Характеристика стекла
Стекло
— это аморфный изотропный, твердый и хрупкий термопластичный и, в большей или меньшей мере, прозрачный материал, получаемый при остывании расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (окислы кремния, бора, алюминия, фосфора, титана, циркония и др.) и окислы металлов (лития, калия, натрия, кальция, магния, свинца и др.). По типу стеклообразующего компонента различают стекло силикатное (на основе SiO2), боратное (В2О3), боросиликатное, алюмосиликатное, бороалюмосиликатное и др. В частности, стеклянная тара для пищевой продукции обычно производится из силикатного стекла, содержащего SiO2 , - Na2О - СаО - МgО – Аl2О3 и незначительные количества других веществ (окиси бора, окиси железа, борный ангидрит и т. д.). Конкретный состав данного стекла определяется условиями эксплуатации, методами формования тары и другими факторами. Стекло для парфюмерной продукции должно обладать особым блеском и прозрачностью, поэтому в его составе отсутствуют окиси железа и других металлов. В фармацевтике обычно применяют натриево-кальциевое стекло, а для упакования физиологических препаратов (например, плазмы) — очень дорогостоящее нейтральное боросиликатное стекло. Процесс изготовления стекла довольно энергоёмок, так как вначале промытый песок необходимо нагреть до температуры 500—600 °С для испарения имеющихся в нем органических веществ, затем охладить для удаления пузырьков воздуха и снова нагреть и расплавить вместе с компонентами шихты при температуре 1600—1700 °С. После этого стекломасса охлаждается до температуры 1000—1200 °С и подаётся для изготовления стеклянных изделий. Кроме этого, изделия из стекла подвергаются дополнительной термической обработке в виде отжига или закалки. Отжигом обеспечивается снятие внутренних напряжений в стеклянных изделиях, а закалкой достигается значительное повышение механической прочности и термической стойкости стекла.
Ярко выраженными положительными свойствами стекла являются следующие: высокая механическая прочность на сжатие, хорошая теплостойкость, чистота и высокая химическая стойкость, абсолютная герметичность по отношению к жидкостям и газам, прозрачность, стеклянная тара хорошо очищается (отмывается) от находившегося в ней продукта, пригодна к многократному использованию, обладает хорошим соотношением между ценой и потребительскими характеристиками и, наконец, стекло легко повторно перерабатывается неограниченное количество раз. К недостаткам следует отнести высокую хрупкость стекла при ударных воздействиях и относительно большой удельный вес (плотность стекла — 2—2,21 г/см3; предел прочности: при изгибе — 40 МПа; сжатии—до 600 МПа; ударном изгибе — 0,2—0,3 МПа).
