Дипломная работа: Химическая устойчивость натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол

1.4 Исследование свойств стеклянных товаров из натрий- кальциевых и химико-лабораторных стекол

1.4.1 Исследования качества изделий из натрий-кальциевых стекол по наличию дефектов

К стеклянной продукции разного назначения, изготовленных из натрий-кальциевых, химически стойких и термически стойких стекол. Предъявляются следующие требования: (по ГОСТ)

- по форме, цвету и декору изделия должны соответствовать образцам-эталонам.

- на изделия допускаются дефекты не портящего товарного вида: обработанные сколы, редко расположенная свиль, мошка, пузыри в виде серпика в местах соединения.

- на изделия и декоративные элементы: переоплавления края, следы нарушения поверхности от формы и ножниц, не доведения или удлинения рисунка

- на натрий-кальций-силикатныестекла: волнистость поверхности граней, отступление в рисунке от образца эталона, не симметричность спая, кольцевидное утолщение в местах спая.

- количество инородных включений не имеющих вокруг себя трещин и посечек не превышающих норм ГОСТ

- овальностью края круглых изделий не должна превышать 2% от нормального диаметра, непараллельность края плоскости не должна превышать более 1.5мм. - для мелких изделий, 3.0мм. - средних, 4.0мм. – крупных, 5.0мм. – особо крупных изделий.

- разнотолщинность стенок в крае изделий не должна превышать 30%

- крышки и пробки подбирают к изделиям с не притертым стеблем чтобы плотно входил в горловину, допускается едва заметное качание.

- дно изделия должно обеспечивать устойчивое положение на горизонтальной поверхности.

1.4.2 Требования безопасности (экологические свойства)

Допускается миграция вредных веществ, выделяющихся из стеклянных изделий, контактирующими с пищевыми продуктами, устанавливается органами Госсанэпиднадзора в соответствующих нормативных документах, утвержденных в соответствующем порядке.

- водостойкость изделий должна быть не ниже IV гидролитического класса.

- стаканы и блюда для чая, тарелки для горячей пищи должны быть термически устойчивы. Выдувные изделия не должны разрушаться при перепадах температуры 90-70-20℃, прессованные 95-60-20℃.

- на изделия не допускаются: сколы, прорезанные грани, прилипшие кусочки стекла, режущие и осыпающие частицы стекла при декорирование изделий насыпью, сквозные посечки, инородные включения имеющие вокруг себя трещины и посечки.

- торцевая поверхность верхнего края и швы изделия должны быть гладкими.

- декоративное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность изделий, контактирующие с пищевыми продуктами, должно быть кислостойким.

- крепление ручек изделий и элементов декоративного оформления должно быть прочным.

Данные по определению дефектов на изделиях из натрий-кальций, цинковых и химико-лабораторных стекол представлены в (таблице №1.9.)

Для оценки качества по наличию дефектов были подобраны изделия разных методов выработки; выдувные, прессовыдувные, прессованные, по виду термообработки отожженные и закаленные.

Дефекты оценивались по происхождению, размеру, количеству, степени влияния в целом на качество.

1.4.3 Химическая устойчивость химико-лабораторных и натрий-калиевых стекол по отношению к воде

Вода имеет смешанный характер на стекла и является сильнодействующим реагентом. Водостойкость определялась для стекол марок Л-80К, Л-80М и АМК. Это натрий-кальциевые стекла, которые применяются для раствора химико-лабораторной посуды, бытовой кухонной и столовой посуды, в приборостроение медицине. Они содержат повышенное количества двуокиси кремния (SiO2) окиси кальция (CaO) и окиси алюминия (Al2O3).

Исследования показали в (таблице №1.10.) что эти стекла имеют очень высокую химическую устойчивость. Потери веса были навески зерен измельченного стекла были замечены в четвертом знаке после запятой (навеска была 2.0002). Поэтому (по ГОСТ) проведено титрование раствора, в которых проводилось кипячение зерен стекла. В растворе обнаружено наличие калия и натрия.

Испытанные стекла марок Л-80К, Л-80М и АМК выдержали испытания и по количеству расходования соляной кислоты на титрование (0.602-0.604мл/г) соответствуют нормам ГОСТ (0.2-0.8мл/г)

Результаты испытаний стекол на их водостойкость представлены в (таблице №1.10.).

1.4.4 Исследование химической устойчивости химико-лабораторных и натрий-кальциевых стекол

Стекло – материал, имеющий высокую химическую устойчивость к воде, кислотам и щелочам. Щелочи больше разрушают стекло, чем кислоты. В качестве реактивов для определения химической стойкости стекол использовали 20% раствор соляной кислоты 1-3% раствор уксусной и лимонной кислот и 0.4Н раствор едкой щелочи и кальцинированной соды. Химический состав исследуемых известково-натриевых, известково-калиевых и химико-лабораторных стекол приведены в (таблице №1.11.).

Выбор реагентов, время испытаний (кипячение в воде, кислоте, щелочам растворе проводилось учетом вида стекла, состава, его назначения и условий эксплуатации). Определяющим элементом в химической устойчивости стекол является содержание двуокиси кремния, а также содержание редкоземельных оксидов, количество окиси кальция, количество окиси алюминия, которые всегда повышают химическую устойчивость ко всем реагентам. Щелочные окислы металлов (Na2O и K2O) понижают химическую устойчивость стекол.

1.4.5 Исследование химической устойчивости стекол по отношению к кислотам

Испытания проводились по методикам ГОСТ путем кипячения изделий в 20% растворе соляной кислоты в течение 6 часов для химико-лабораторной посуды.

В (таблице №1.12.) представлены средние значения результатов испытаний кислотоустойчивости. Критерием оценки была потеря веса образца изделий после испытаний. Потери веса составляли 0.0050-0.0052мг/. По нормам ГОСТ допустимые потери веса (с площади образца) после кипячения 0.006мг/.

Свидетелем высокой химической устойчивости химико-лабораторной посуды является высокое содержание кремнезема который образует на поверхности стекла изделий пленку двуокиси кремния (SiO2) высокой плотности, которая защищает стекло от разрушения (т.е. от перехода других компонентов стекла в раствор) высокую химическую устойчивость имеет также стекло №5, борное, с содержание борного ангидрида (B2O3) – 12.7 % вес в (таблице №1.11.)

Стекло №3 содержащие окиси кальция (CaO) - 10.0% которая также повышает химическую устойчивость стекол, особенно по отношению к кислотам.

Самая высокая химическая устойчивость оказалась у кварцевого стекла, состоящего из чистого двуокиси кремния (SiO2). Это стекло применяется в приборостроение (испытанное стекло предназначено для изготовления выскоземетров), в электронных (в лампах накаливания), и для разного ассортимента химико-лабораторной посуды.

1.4.6 Химическая устойчивость химико-лабораторных стекол по отношению к щелочам

В качестве объектов были избраны практически те же объекты, что и для определения водостойкости и кислотоустойчивости по отношению к 2Н (двунормальный раствор) содовому раствору (щелочной раствор) путем кипячения в течение двух часов учитывались вес и площадь образцов изделий. В (таблице №1.13.) представлены средние значения щелочеустойчивости стеклянной продукции, как химико-лабораторной посуды (АМК, Л-80, ХЛП) это отожженные стекла, которые кроме прямого назначения применяют и для производства кухонной и чайной посуды.

Потери веса составляли от 0.80 до 1.2мг/. Нормы потерь по ГОСТ 1.1-1.7мг/.

По составу испытанная продукция была, в основном из алюмо-боро-силикатных отожженных стекол, а стекла марки АМК- натрикальциевые.

Щелочеустойчивость тем выше, тем больше содержаться в стекле кислотных окислов (SiO, Al2O3, B2O3, CaO) щелочные компаненты: окись калия (K2O) и окись натрия (Na2O) щелочеустойчивость понижают. Поэтому при содержании рецептов стекол всегда строго учитываются назначение изделий, их условия эксплуатация. Положительно влияют на щелчеустойчивость и вцелом на химическую устойчивость, редкоземельные элементы (TiO2 - титана, ZrO2 - циркония, Li2O - лития), которые все чаще вводят в рецептуру промышленных составов стекол.

Таблица №1.13. Химическая устойчивость химико-лабораторных стекол по отношению к щелочам. (Щелочестойкость стекол).

Группа опытов	Масса образца до испытания г.	Масса образца после испытания г.	Потери массы образца мг.	Площадь образца	Потери мг/	Среднее арифметическое значение мг/	Средние арефмитическое, опытов для стекол
							АМК	Л-80 ХЛП
1	1,9057 1,5449	1,8930 1,5342	12,6 10,7	12,64 10,56	0,997 1,013	1,005	1,2	1,0
2	1,6473 1,7631	1,6362 1,7513	11,1 11,8	11,18 12,02	0,993 0,982	0,987	0,80	0,98
3	1,7223 1,6361	1,7107 1,6249	11,6 11,2	11,91 11,12	0,974 1,007	0,99	1,2	1,2
∗нормы щелочестойкости химико-лабораторных стекол по ГОСТ 1.1-1.7 мг/

1.5 Анализ химического состава стекла

Для получения изделий с необходимыми свойствами с учетом их назначения изменяют их химический состав стекла. Так при замене окиси натрия окись калия стекло приобретает повышенный блеск и чистый оттенок, оно более легкоплавкое, формовочные свойства выше, ниже твердость, выше прозрачность .

Известково-калиевые стекла чаще выдувают и применяют для лучших сортов посуды и художественно-декоративных изделий.

Составы стекол для изготовления посуды должны отвечать следующим требованиям:

- иметь хорошую варочную способность и малую склонность к кристаллизации.

- хорошо поддаваться механической и химической обработке.

- иметь выработочные свойства, способствующие высокой производительности, а при выработке изделий сложной конфигурации должно быть обеспечено медленное затвердевание стекломассы в процессе изготовления изделий; иметь достаточную химическую и термическую устойчивость. Свинец и барий содержащие стекла более легкоплавкие, имеют меньше вязкость, медленно затвердевают, поэтому из них можно легко изготавливать изделия сложной конфигурации.

На любом стекольном предприятии главным качеством продукции является точное соблюдение рецепта стекла на всех этапах технологического процесса.

Контроль состава стекла производится на всех этапах: при подготовке сырья, в процессе и после варки стекла, в процессе формирования изделий. В экспериментально-товароведной деятельности контроль состава является предметом идентификации продукции, а при оценке качества состав стекла является важнейшей фактором для установления причин несоответствия товаров, норм, стандартов.

Для химического анализа был избран классический состав известково-натриевого стекла, из которого производится очень широкий ассортимент товаров разного назначения. Ведущие компоненты этого стекла двуокись кремния (SiO2) – главные стеклообразовтель, щелочные компоненты окись натрия (Na2O) – и окись калия (K2O), окись кальция (CaO) в данном стекле 7%, что позволяет повысить химическую и термическую устойчивость особенно это важно для химико-лабораторной посуды, где присутствие таких окислов, как магний (MgO), (B2O3) так же целесообразно и оправдано.

В работе был выполнен химический анализ известково-натриевого стекла марки «Л-80К», из которого производятся множество разных видов изделий, предназначенных для оснащения химических лабораторий, т.е. разная лабораторная посуда: воронки, стаканы, пробирки, мерные цилиндры. Кроме этого данное стекло применяют для изделий в сфере медицины (пипетки, приборы, мед-посуда и т.д.) и для производства бытового назначения (посуды столовой, чайной).

На заводе «Дужная горка» из данного состава стекла в оснавном вырабатывают химико-лабораторную посуду и по мере возможности посуду бытового назначения, это изделия для напитков графины и стаканы.

Названная продукция производится методом выдувания, по виду термообработки отожжения. Периодически химико-лабораторную посуду из стекла «Л-80К» подвергают дополнительной обработке методом закалки края с целью повышения прочности и термической устойчивости. В (таблице №1.14.) представлены химический состав результаты химического анализа стекла «Л-80К».

Таблица №1.14. химический состав и результаты химического анализа стекла «Л-80К».

ℵ	Сырьевой состав	Наименование окислов	Содержание окислов в % по массе
			заданный	Нормы отклонения	Анализ состава (прибор спектрон)
1 2 3 4 5 6 7	Кварцевый песок Глинозем Доломит Мел Борная кислота Сода Поташ	SiO2 Al2O3 MgO CaO B2O3 Na2O K2O	71.5 2.5 3.0 7.0 1.0 14.0 1.0	±1.0 ±0.5 ±0.5 ±0.5 ±0.2 ±0.5 ±0.2	70.1 2.54 2.95 7.03 1.40 14.51 1.05
∗Химический анализ стекла выполнен в лаборатории завода химико-лабораторной посуды приборов «Дружная горка».

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11