搪玻璃產(chǎn)品被廣泛的應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、輕工、食品、冶金和國防工業(yè)系統(tǒng),在國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮出巨大的作用。為什么諸多工業(yè)選用搪玻璃產(chǎn)品?首先該從搪玻璃產(chǎn)品所具備的特性展開討論。
目前,世界科學技術(shù)迅速發(fā)展,新材料不斷涌現(xiàn),而搪玻璃未能被新材料所取代反而在持續(xù)發(fā)展,其理由是搪玻璃材料具備五大特性。
1. 耐腐蝕性
以二氧化硅為主體的玻璃質(zhì)釉經(jīng)高溫燒成的玻璃層,其化學穩(wěn)定性很強,能耐各種濃度的鹽酸、有機酸、無機酸、弱堿和有機溶劑的腐蝕(*氟酸和含氟離子介質(zhì)及180℃以上熱磷酸和50℃以上的強堿溶液不適合)。
特別是化工醫(yī)藥行業(yè)常用的不銹鋼材料,不耐鹽酸的腐蝕,致使使用鹽酸生產(chǎn)場合,成為搪玻璃產(chǎn)品的用武之地。
(1)搪玻璃層的耐酸性能,因為瓷釉配方組成成分不同而不同,且搪燒控制溫度也不同。一般的說,含二氧化硅較高的瓷釉,搪燒溫度略高,玻璃層耐酸性能也會較好。但凡是耐酸性能較好的玻璃層則耐堿性能會較弱。在化工過程中,往往會出現(xiàn)酸堿交替場合,所以,對搪玻璃產(chǎn)品的選用,要考慮耐腐蝕的綜合性能。
國標GB25025-2010規(guī)定的搪玻璃層的理化性能指標見表1-1
表1-1 搪玻璃試件搪玻璃層的理化性能指標
項 目 | CH | WCH | 試驗方法 | ||
通用性 | 耐酸性 | 耐堿性 | |||
耐20%沸騰鹽酸168h腐蝕性/【g/(m2.d)】 | ≤1.2 | ≤0.5 | ≤3.0 | -- | GB/T7989 |
耐0.1mol/L,80℃氫氧化鈉24h腐蝕性/【g/(m2.d)】 | ≤5.0 | ≤8.0 | ≤2.0 | -- | GB/T7988 |
耐沸騰水336h腐蝕性能/【g/(m2.d)】 | ≤0.5 | -- | -- | -- | HG/T2377 |
耐溫差急變性/℃ | ≥200 | ≥180 | ≥180 | ≥200 | GB/T7987 |
耐機械沖擊性/ J | ≥220x10-3 | ≥220x10-3 | ≥220x10-3 | ≥220x10-3 | GB/T7990 |
(2)國外同行對搪玻璃層的耐腐蝕性能有較深入的研究,可作參考。
表1-2 543-7搪玻璃釉耐腐蝕性能
介質(zhì) | 濃度% | 溫度℃ | 腐蝕速度mm/a | 瓷面現(xiàn)象觀察 |
鹽酸HCL | 5 | 100 | <0.125 | 微失光 |
10 | 100 | <0.125 | 微失光 | |
20 | 100 | <0.125 | 微失光 | |
36 | 100 | <0.125 | 微失光 | |
硫酸 H2SO4 | 20 | 100 | <0.125 | 微失光 |
50 | 100 | <0.125 | 微失光 | |
硝酸 HNO3 | 20 | 100 | <0.125 | 微失光 |
溴氫酸 HBr | 20 | 100 | <0.125 | 微失光 |
磷酸 H3PO4 | 98 | 100 | >1.25 | 腐蝕嚴重 |
20 | 100 | <0.125 | 微失光 | |
碳酸鈉Na2CO3 | 20 | 75 | 0.125~0.5 | 失光,但可使用 |
苛性鈉NaOH | 4 | 75 | >1.25 | 腐蝕嚴重 |
磷酸鈉Na2PO4 | 20 | 100 | 0.125~0.5 | 失光,但可使用 |
(3) 國內(nèi)的543-7的搪玻璃釉,在耐腐蝕、抗械沖擊、耐磨損及耐溫差急變性能方面,具有較好的綜合能力,見1-2。
2.不粘性
玻璃層表面光滑,少死角,則不容易粘附物料,容易清洗,某些生產(chǎn)工藝很需要。
在藥品生產(chǎn)過程中,藥用設(shè)備要求符合GMP要求(即藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)。GMP要求對盛裝藥品的設(shè)備(容器),結(jié)構(gòu)簡單,表面光滑,少死角,易清洗。這是藥品生產(chǎn)的特殊需要,也是藥品保證純度,不污染細菌的必需條件。所以,在原料生產(chǎn)中,會大量選用搪玻璃設(shè)備??傊蛐枰邢到y(tǒng)清洗的場合,由于玻璃表面不容易粘附物料的特性,搪玻璃設(shè)備成了設(shè)計者選用的對象,玻璃表面不粘性可與聚四氟乙烯相比美。
3.隔離性
設(shè)備內(nèi)表面涂搪玻璃層后,會使介質(zhì)與含鐵的鋼體不會直接接觸。在生產(chǎn)過程中,介質(zhì)不可能溶入鐵離子,這對藥品,染料等生產(chǎn)尤為重要,藥典對藥品含鐵量有嚴格要求,在染料工業(yè)中,若染料溶入鐵離子,色度將受影響。
4.絕緣性
玻璃層絕緣性能良好,在真空試驗條件下0.4mm玻璃層能耐20KW高電壓的沖擊。因此,搪玻璃產(chǎn)品適用于介質(zhì)帶電荷操作的工藝過程,以及生產(chǎn)中會產(chǎn)生電荷的工藝場合,有的化學過程,物料需要外加電荷,促使過程加快,玻璃層的絕緣性正適合了這種場合。
5.保險性
玻璃分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不滲透,不溶解。它對液體食品,釀造制品,飲料產(chǎn)品具備很好的保險性能,能長久地保持其物品的真實香味。市場上酒類飲品大都用玻璃瓶盛裝,主要是利用玻璃的保險性。
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