Varianter af flaskeglas
Der findes mange typer flaskeglas, og der er mange klassificeringsmetoder.
(1) Ifølge formen er der runde, ovale, firkantede, rektangulære, flade og specialformede flasker (andre former), blandt hvilke runde er de mest almindelige.
(2) I henhold til størrelsen på flaskemunden er der flasker med bred mund, lille mund og spraymund. Flasker med en indvendig diameter på mindre end 30 mm kaldes flasker med lille mund, som ofte bruges til at indeholde forskellige væsker. Flasker med en indvendig diameter på mere end 30 mm og ingen eller få skuldre kaldes bredmundede flasker, som ofte bruges til at indeholde halvvæske, pulveriserede eller blokerede faste stoffer.
(3) Ifølge støbemetoden er der støbte flasker og rørflasker. Støbte flasker laves direkte af glasvæske i en form; rørflasker fremstilles ved først at trække glasvæske ind i et glasrør og derefter bearbejde det til form (penicillinflasker med lille kapacitet, tabletflasker osv.).
(4) Ifølge farven på flasker er der farveløse, farvede og opaliserende flasker. De fleste glasflasker er klare og farveløse, hvilket kan holde indholdet i et normalt billede. Grønne flasker bruges normalt til at holde drikkevarer; brune flasker bruges til at holde medicin eller øl. De kan absorbere ultraviolette stråler, hvilket er gavnligt for bevarelsen af indholdet. USA foreskriver, at den gennemsnitlige vægtykkelse af farvede glasflasker og krukker skal gøre transmittansen af lysbølger med en bølgelængde på 290~450nm mindre end 10%. Nogle få kosmetik, forsvindende cremer og salver opbevares i opaliserende glasflasker og krukker. Derudover er der farvede glasflasker som rav, lys cyan, blå, rød og sort.
(5) Ifølge formålet er der ølflasker, hvidvinsflasker, drikkevareflasker, kosmetikflasker, krydderiflasker, tabletflasker, dåseflasker, infusionsflasker og undervisningsflasker.
(6) I henhold til brugskravene til flasker og krukker er der engangsflasker og krukker og genbrugsflasker og krukker. Engangsflasker og -krukker bruges én gang og kasseres derefter; genbrugte flasker og krukker kan genbruges flere gange og bruges i rotation.
Ovenstående klassificering er ikke særlig streng. Nogle gange kan den samme flaske ofte inddeles i flere typer, og alt efter udviklingen i funktioner og anvendelser af glasflasker og krukker, vil variationen stige dag for dag.
Ydeevne af flaskeglas
Forskellige glasprodukter har forskellige krav til glasydeevne på grund af deres forskellige anvendelsesområde og funktioner. Der er mange typer flaskeglas og en bred vifte af anvendelser. For flaskeglasprodukter omfatter de vigtigste ydeevnekrav mekaniske egenskaber, kemiske egenskaber, termiske egenskaber, optiske egenskaber, overfladeegenskaber og andre krav.
Mekaniske egenskaber af flaskeglas
(1) Flaskeglas skal have en vis mekanisk styrke Flaskeglas vil blive udsat for forskellige belastninger på grund af forskellige brugsforhold. Generelt kan det opdeles i intern trykstyrke, varmechokmodstand, mekanisk slagstyrke, flasketipstyrke, lodret belastningsstyrke osv. Men ud fra perspektivet om at få glasflasker til at gå i stykker, er den direkte årsag næsten altid mekanisk påvirkning. især når glasflasker gentagne gange bliver ridset og stødt under transport og påfyldning. Derfor bør glasflasker være i stand til at modstå generelle indre og ydre belastninger, vibrationer og påvirkninger, der opstår under påfyldning, opbevaring og transport. Styrken af flaskeglas varierer lidt afhængigt af, om det er en gasfyldt flaske eller en ikke-gasfyldt flaske, en engangsflaske eller en genbrugsflaske, men den skal være sikker at bruge og ikke sprænges. Ikke kun skal trykmodstanden kontrolleres, før de forlader fabrikken, men problemet med styrkereduktion af genbrugte flasker under genanvendelse bør også overvejes. Ifølge udenlandske data, efter 5 anvendelser, er styrken reduceret med 40% (kun 60% af den oprindelige styrke); efter 10 anvendelser reduceres styrken med 50%. Derfor er det, når man designer flaskeformen, nødvendigt at overveje, at glasstyrken har en tilstrækkelig sikkerhedsfaktor til at undgå, at flasken "eksploderer" og sårer mennesker.
(2) Faktorer, der påvirker flaskeglasets mekaniske styrke Den ujævnt fordelte restspænding i flaskeglasset reducerer styrken kraftigt. Den indre spænding i glasprodukter refererer hovedsageligt til termisk spænding, og dens eksistens vil føre til reduceret mekanisk styrke og dårlig termisk stabilitet af glasprodukter.
Makro- og mikrofejl i glas, såsom sten, bobler, striber osv., forårsager ofte indre spændinger på grund af inkonsistent sammensætning med hovedglassammensætningen og forskellige ekspansionskoefficienter, hvilket forårsager revner, som alvorligt påvirker styrken af glasprodukter.
Derudover har ridser og slid på glasoverfladen stor indflydelse på produktets styrke. Jo større og skarpere arrene er, jo større er reduktionen i styrke. Revner dannet på overfladen af flaskeglas er hovedsageligt forårsaget af ridser på glasoverfladen, især overfladeridser mellem glas og glas. For flaskeglas, der skal modstå højt tryk, såsom ølflasker og sodavandsflasker, vil faldet i styrke få produktet til at briste under forarbejdning og brug, så kollision, slid og slid bør være strengt forbudt under transport og påfyldning.
Tykkelsen af flaskevæggen er direkte relateret til flaskens mekaniske styrke og dens evne til at modstå internt tryk. Hvis tykkelsesforholdet af flaskevæggen er for stort, og tykkelsen af flaskevæggen er ujævn, vil flaskevæggen have svage led, hvilket påvirker slagmodstanden og den indre trykmodstandsevne. Den nationale standard GB4544-1996 "Ølflaske" foreskriver strengt, at tykkelsesforholdet på flaskevæggen er<2:1. The optimal annealing temperature, insulation time and cooling time are different for different bottle wall thicknesses. Therefore, in order to avoid deformation or incomplete annealing of the product and ensure the quality of the bottle, the thickness ratio of the bottle wall should be strictly controlled.
Termiske egenskaber af flaskeglas
Under desinfektions- og steriliseringsprocessen skal flaskeglas modstå drastiske temperaturændringer. Når trækspændingen overstiger glassets styrke, vil det knække. Derfor skal flaskeglasets termiske stabilitet opfylde kravene, have en vis grad af termisk stødmodstand og kunne modstå opvarmnings- og afkølingsprocesser som vask og sterilisering.
De vigtigste faktorer, der påvirker den termiske stabilitet af flaskeglas, er som følger.
Glasets lineære udvidelseskoefficient a ændrer sig meget med ændringen i sammensætningen, så den lineære udvidelseskoefficient har en afgørende betydning for glasets termiske stabilitet. Jo mindre den termiske udvidelseskoefficient for glas, jo bedre er dens termiske stabilitet, og jo større temperatur kan prøven modstå, og omvendt. Derfor kan enhver komponent, der kan reducere den termiske udvidelseskoefficient af glas, forbedre den termiske stabilitet af glas, såsom SiO2, B2O3, Al2 03, ZrO2, ZnO, Mg0 osv. Alkalimetaloxid R20 kan øge den termiske udvidelseskoefficient for glas, så glas, der indeholder en stor mængde alkalimetaloxider, har dårlig termisk stabilitet.
Den termiske stabilitet af glas er også relateret til tykkelsen af produktet. Jo tykkere væggen på et glasprodukt er, jo mindre er den pludselige temperaturforskel, det kan modstå. Når det udsættes for termisk chok, genereres der trykspænding på glassets overflade, mens der, når det afkøles hurtigt, dannes trækspænding på glassets overflade. Glasets trykstyrke er 10 gange større end dets trækstyrke. Derfor, når man måler den termiske stabilitet af glas, udføres eksperimentet normalt under betingelse af hurtig afkøling.
Slukning kan øge glasets termiske stabilitet med 1,5 til 2 gange. Dette skyldes, at glassets overflade efter bratkøling har ensartet fordelt trykspænding, hvilket kan udligne den trækspænding, der genereres på overfladen af produktet, når det afkøles hurtigt.
Kemiske egenskaber af flaskeglas
Under brug er glasprodukter udsat for korrosion af vand, syre, alkali, salt, gas og forskellige kemiske reagenser og flydende medicin. Glass evne til at modstå disse korrosioner kaldes glasets kemiske stabilitet. Forskellige glasflasker og dåser bruges generelt i folks dagligdag. For flasker og dåser, der indeholder vin, drikkevarer og fødevarer, bør de have en vis kemisk stabilitet, især for saltvandsflasker og ampulflasker, der anvendes i medicin. Kravene til kemisk stabilitet er højere, ellers vil komponenterne i glasset opløses i den flydende medicin, og der vil endda forekomme afskalning, hvilket forårsager visse skader på menneskekroppen.
Med formuleringen af grønne produktevalueringsstandarder og forbedringen af testteknologien er påvisningen af skadelige stoffer i flaskeglas blevet mere og mere stringent, især EU bruger ofte grønne barrierer til at begrænse eksporten af kinesiske produkter, hvilket påvirker produkternes adgang ind på det internationale marked. Til dette formål har General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine og State Administration of Standardization tilføjet de tilladte grænseværdier for arsen og antimon baseret på de tilladte grænseværdier for bly og cadmium i IS{{0} }:2000 "Hule glasprodukter i kontakt med fødevarer--tilladelige grænseværdier for bly- og cadmiumopløsning" ifølge Kinas situation (tabel 2-1).
Faktorerne, der påvirker glasets kemiske stabilitet, er som følger.
① The water resistance and acid resistance of silicate glass are mainly determined by the content of silicon oxide and alkali metal oxide. The higher the silicon dioxide content, the greater the degree of interconnection between silicon oxide tetrahedrons, and the higher the chemical stability of the glass. As the content of alkali metal oxide increases, the chemical stability of the glass decreases. And as the radius of the alkali metal ion increases and the bond strength weakens, its chemical stability generally decreases, that is, water resistance Li+>Na+>K+.
② Når to alkalimetaloxider findes i glasset på samme tid, når den kemiske stabilitet af glasset en ekstrem værdi på grund af den "blandede alkalieffekt", og denne effekt er mere tydelig i blyglas.
③ Når jordalkalimetaller eller andre divalente metaloxider erstatter silicium og oxygen i silikatglas, vil den kemiske stabilitet af glasset også blive reduceret. Effekten af at reducere stabiliteten er imidlertid svagere end den af alkalimetaloxider. Blandt divalente oxider har BaO og PbO den stærkeste effekt til at reducere kemisk stabilitet, efterfulgt af MgO og CaO.
④ I basisglasset med en kemisk sammensætning af 100SiO2+(33.3-x)Na2O+xRO(R2O3 eller RO2), efter at en del af Na2O er erstattet med oxider såsom CaO, MgO, AlO3, TiO2, ZrOz og BaO i rækkefølge, rækkefølgen af vandmodstand og syremodstand er som følger.
Water resistance: ZrO2>AlO3>TiOz>ZnO>MgO>CaO>BaO.
Acid resistance: ZrO2>Al2O3>ZnO>CaO>TiOz>MgO>BaO.
Blandt glassammensætninger har ZrO2 den bedste vand- og syrebestandighed samt den bedste alkalibestandighed, men er svær at smelte. BaO er ikke godt i begge tilfælde.
Blandt trivalente oxider vil aluminiumoxid og boroxid også have et "boranomali"-fænomen med hensyn til glasets kemiske stabilitet.
I natrium-kalksilikatglas xNa2O·yCaO·zSiO2, hvis oxidindholdet opfylder forholdet (2-1), kan man få et ret stabilt glas.
Sammenfattende kan ethvert oxid, der kan styrke glasstrukturnetværket og gøre strukturen komplet og tæt, forbedre glassets kemiske stabilitet; ellers vil det reducere glassets kemiske stabilitet.
Optiske egenskaber af flaskeglas
Flaskeglas kan effektivt afskære ultraviolette stråler og forhindre forringelse af indholdet. For eksempel vil øl producere en lugt efter at have været udsat for lys med en bølgelængde under 550nm (blåt lys eller grønt lys), som er den såkaldte sollyslugt. Kvaliteten af fødevarer som vin og sauce vil også blive påvirket efter at være blevet udsat for ultraviolette stråler under 250nm. Tyske forskere foreslog, at den fotokemiske effekt af synligt lys gradvist svækkes fra grønt lys til lange bølger og ender ved omkring 520nm. Med andre ord er 520nm den kritiske bølgelængde. Lys kortere end denne bølgelængde vil have en fotokemisk effekt på flaskens indhold, hvilket medfører, at øl bliver beskadiget. Derfor skal flaskeglas absorbere lys under 520nm, og brune flasker har den bedste effekt.
Når mælk udsættes for lys, producerer den "let lugt" og "lugt" på grund af dannelsen af peroxider og efterfølgende reaktioner. C-vitamin og ascorbinsyre reduceres også. Vitamin A, vitamin B2 og vitamin D har også lignende situationer. Hvis en komponent, der absorberer ultraviolette stråler, men som har ringe effekt på farven, tilsættes glassammensætningen, kan lysets indvirkning på mælkekvaliteten undgås.
For flasker og dåser indeholdende medicin kræves 2 mm tykt glas for at absorbere 98 % af bølgelængden på 410 nm og transmittere 72 % ved 700 nm, hvilket kan forhindre fotokemiske reaktioner og observere flaskens indhold.
Bortset fra kvartsglas kan de fleste almindelige soda-kalk-silica glas filtrere de fleste ultraviolette stråler. Soda-kalk-silica glas kan ikke transmittere ultraviolet lys (200~360nm), men kan transmittere synligt lys (360~1000nm), hvilket betyder, at almindeligt soda-kalk-silica glas kan absorbere de fleste ultraviolette stråler.
For at imødekomme forbrugernes krav til gennemsigtighed af glasflasker og dåser, er det bedst at få flaskeglasset til at absorbere ultraviolette stråler uden at gøre det mørkt i farven. Tilsætning af CeO2 til sammensætningen kan opfylde dette krav. Cerium kan eksistere i to former, Ce3+ eller Ce4+, og begge ioner producerer stærk ultraviolet absorption. Japanske patenter rapporterer, at en glassammensætning indeholder 0.01%~1.0% vanadiumoxid og 0,05%~0,5% ceriumoxid. Når den udsættes for ultraviolet lys, opstår følgende reaktion:
Ce3++V3+-Ce4++V2+
Efterhånden som eksponeringstiden øges, øges den ultraviolette strålingsdosis, V2+-forholdet øges, og glasfarven bliver dybere. Sake er for eksempel let at forringe, når den udsættes for ultraviolet lys, og brug af farvede glasflasker påvirker gennemsigtigheden, hvilket gør det svært at observere indholdet. Når CeO2 og V203 tilsættes, er glasset farveløst og gennemsigtigt, når opbevaringstiden er kort og ultraviolet strålingsdosis er lille, men når lagringstiden er lang og ultraviolet strålingsdosis er for høj, skifter glasset farve. Dybden af farveændringen kan bruges til at bedømme længden af opbevaringstiden.