Le verre est un liquide à haute viscosité, amorphe, rigide, transparent et homogène, obtenu par le refroidissement lent de silicates fondus. Le composant principal de la verre plat est la sable de silice (SiO2), dont le point de fusion est d'environ 1700°C.
Du silicium à la silice vitreuse
La structure en cristal de silicium a la forme d'un tétraèdre : au centre se trouve un atome de silicium, relié symétriquement aux quatre sommets des atomes d'oxygène, la formule chimique est en fait SiO4. Le refroidissement rapide de la silice fondue produit un structure aléatoire des tétraèdres, réunis aux angles, ce qui donne naissance à un matériau amorphe, la silice vitreuse.
A la découverte des matières premières
Les matières premières utilisées dans la fabrication du verre sont réparties en quatre groupes :
- vitrification. Sous l'action de la chaleur, ils passent de la forme cristalline à la forme amorphe. Ces substances conservent leur état amorphe à toutes les températures ; en effet, la viscosité du fluide bloque la mobilité des molécules et rend la cristallisation impossible.
- Sombre. Ils facilitent la fusion des matières vitrifiantes à des températures pouvant être obtenues dans les fours industriels ; ils permettent le traitement ultérieur du verre et introduisent des bases alcalines dans les composants acides des vitrifiants.
- Stabilisateurs. Ils rendent le matériau inaltérable et résistant aux agents atmosphériques.
- Accessoires. Selon leurs fonctions, ils se répartissent tour à tour en : affinants, décolorants, opacifiants et colorants.
Inertie chimique
Le verre est un matériau doté d'une excellente inertie chimique vis-à-vis de presque toutes les substances acides et neutres. Il a également une bonne résistance même en présence de pH faiblement alcalin. Ces propriétés, garanties par la stabilité de son réseau de silicate amorphe, font de notre protagoniste le meilleur matériau pour contenir de la nourriture, boissons, préparations pharmaceutiques et produits chimiques ou réactifs.
Essais de résistance
Pour vérifier la résistance d'une composition de verre aux agressions chimiques, divers tests doivent être effectués, à la fois selon des méthodes normalisées et par des tests personnalisés, selon les besoins des clients.
Découvrons de quoi il s'agit, guidés par les explications des Stazione Sperimentale del Vetro.
Résistance aux alcalis selon ISO 695
Le test est effectué en suspendant, au moyen d'un fil inerte, un échantillon de verre plan de dimensions standard à l'intérieur d'une solution alcaline aqueuse, qui est portée à ébullition à l'intérieur d'un récipient métallique scellé spécial. A la fin de l'essai, le degré de corrosion alcaline de l'endommagement du verre est estimé par gravimétrie, c'est-à-dire en mesurant la perte de poids subie par l'échantillon à la suite de l'essai.
Résistance aux acides selon DIN 12116
Les conditions de départ sont les mêmes que dans le test précédent, mais une solution aqueuse d'acide chlorhydrique (HCl) est utilisée ici, qui est portée à ébullition à l'intérieur d'un récipient en verre spécial dans des conditions de reflux. A l'issue de l'essai, le degré de corrosion acide est estimé par gravimétrie, c'est-à-dire en mesurant la perte de poids subie par l'échantillon suite à l'essai.
Résistance hydraulique du verre en poudre selon ISO 719 et ISO 720
Le test est effectué en soumettant du grain vitrea, ayant une granulométrie bien définie, à l'attaque de l'eau milliQ à 98°C (ISO 719) ou 121°C (ISO 720). La quantité d'ions alcalins libérés du verre au cours de l'essai est ensuite déterminée en titrant la solution d'essai avec du HCl : plus la libération initiale d'alcali est élevée, plus la résistance chimique du verre à l'agression hydrolytique est mauvaise.
Résistance au lavage au lave-vaisselle
La vaisselle en verre doit garantir un niveau de durabilité adéquat face à l'agression des détergents utilisés pour son nettoyage au lave-vaisselle.
À l'aide d'un lave-vaisselle spécial, les différents articles peuvent être soumis à des cycles de lavage standard, prévus par la réglementation du secteur, pour déterminer leur résistance.
Sources : spevetro.it, pilkington.com, chimicamo.org
