O3含量而得來(lái)的。其次是在玻璃表面塗上具有輔助性能的薄塗層，來(lái)改善其表面功能特性。近年來(lái)隨著包裝材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，業(yè)界對(duì)玻璃製品的要求也愈來(lái)愈高，改進(jìn)玻璃生產(chǎn)工藝，開(kāi)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型玻璃是硼矽酸鹽玻璃，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％，而矽的含量相應(yīng)增加，這使得Al2O3的析出極大地減少。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)於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，因為這一特性適用於對(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)於血液製品、營(yíng)養(yǎng)品、生物製劑及遺傳工程藥物。
　　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(lái)進(jìn)行塗層處理。塗上厚度從1毫微米到1微米不等的薄塗層，不失為一種相對(duì)簡(jiǎn)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)度和抗溼力的好方法。
　　雖然玻璃的抗裂強(qiáng)度相對(duì)較低，但其內(nèi)部纖維強(qiáng)度卻非常高。玻璃跌落時(shí)之所以易碎，是由於其表面存在非常小（小於1微米）的缺陷，破裂就從這些小缺陷處延伸開(kāi)來(lái)。生產(chǎn)中無(wú)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，塗上一層非常薄的含矽有機(jī)化合物溶液就可以實(shí)現(xiàn)這一目的。因此類(lèi)似玻璃的矽分子與玻璃反應(yīng)，可形成一個(gè)固體網(wǎng)絡(luò)，從而變成固體塗層，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(guò)含矽有機(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(lái)人類(lèi)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很容易地清空玻璃瓶內(nèi)全部藥劑。Saint——Gobain已經(jīng)開(kāi)展了一項(xiàng)旨在解決該問(wèn)題的研究計(jì)劃(huà)。用具有許多C——F化學(xué)鍵的疏水分子單層塗之（厚度為分子直徑大小），對(duì)玻璃表面進(jìn)行處理，使得水潤(rùn)溼角度達(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，並模擬了這種結(jié)構(gòu )，採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(jiàn)的折射物）似乎懸浮在玻璃表面，這對(duì)於研製不可溼玻璃無(wú)疑是一個(gè)好消息。

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