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改善玻璃安瓿熔封过程中的化学稳定性

2022-11-07 11:01:48
安瓿玻璃的内部过滤进入液体,主要是碱性的氧化剂,这会改变里面的药剂的组成,所以在很久以前,工业上就有了“中性”的安瓿,中性的腐蚀特性,以及安瓿的化学稳定性。从化学角度来说,“中性”是将中性溶液倒入安瓿,然后用安瓿瓶熔封机进行密封,在规定的一段时间内,无碱金属氧化物进入溶液,也就是说,溶液中的氢离子浓度不会发生变化,这是为了确保药剂的质量和安全性。
国内第一批生产安瓿玻璃的原料是普通的钠钙硅,但经过安瓿瓶熔封机的熔封,其化学稳定性很差。早期的改良方法,是将一定数量的硼化硼加入到玻璃中,从而极大地提高了玻璃的化学稳定性。但是,由于体系中加入了少量的氧化硼,其化学稳定性得到了改善,处理工艺性能得到了改善,但是当装有高 pH的磺胺或氨茶碱时,发生了严重的脱片,即SiO2-Al2O3-B2O3-CaO-R2O体系制成的安瓿玻璃。
钡硼硅酸盐体系安瓿的玻璃组分是在加入了氧化硼的钠钙硅玻璃后,加入了氧化钡而得到的。硼硅酸盐玻璃易分相,具有较大的离子半径、较强的极性和容易溶解,尤其是对玻璃分相有较大影响,但如果采用连接结构,则会降低化学稳定性,抑制分相,从而提高了玻璃的化学稳定性。但是由于 BaO含量太高,易形成二次泡沫,而且 BaO对耐火材料的腐蚀也很大,因此国内的安瓿玻璃中 BaO含量并不高。
锌硼硅玻璃体系安瓿的组成是在成份中加入氧化锌以使其容易溶解,而氧化锌则可使其高温粘度下降。由于国内的硼矿资源较少,因此,硼矿的成本较高。为减少安瓿玻璃的生产成本,尽量减少使用氧化硼,但减少氧化硼的用量,会增加SiO2和Al2O3的含量,从而增加熔融的难度,因此,采用 ZnO,不但容易熔化,而且使用含有 ZnO的玻璃瓶,可以改善内部的平滑度,而不会形成液体。
锆明硅酸盐体系安瓿玻璃是以低硼玻璃为原料,加入氧化锆,可以改善安瓿的耐碱性能,降低硼含量,降低生产成本,并采用多种二价氧化物,以减小高酸度溶液对玻璃的腐蚀。锆为四价离子,具有0.08 nm的离子束,是一种具有较高电场强度的离子,它与Al2O3一样,是一种与Al2O3类似的中间体,它会吸收自由氧,形成四面体。ZrO2的耐水性、耐碱、耐酸性都是二价和三价氧化物中最好的,它的化学稳定性很好,但是ZrO2的溶解度较低,所以很难加入,-一般在2%~3%之间。
从安瓿的玻璃组成可以看出,安瓿玻璃的基本成份以硼硅体系为主,并分别添加少量的氧化钙、 BaO、 ZnO、Zr02,以改善安瓿玻璃的化学稳定性,并使其容易溶解,因此,B2O3的含量和安瓿玻璃的成本降低。


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本文作者:宏精机械
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