Pudeļu stikla šķirnes
Ir daudz pudeļu stikla veidu, un ir daudz klasifikācijas metožu.
(1) Pēc formas ir apaļas, ovālas, kvadrātveida, taisnstūrveida, plakanas un īpašas formas pudeles (citas formas), starp kurām visizplatītākās ir apaļas.
(2) Atbilstoši pudeles mutes izmēram ir pudeles ar platu muti, ar mazu muti un ar izsmidzināmu muti. Pudeles, kuru iekšējais diametrs ir mazāks par 30 mm, sauc par mazmutes pudelēm, kuras bieži izmanto dažādu šķidrumu turēšanai. Pudeles, kuru iekšējais diametrs ir lielāks par 30 mm un kurām nav vai ir maz plecu, sauc par pudelēm ar platu muti, kuras bieži izmanto pusšķidruma, pulverveida vai gabalveida cietvielu turēšanai.
(3) Saskaņā ar formēšanas metodi ir formētas pudeles un cauruļu pudeles. Formas pudeles ir izgatavotas tieši no stikla šķidruma veidnē; tūbiņu pudeles izgatavo, vispirms ievelkot stikla šķidrumu stikla mēģenē un pēc tam apstrādājot to formā (mazas ietilpības penicilīna pudeles, tablešu pudeles utt.).
(4) Atbilstoši pudeļu krāsai ir bezkrāsainas, krāsainas un opalescējošas pudeles. Lielākā daļa stikla pudeļu ir caurspīdīgas un bezkrāsainas, kas var saglabāt saturu normālā attēlā. Zaļās pudeles parasti izmanto dzērienu turēšanai; brūnas pudeles izmanto medikamentu vai alus turēšanai. Tie spēj absorbēt ultravioletos starus, kas ir labvēlīgi satura saglabāšanai. Amerikas Savienotās Valstis nosaka, ka krāsainu stikla pudeļu un burku vidējam sieniņu biezumam gaismas viļņu caurlaidībai ar viļņa garumu 290–450 nm jābūt mazākam par 10%. Daži kosmētikas līdzekļi, izzūdošie krēmi un ziedes tiek glabāti opalescējošo stikla pudelēs un burkās. Turklāt ir arī krāsainas stikla pudeles, piemēram, dzintara, gaiši ciāna, zila, sarkana un melna.
(5) Atbilstoši mērķim ir alus pudeles, baltvīna pudeles, dzērienu pudeles, kosmētikas pudeles, garšvielu pudeles, tablešu pudeles, konservētas pudeles, infūziju pudeles un izglītojošas pudeles.
(6) Saskaņā ar pudeļu un burku lietošanas prasībām ir vienreizējās lietošanas pudeles un burkas un otrreizējās pārstrādes pudeles un burkas. Vienreizējās lietošanas pudeles un burkas tiek izlietotas vienreiz un pēc tam izmestas; otrreizējās pārstrādes pudeles un burkas var pārstrādāt vairākas reizes un izmantot rotācijas kārtībā.
Iepriekš minētā klasifikācija nav ļoti stingra. Dažkārt vienu un to pašu pudeli bieži var iedalīt vairākos veidos, un atkarībā no stikla pudeļu un burku funkciju un pielietojuma attīstības to dažādība ar katru dienu palielināsies.
Pudeļu stikla veiktspēja
Dažādiem stikla izstrādājumiem ir atšķirīgas prasības attiecībā uz stikla veiktspēju, ņemot vērā to dažādo pielietojuma diapazonu un funkcijas. Ir daudz pudeļu stikla veidu un plašs pielietojumu klāsts. Pudeļu stikla izstrādājumiem galvenās darbības prasības ietver mehāniskās īpašības, ķīmiskās īpašības, termiskās īpašības, optiskās īpašības, virsmas īpašības un citas prasības.
Pudeļu stikla mehāniskās īpašības
(1) Pudeļu stiklam ir jābūt noteiktai mehāniskai izturībai Pudeļu stikls tiks pakļauts dažādiem spriegumiem dažādu lietošanas apstākļu dēļ. Parasti to var iedalīt iekšējā spiediena stiprībā, karstuma triecienizturībā, mehāniskās triecienizturībā, pudeļu apgāšanās izturībā, vertikālās slodzes stiprībā utt. Tomēr, raugoties no stikla pudeļu plīsuma viedokļa, tiešais cēlonis gandrīz vienmēr ir mehāniska ietekme. īpaši, ja stikla pudeles transportēšanas un uzpildīšanas laikā tiek atkārtoti saskrāpētas un saskrāpētas. Tāpēc stikla pudelēm jāspēj izturēt vispārēju iekšējo un ārējo spriegumu, vibrāciju un triecienus, kas rodas pildīšanas, uzglabāšanas un transportēšanas laikā. Pudeļu stikla stiprums nedaudz atšķiras atkarībā no tā, vai tā ir ar gāzi pildīta pudele vai pudele bez gāzes, vienreizējās lietošanas pudele vai otrreizēji pārstrādāta pudele, taču tai ir jābūt drošai lietošanai un tā nedrīkst plīst. Pirms izvešanas no rūpnīcas ir jāpārbauda ne tikai spiediena izturība, bet arī jāapsver pārstrādāto pudeļu stiprības samazināšanas problēma pārstrādes laikā. Pēc ārvalstu datiem, pēc 5 lietošanas reizēm stiprums samazinās par 40% (tikai 60% no sākotnējā stipruma); pēc 10 lietošanas reizēm stiprums samazinās par 50%. Tāpēc, veidojot pudeles formu, ir jāņem vērā, ka stikla stiprībai ir pietiekams drošības koeficients, lai pudele "uzsprāgtu" un netiktu savainoti cilvēki.
(2) Faktori, kas ietekmē pudeļu stikla mehānisko izturību Nevienmērīgi sadalītais atlikušais spriegums pudeles stiklā ievērojami samazina izturību. Stikla izstrādājumu iekšējais spriegums galvenokārt attiecas uz termisko spriegumu, un tā pastāvēšana samazinās stikla izstrādājumu mehānisko izturību un sliktu termisko stabilitāti.
Stikla makro un mikrodefekti, piemēram, akmeņi, burbuļi, svītras u.c., nereti izraisa iekšējo spriegumu nesaskanīgā stikla sastāva un dažādu izplešanās koeficientu dēļ, tādējādi radot plaisas, kas nopietni ietekmē stikla izstrādājumu izturību.
Turklāt skrāpējumi un nodilums uz stikla virsmas ļoti ietekmē izstrādājuma izturību. Jo lielākas un asākas rētas, jo nozīmīgāka ir spēka samazināšanās. Plaisas, kas veidojas uz pudeļu stikla virsmas, galvenokārt rodas no stikla virsmas skrāpējumiem, īpaši virsmas skrāpējumiem starp stiklu un stiklu. Pudeļu stiklam, kam jāiztur augsts spiediens, piemēram, alus pudelēm un sodas pudelēm, stiprības samazināšanās rezultātā produkts pārplīsīs apstrādes un lietošanas laikā, tāpēc transportēšanas un iepildīšanas laikā ir stingri jāaizliedz sadursme, nodilums un nodilums.
Pudeles sieniņas biezums ir tieši saistīts ar pudeles mehānisko izturību un tās spēju izturēt iekšējo spiedienu. Ja pudeles sienas biezuma attiecība ir pārāk liela un pudeles sienas biezums ir nevienmērīgs, pudeles sieniņai būs vājas saites, tādējādi ietekmējot triecienizturību un iekšējā spiediena pretestību. Valsts standarts GB4544-1996 "Alus pudele" stingri nosaka, ka pudeles sieniņas biezuma attiecība ir<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.
Pudeļu stikla termiskās īpašības
Dezinfekcijas un sterilizācijas procesā pudeļu stiklam ir jāiztur krasas temperatūras izmaiņas. Kad stiepes spriegums pārsniedz stikla izturību, tas saplīsīs. Tāpēc pudeļu stikla termiskajai stabilitātei jāatbilst prasībām, jābūt noteiktai termiskā triecienizturības pakāpei un jāspēj izturēt sildīšanas un dzesēšanas procesus, piemēram, mazgāšanu un sterilizāciju.
Galvenie faktori, kas ietekmē pudeļu stikla termisko stabilitāti, ir šādi.
Stikla lineārās izplešanās koeficients a ļoti mainās līdz ar sastāva maiņu, tāpēc lineārās izplešanās koeficientam ir izšķiroša nozīme stikla termiskajā stabilitātē. Jo mazāks ir stikla termiskās izplešanās koeficients, jo labāka ir tā termiskā stabilitāte un augstāka temperatūra, ko paraugs var izturēt, un otrādi. Tāpēc jebkura sastāvdaļa, kas var samazināt stikla termiskās izplešanās koeficientu, var uzlabot stikla termisko stabilitāti, piemēram, SiO2, B2O3, Al2 03, ZrO2, ZnO, Mg0 utt. Sārmu metālu oksīds R20 var palielināt stikla termiskās izplešanās koeficientu, tāpēc stiklam, kas satur lielu daudzumu sārmu metālu oksīdu, ir slikta termiskā stabilitāte.
Stikla termiskā stabilitāte ir saistīta arī ar izstrādājuma biezumu. Jo biezāka ir stikla izstrādājuma siena, jo mazāku pēkšņu temperatūras starpību tas spēj izturēt. Pakļaujot termiskajam triecienam, stikla virsmā rodas spiedes spriegums, savukārt, to strauji atdzesējot, uz stikla virsmas veidojas stiepes spriegums. Stikla spiedes izturība ir 10 reizes lielāka par tā stiepes izturību. Tāpēc, mērot stikla termisko stabilitāti, eksperiments parasti tiek veikts ātras dzesēšanas apstākļos.
Rūdīšana var palielināt stikla termisko stabilitāti 1,5 līdz 2 reizes. Tas ir tāpēc, ka pēc dzēšanas stikla virsmai ir vienmērīgi sadalīts spiedes spriegums, kas var kompensēt stiepes spriegumu, kas rodas uz izstrādājuma virsmas, kad tas tiek ātri atdzesēts.
Pudeļu stikla ķīmiskās īpašības
Lietošanas laikā stikla izstrādājumi ir pakļauti ūdens, skābju, sārmu, sāls, gāzes un dažādu ķīmisku reaģentu un šķidru zāļu korozijai. Stikla spēju pretoties šīm korozijām sauc par stikla ķīmisko stabilitāti. Cilvēku ikdienas dzīvē parasti tiek izmantotas dažādas stikla pudeles un kannas. Pudelēm un kārbām, kas satur vīnu, dzērienus un pārtiku, tām jābūt ar noteiktu ķīmisko stabilitāti, īpaši attiecībā uz fizioloģiskā šķīduma pudelēm un ampulu pudelēm, ko izmanto medicīnā. Ķīmiskās stabilitātes prasības ir augstākas, pretējā gadījumā glāzē esošās sastāvdaļas izšķīst šķidrajā medikamentā un pat notiks lobīšanās, nodarot zināmu kaitējumu cilvēka ķermenim.
Līdz ar zaļo produktu novērtēšanas standartu formulēšanu un testēšanas tehnoloģiju uzlabošanu kaitīgo vielu noteikšana pudeļu stiklā ir kļuvusi arvien stingrāka, jo īpaši ES bieži izmanto zaļās barjeras, lai ierobežotu Ķīnas produktu eksportu, ietekmējot produktu ienākšanu tirgū. starptautiskajā tirgū. Šim nolūkam Kvalitātes uzraudzības, inspekcijas un karantīnas vispārējā administrācija un Valsts standartizācijas pārvalde ir pievienojušas arsēna un antimona pieļaujamās robežvērtības, pamatojoties uz pieļaujamajām svina un kadmija robežvērtībām IS{0} }:2000 "Dobie stikla izstrādājumi, kas nonāk saskarē ar pārtiku --svina un kadmija šķīdināšanas pieļaujamās robežvērtības" atbilstoši situācijai Ķīnā (tabula 2-1).
Stikla ķīmisko stabilitāti ietekmējošie faktori ir šādi.
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 Ja stiklā vienlaikus ir divi sārmu metālu oksīdi, stikla ķīmiskā stabilitāte sasniedz galējo vērtību "jauktā sārma efekta" dēļ, un šis efekts ir acīmredzamāks svina stiklā.
③ Kad silīciju un skābekli silikāta stiklā aizstāj ar sārmzemju metāliem vai citiem divvērtīgiem metālu oksīdiem, tiks samazināta arī stikla ķīmiskā stabilitāte. Tomēr stabilitātes samazināšanas efekts ir vājāks nekā sārmu metālu oksīdiem. Starp divvērtīgajiem oksīdiem visspēcīgākais ķīmiskās stabilitātes samazināšanā ir BaO un PbO, kam seko MgO un CaO.
④ Pamatnes stiklā ar ķīmisko sastāvu 100SiO2+(33.3-x)Na2O+xRO(R2O3 vai RO2), pēc daļas Na2O aizstāšanas ar oksīdiem, piemēram, CaO, MgO, AlO3, TiO2, ZrOz un BaO secībā, ūdensizturības un skābes izturības secība ir šāda.
Water resistance: ZrO2>AlO3>TiOz>ZnO>MgO>CaO>BaO.
Acid resistance: ZrO2>Al2O3>ZnO>CaO>TiOz>MgO>BaO.
Starp stikla kompozīcijām ZrO₂ ir vislabākā ūdens un skābes izturība, kā arī vislabākā sārmu izturība, taču to ir grūti izkausēt. BaO nav labs abos gadījumos.
Starp trīsvērtīgajiem oksīdiem alumīnija oksīdam un bora oksīdam būs arī "bora anomālijas" parādība stikla ķīmiskās stabilitātes ziņā.
Nātrija-kaļķu silikāta stiklā xNa2O·yCaO·zSiO2, ja oksīda saturs atbilst attiecībai (2-1), var iegūt diezgan stabilu stiklu.
Rezumējot, jebkurš oksīds, kas var stiprināt stikla struktūras tīklu un padarīt struktūru pilnīgu un blīvu, var uzlabot stikla ķīmisko stabilitāti; pretējā gadījumā tas samazinās stikla ķīmisko stabilitāti.
Pudeļu stikla optiskās īpašības
Pudeļu stikls var efektīvi novērst ultravioletos starus un novērst satura bojāšanos. Piemēram, alus radīs smaku pēc gaismas, kuras viļņa garums ir mazāks par 550 nm (zilā gaisma vai zaļā gaisma), kas ir tā sauktā saules gaismas smarža. Pārtikas produktu, piemēram, vīna un mērces, kvalitāte tiks ietekmēta arī pēc ultravioletā starojuma iedarbības zem 250 nm. Vācu zinātnieki ierosināja, ka redzamās gaismas fotoķīmiskais efekts pakāpeniski vājinās no zaļās gaismas līdz gariem viļņiem un beidzas pie aptuveni 520 nm. Citiem vārdiem sakot, 520 nm ir kritiskais viļņa garums. Gaismai, kas ir īsāka par šo viļņa garumu, būs fotoķīmiska ietekme uz pudeles saturu, izraisot alus bojājumus. Tāpēc pudeļu stiklam ir nepieciešams absorbēt gaismu zem 520 nm, un brūnajām pudelēm ir vislabākais efekts.
Kad piens tiek pakļauts gaismai, tas rada "vieglu smaku" un "smaržu" peroksīdu veidošanās un sekojošu reakciju dēļ. Samazināts arī C vitamīns un askorbīnskābe. Līdzīgas situācijas ir arī A vitamīnam, B2 vitamīnam un D vitamīnam. Ja stikla sastāvam pievieno komponentu, kas absorbē ultravioletos starus, bet maz ietekmē krāsu, var izvairīties no gaismas ietekmes uz piena kvalitāti.
Pudelēm un kārbām, kurās ir zāles, ir nepieciešams 2 mm biezs stikls, lai absorbētu 98% no viļņa garuma 410 nm un pārraidītu 72% pie 700 nm, kas var novērst fotoķīmiskas reakcijas un novērot pudeles saturu.
Izņemot kvarca stiklu, vairums parasto sodas-kaļķu-silīcija dioksīda stikla var filtrēt lielāko daļu ultravioleto staru. Soda-kaļķa-silīcija dioksīda stikls nevar pārraidīt ultravioleto gaismu (200–360 nm), bet var pārraidīt redzamo gaismu (360–1000 nm), kas nozīmē, ka parastais nātrija-kaļķa-silīcija dioksīda stikls spēj absorbēt lielāko daļu ultravioleto staru.
Lai atbilstu patērētāju prasībām attiecībā uz stikla pudeļu un kannu caurspīdīgumu, vislabāk ir panākt, lai pudeļu stikls absorbētu ultravioletos starus, nepadarot to tumšā krāsā. CeO2 pievienošana sastāvam var izpildīt šo prasību. Cērijs var pastāvēt divos veidos: Ce3+ vai Ce4+, un abi joni rada spēcīgu ultravioleto staru absorbciju. Japānas patenti ziņo, ka stikla sastāvs satur 0.01%~1.0% vanādija oksīda un 0,05% ~ 0,5% cērija oksīda. Pakļaujot ultravioleto gaismu, notiek šāda reakcija:
Ce3++V3+-Ce4++V2+
Palielinoties ekspozīcijas laikam, palielinās ultravioletā starojuma deva, palielinās V2+ attiecība un padziļinās stikla krāsa. Piemēram, sake ir viegli bojāties, pakļaujot to ultravioletajai gaismai, un krāsaina stikla pudeles ietekmē caurspīdīgumu, apgrūtinot satura novērošanu. Pievienojot CeO2 un V203, stikls ir bezkrāsains un caurspīdīgs, ja uzglabāšanas laiks ir īss un ultravioletā starojuma deva ir maza, bet, ja uzglabāšanas laiks ir ilgs un ultravioletā starojuma deva ir pārāk liela, stikls maina krāsu. Krāsu maiņas dziļumu var izmantot, lai spriestu par uzglabāšanas laika ilgumu.