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長期以來,玻璃作為一種良好的包裝材料,在包裝中得到了廣泛的應用。但近年來隨著包裝材料市場競爭的日趨激烈,業界對玻璃制品的要求也愈來愈高,改進玻璃生產工藝,開發新型玻璃已是大勢所趨。
據悉,國外有經驗人員正在通過以下兩種途徑研制新型玻璃。首先是通過改變玻璃中某種成分的含量來改變材料本身。較近由Saint-Gobain創造的AsolvexI型玻璃就是通過減少玻璃瓶中Al2O3含量而得來的。其次是在玻璃表面涂上具有輔助性能的薄涂層,來改善其表面功能特性。
Asolvex玻璃是一種新的I型玻璃。I型玻璃是硼硅酸鹽玻璃,具有抗化學性。Asolvex玻璃成分中Al2O3的含量比普通I型玻璃減少50%,而硅的含量相應增加,這使得Al2O3的析出較大地減少。在正常的非電離水情況下,在葡萄糖酸鈉溶液中甚至減少了75%(Al2O3的析出率對應于20毫升的注射液瓶在125℃條件下保持25分鐘)。
這種Al2O3析出的顯著減少為獲得新的包裝材料提供了可能,因為這一特性適用于對微量金屬元素敏感的產品,如酶或不含防腐劑及緩和劑的產品。該材料的應用潛力巨大,尤其是對于血液制品、營養品、生物制劑及遺傳工程藥物。
此外,玻璃可以用任何一種材料,如金屬、半導體、聚合物等來進行涂層處理。涂上厚度從1毫微米到1微米不等的薄涂層,不失為一種相對簡單便宜,且能有效改變玻璃表面性能,尤其是改變其抗裂強度和抗濕力的好方法。
雖然玻璃的抗裂強度相對較低,但其內部纖維強度卻非常高。玻璃跌落時之所以易碎,是由于其表面存在非常小(小于1微米)的缺點,破裂就從這些小缺點處延伸開來。生產中無法完全避免產生缺點,但卻可減少或者部分減少這種缺點。對玻璃表面進行處理,涂上一層非常薄的含硅農業生產體系化合物溶液就可以實現這一目的。因此類似玻璃的硅分子與玻璃反應,可形成一個固體網絡,從而變成固體涂層,粘附在玻璃表面,能有效填充表面裂痕。
有關測試表明,經過含硅農業生產體系化合物的處理,這些玻璃瓶的抗裂強度增加了1.5~2倍,現有的研究將使這些處理效果進一步改善,未來人類有望生產出幾乎不破的玻璃瓶罐。
玻璃表面的某些性能優勢使玻璃具有親水特性,該特性在某些情況下應予以避免。如在藥用領域,避免其親水特性則能使人們很容易地清空玻璃瓶內全部藥劑。Saint-Gobain已經開展了一項旨在解決該問題的研究計劃。用具有許多C-F化學鍵的疏水分子單層涂之(厚度為分子直徑大小),對玻璃表面進行處理,使得水潤濕角度達到120°。有關人員以植物葉子進行實驗,在電子顯微鏡下對其表面進行分析,并模擬了這種結構,采取毫微米尺寸的尖刺結構,以保留玻璃表面的透明性。實驗發現,水滴(可見的折射物)似乎懸浮在玻璃表面,這對于研制不可濕玻璃無疑是一個好消息。
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