Mittwoch, 27. März 2024

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    Die Chemie des Glases: Aufbau, Vorteile und Festigkeitsprüfungen

    Glas ist eine hochviskose, amorphe, starre, transparente und homogene Flüssigkeit, die durch langsames Abkühlen geschmolzener Silikate entsteht. Der Hauptbestandteil der Flachglas ist Quarzsand (SiO2)dessen Schmelzpunkt bei etwa 1700°C liegt.

    Von Silizium bis hin zu glasartiger Kieselsäure

    La Kristallstruktur Silizium hat die Form eines Tetraeders: In der Mitte befindet sich ein Siliziumatom, symmetrisch verbunden mit den vier Eckpunkten von Sauerstoffatomen, so lautet die chemische Formel tatsächlich SiO4. Durch schnelles Abkühlen des Quarzglases erhält man eines zufällige Struktur von Tetraedern, an den Ecken zusammengefügt, wodurch ein amorphes Material, glasartige Kieselsäure, entsteht.

    Struktur aus Flintglas. Es ist das Fehlen einer Fernordnung festzustellen. (Quelle: Wikipedia)

    Rohstoffe entdecken

    Die bei der Glasherstellung verwendeten Rohstoffe werden in vier Gruppen eingeteilt:

    • verglasend. Durch die Einwirkung von Wärme verändern sie sich von der kristallinen Form in die amorphe Form. Diese Stoffe behalten bei allen Temperaturen ihren amorphen Zustand; Die Viskosität der Flüssigkeit blockiert tatsächlich die Beweglichkeit der Moleküle und macht eine Kristallisation unmöglich.
    • Fondants. Sie erleichtern das Verschmelzen verglasender Substanzen bei Temperaturen, die in Industrieöfen erreicht werden können. Sie ermöglichen die Weiterverarbeitung des Glases und führen die alkalischen Basen in die sauren Bestandteile der Verglaser ein.
    • Stabilisatoren. Sie machen das Material unveränderlich und beständig gegen Witterungseinflüsse.
    • Zubehör. Abhängig von ihrer Funktion werden sie wiederum unterteilt in: Veredler, Bleichmittel, Trübungsmittel und Farbstoffe.

    chemische Trägheit

    Glas ist ein Material mit ausgezeichneter chemischer Inertheit gegenüber fast allen sauren und neutralen Substanzen. Es weist auch bei leicht alkalischem pH-Wert eine gute Beständigkeit auf. Diese Eigenschaften, die durch die Stabilität seines amorphen Silikatnetzwerks garantiert werden, machen unseren Protagonisten zum bestes Material zum Aufbewahren von Lebensmitteln, Getränke, pharmazeutische Präparate und Chemikalien oder Reagenzien.

    Krafttests

    Um die Widerstandsfähigkeit einer Glaszusammensetzung gegenüber chemischer Aggression zu überprüfen, müssen verschiedene Tests durchgeführt werden, entweder nach Standardmethoden oder mittels kundenspezifischer Tests, je nach den Bedürfnissen der Kunden.
    Lassen Sie uns anhand der Erklärungen herausfinden, was es ist Stazione Sperimentale del Vetro.

    Alkalibeständigkeit nach ISO 695

    Der Test wird durchgeführt, indem eine flache Glasprobe mit Standardabmessungen mittels eines inerten Fadens in einer alkalischen wässrigen Lösung aufgehängt wird, die in einem geeigneten versiegelten Metallbehälter zum Sieden gebracht wird. Am Ende des Tests wird der Grad der alkalischen Korrosion bis hin zur Schädigung des Glases gravimetrisch abgeschätzt, d. h. durch Messung des Gewichtsverlusts, den die Probe nach dem Test erlitten hat.

    Säurebeständigkeit nach DIN 12116

    Die Ausgangsbedingungen sind dieselben wie im vorherigen Test, jedoch wird hier eine wässrige Lösung von Salzsäure (HCl) verwendet, die in einem geeigneten Glasbehälter unter Rückflussbedingungen zum Sieden gebracht wird. Am Ende des Tests wird der Grad der Säurekorrosion gravimetrisch abgeschätzt, d. h. durch Messung des Gewichtsverlusts der Probe nach dem Test.

    Hydraulische Beständigkeit von Glaspulver nach ISO 719 und ISO 720

    Der Test wird durchgeführt, indem Getreide ausgesetzt wird vitrea, mit einer genau definierten Partikelgröße, wenn es von MilliQ-Wasser bei 98 °C (ISO 719) oder 121 °C (ISO 720) angegriffen wird. Die Menge der während des Tests aus dem Glas freigesetzten Alkaliionen wird dann durch Titrieren der Testlösung mit HCl bestimmt: Je größer die ursprüngliche Alkalifreisetzung, desto schlechter ist die chemische Beständigkeit des Glases gegenüber hydrolytischer Aggression.

    Spülmaschinenbeständiger Test

    Glasgeschirr muss eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber den Reinigungsmitteln gewährleisten, mit denen es in der Spülmaschine gereinigt wird.
    Mithilfe einer speziellen Geschirrspülmaschine können die verschiedenen Wäschestücke den in den Branchenvorschriften vorgesehenen Standardwaschzyklen unterzogen werden, um ihre Widerstandsfähigkeit zu ermitteln.

    Quellen: spevetro.it, pilkington.com, chitarramo.org

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