Идентификация и фальсификация стекла

Стекло по природе исходных компонентов подразделяется на стекло органическое и силикатное. Органическое стекло — это прозрачный аморфный материал, характеризующийся изотропностью, т. е. равномерностью свойств независимо от направления. Вторым характерным свойством стекла (или веществ в стеклообразном состоянии) является отсутствие точной температуры перехода из твердого в жидкое состояние. При аморфной структуре частицы (атомы, молекулы), составляющие вещество, располагаются в правильном порядке только лишь в элементарной ячейке, построенной так же, как и в кристалле, но за пределами ячейки в отличие от кристаллических веществ правильного порядка не наблюдается, т. е. каждая элементарная ячейка расположена по отношению к другой без определенного порядка (например в аморфном кварце).

Существует несколько гипотез происхождения стекла и его строения. Точного определения понятия “стекло” нет, поэтому пользуются такой формулировкой: “Силикатным стеклом называются все аморфные (т. е. с неупорядоченным, по преимуществу, молекулярным строением) тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области застывания и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел; процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обязательно обратимым”.

По мнению Менделеева, стекло есть некристаллический (аморфный или коллоидный) кремнеземнистый сплав окислов.

Вместе с этим точного определения понятия стекла еще

нет.

Идентификация стекла — это установление соответствия физических величин и химического состава стекла, т. е. природы исходных компонентов и методов их выработки и обработки требованиям стандартов.

При идентификации стекла решаются следующие задачи:

[] установление ассортиментной (видовой) принадлежности стекла;

[] установление вида обработки;

Q установление физических величин стекла;

[] установление химического состава стекла;

[] установление сорта стекла;

? установление реквизитов маркировки, упаковки и товарно-сопроводительной документации.

Ассортиментная идентификация стекла — это установление соответствия ассортиментной или видовой принадлежности стекла общепринятой классификации стекол.

По природе исходных компонентов стекло подразделяется на органическое и силикатное.

Органическое стекло — это прозрачный твердый аморфный материал на основе органических полимеров (например полиакрилатов), полистирола, поликарбонатов (в промышленности термин “стекло органическое” чаще всего относят к листовому полиметилметакрилату). Отличается сравнительно невысокой плотностью, малой хрупкостью, размягчается при значительно более низкой температуре (60 "С), чем силикатное (600 °С).

Полиметилметакрилатное органическое стекло получают радикальной полимеризацией метилметакрилата в массе в присутствии перекиси бензоила, перекиси лаурила, динитрила азои- зомасленной кислоты и др. Исходным сырьем для полиметилметакрилата служит метиловый эфир метакриловой кислоты, вырабатываемой из этилена, пропилена, молочной кислоты.

В зависимости от назначения органического стекла в состав полимеризационной смеси могут входить пластификаторы, красители, глушители, стабилизаторы, а также другие акриловые мономеры. Наиболее распространенные пластификаторы — эфиры фталевой кислоты. Для окрашивания органического стекла применяют жирорастворимые и дисперсные красители, растворимые в мономере и совместимые с полимером. Возможно применение нерастворимых в мономере пигментов. Замутнителями в производстве светорассеивающего оргстекла служат полистирол и пигменты. Эфиры салициловой кислоты, производные бензот- риазола, диоксибензофенона, являются светофильтрующими веществами, при использовании которых получают органическое стекло, поглощающее УФ-излучение. Сополимеризация метилметакрилата с другими акриловыми мономерами или стиролом, а также введение термостабилизирующих добавок позволяют получить оргстекло с термостойкостью до 200 "С.

Силикатное стекло — это твердый аморфный прозрачный в той или иной области оптического диапазона (в зависимости от состава) материал, полученный при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды Si, В, AI, Р и т. д.) и оксиды металлов (Li, К, Mg, Pb и т. д.).

В зависимости от вида обработки стекла различают ручное выдувание, прессование, прессовыдувание и центробежное литье, а так же вытягивание, прокатку, моллирование, тихоходное выдувание.

Ручное выдувание осуществляется с помощью стекловыдувной трубки из стали с резиновым баллончиком на верхнем конце. Изделие сложной формы с дополнительными деталями (ножками, ручками) выдувают по частям: сначала изготовляют корпус, к которому после нагревания присоединяют нагретые до размягчения детали.

Прессование широко применяется в производстве стеклянной посуды, так как является самым производительным и экономичным способом выработки посуды и других изделий. Прессованные изделия отличаются от выдувных большей толщиной стенок, меньшей прозрачностью и большей массой.

Прессовыдувание применяется для изготовления изделий, у которых внутренний верхний диаметр меньше, чем нижний. Как и прессованные, прессовыдувные изделия отличаются большей толщиной и наличием рельефных украшений, полученных в процессе формования изделий.

Центробежное литье применяют при изготовлении ваз для цветов, салатников, корпусов ваз для фруктов и других изделий, которые получают введением расплавленной стекломассы в быстро вращающиеся металлические формы. При этом стекломасса под действием центробежных сил равномерно распределяется по стенкам формы, подымается до верхнего края, где излишек стекла срезается.

Отечественная промышленность производит также пеностекло — ячеистый материал, получаемый спеканием тонко- измельченного стеклянного порошка и порообразователя (кокс, мел и др.). Пеностекло обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, малой плотностью, легко поддается механической обработке и склеиванию. Применяется для теплоизоляции, как плавучий материал. Из пеностекла с открытыми порами изготавливают фильтры для кислот и щелочей.

Идентификация качественных показателей — это установление соответствия физических и химических показателей качества требованиям стандартов.

Свойства стекла определяются показателями, характеризующими физические и химические свойства. Физические свойства определяются физическими методами и не сопровождаются изменением химической природы стекла. Вязкость, плотность, отношение стекла к механическим воздействиям, к температуре, свету, электрическому току характеризуют главным образом физические свойства стекла, и каждое из этих свойств зависит от химического состава стекла.

Идентификации физических величин стекла — это установление соответствия ширины, длины, толщины стекла, наружных радиусов углов, термостойкости и коэффициента направленного пропускания света требованиям стандартов.

Физические величины стекла (ширина, длина, толщина) измеряют с помощью штангенциркуля в соответствии с ГОСТ 166-89 в трех точках по длине стекла с погрешностью до 0,1 мм. Толщину коробчатого и ребристого стекла измеряют штангенциркулем по ГОСТ 166-89 или микрометром по ГОСТ 6507-90 в трех точках. При измерении толщины стекла с рифленой или узорчатой поверхностью высоту рифления или узора включают в номинальную толщину. Физические величины стекла представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Физические величины стекла, мм

Толщина

Длина

Ширина

2-2,5

От 500 до 1600

От 400 до 800

3

От 600 до 1800

От 400 до 1200

4

От 600 до 2200

От 400 до 1300

5-6

От 600 до 2500

От 400 до 1600

Наружные радиусы углов стекла проверяют шаблоном в соответствии с ГОСТ 4126-82.

Отклонение от прямого угла, образуемою лицевыми и боковыми поверхностями стекла, определяют угольником в соответствии с ГОСТ 3749-77 путем наложения его на лицевую поверхность стекла перпендикулярно к длине стекла и последующего измерения щупом в соответствии с ГОСТ 882-75 максимального зазора между боковой поверхностью стекла и другой стороной угольника.

Остаточные внутренние напряжения в стекле определяют поСТ СЭВ 2052-79.

Коэффициент светопропускания неокрашенного стекла определяют в соответствии с ГОСТ 111-2001 “Стекло листовое”). Коэффициент направленного пропускания света должен быть не менее:

  • 0,87 — для листов стекла толщиной 2-2,5 мм;
  • 0,86 — для листов стекла толщиной 3 мм;
  • 0,85 — для листов стекла толщиной 4 мм;
  • 0,84 — для листов стекла толщиной 5~6 мм.

Справочный коэффициент рассеянного пропускания света должен быть не менее:

  • 0,84 — для листов стекла толщиной 2~2,5 мм;
  • 0,82 — для листов стекла толщиной 3~4 мм;
  • 0,80 — для листов стекла толщиной 5~6 мм.

Для определения цвета изделие из бесцветного стекла кладется на гладкую белую бумагу. Просматривая ее через утолщенные части (дно) отмечают цветовые оттенки стекла. Далее три листа оконного стекла, накладывают друг на друга и просматривают их на фоне белого листа бумаги и сравнивают с образцом-эталоном.

Твердость стекла определяют в соответствии с ГОСТ 30407-96 с помощью минералогической шкалы твердости. Для этого по гладкой поверхности изделия из стекла проводится черта острым углом минерала (со средним нажимом). Если царапина получилась нечеткой, необходимо провести рядом черту более твердым минералом. Так следует поступать до тех пор, пока не образуется царапина, которую нельзя стереть пальцем. Твердость стекла характеризуется твердостью того минерала, который оставил черту (царапину).

Термостойкость стекла определяют в соответствии с ГОСТ 25535-82, водостойкость — в соответствии с ГОСТ 10134.1-82. Для определения термической устойчивости изделий из стекла целесообразно вскипятить чайник с водой, налить в стакан горячую воду температурой не менее 95 °С. Дать воде остыть до 65 °С и вылить воду из стакана. Быстро опустить стакан в воду с температурой 20 "С. Термическая устойчивость изделий из стекла определяется нагреванием ее до 55 °С и быстрым охлаждением до 15 °С.

Идентификация химического состава стекла — это установление качественного и количественного состава стекла в соответствии с ГОСТ 30407-96.

Химический состав обычных, широко распространенных стекол приближенно можно выразить так называемой нормальной формулой стекла: R.,0 • RO • Si02. Так, к группе RaO относятся щелочные оксиды (Na20, К20,1л20), к группе RO — щелочноземельные оксиды (MgO, РЬО, СаО), к группе Si02 — А12Оз и В203.

Важно отметить, что стекла сложного химического состава не могут быть выражены ни “нормальной формулой стекла”, ни другими предложенными формулами.

Стекла очень разнообразны по химическому составу и методам их получения. Для изготовления стекол в настоящее время используют около 80% элементов периодической системы (кислород, кремний, кальций, магний, свинец, барий, цинк, натрий, калий, бор, алюминий и др.).

Существует несколько классификаций стекол, наиболее распространенная из них — классификация Китайгородского. По ней все стекломассы классифицируются по химическому составу (табл. 4.3), а все стеклоизделия — по методам их выработки и обработки.

Таблица 4.3

Ориентировочные химические составы стекол, %

Окислы

Оконное

стекло

Сортовое

выдувное

стекло

Сортовое

прессовое

стекло

Ламповое

стекло

Бутылочное темное стекло

Si02

71,5

74-75,5

73-75

73-74

68-72

А1,Оя

1,6-1,8

0,5-0,6

0,8-1,0

1,0-1,5

4,5-7,0

Fe2Os

0,2

До 0,03

0,1

0,3-0,4

2,0-3,0

СаО

8,5

7,0-9,0

6,0-7,0

12,5-13,0

11,0-13,0

MgO

3,5

2,0-3,0

0,8-1,5

Na,0

15,0

10-10,5

15,0-16,0

11,5-12,5

10,0-11,0

К20

5,0-5,5

Стеклообразующие соединения, встречающиеся в стеклах, подразделяются на следующие группы:

  • 1) стеклооснования;
  • 2) стеклоокислы (окислы натрия, калия, кальция, магния, бария, свинца и значительное количество красящих окислов);
  • 3) амфотерные окислы (окислы алюминия, хрома и железа).
  • 4) стеклосоли (Na2S04, NaNOs, KN03, NaCI, CaS04, Na2C03H другие соли, которые частично диссоцируют в стекле на ионы). Стеклосоли растворяются в стекломассе в очень небольших количествах.

В натриеизвестковых и калиеизвестковых стеклах содержится одновалентных окислов 15-17%, двухвалентных — 8,5-9,5% и кремнезема — 73-76%.

Хрустальные стекла содержат: РЬО — 23-28% (бывает до 38%); тяжелый хрусталь содержит Si02 от 50 до 58%, легкий — более 59%.

Для придания стеклу комплекса необходимых свойств в качестве стеклообразователя (Si02) добавляют другие окислы (модификаторы, К20, СаО, РЬО, окислы титана и магния).

Информационная идентификация стекла — установление соответствия реквизитов маркировки, товарно-сопроводительной документации требованиям стандартов (ГОСТ 21992-83).

Маркировка стекла должна состоять из марки, длины, высоты, толщины, наличия цвета (Ц) и армирования (А), характеристики поверхности и обозначения настоящего стандарта. Пример условного обозначения швеллерного стекла марки ШП-300, длиной 3600 мм, высотой 40 мм, толщиной 5,5 мм, бесцветного, неармированного, с гладкой поверхностью: ШП-300-3600-40-5,5. То же, но цветного, армированного, с рифленой поверхностью ШП-300-3600-40-5,5-Ц-А-Р (ГОСТ 21992-83).

Стекло должно быть упаковано в транспортные пакеты в соответствии с техническими условиями, утвержденными в установленном порядке.

Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую партию стекла документом о качестве установленной формы, в котором указывают:

[] наименование и адрес предприятия-изготовителя;

[] наименование, цвет и условное обозначение стекла;

[] количество стекла, м2;

[] результаты физико-механических испытаний;

[] номер партии и дату изготовления;

[] наименование уплотнителей и герметиков.

В соответствии с ГОСТ 14192-96 в каждый транспортный пакет должен быть вложен ярлык, в котором указывают:

G наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

[] условное обозначение стекла;

[] количество стекла, м2;

Q номер упаковщика и дату упаковывания.

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Расскажите об идентификации ассортиментной (видовой) принадлежности стекла.
  • 2. Как производится идентификация физических величин стекла?
  • 3. Что такое идентификация химического состава стекла?
  • 4. Как называется установление соответствия реквизитов маркировки, упаковки и товарно-сопроводительной документации?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >