Състав и суровини за бутилково стъкло

Има много начини за класифициране на състава на стъклото за бутилки. Според различното съдържание на оксид в стъклото на бутилката, то може да бъде разделено на компоненти от натриево-калциево стъкло, стъклени компоненти с високо съдържание на калций, стъклени компоненти с високо съдържание на алуминий, но тази класификация не е строга. Например, съдържанието на Ca0 е висококалциев компонент, а съдържанието на Al2O3 е високоалуминиев компонент. Трудно е да се постави ясна граница. Тук е само за удобство на проучването и обяснението.
Според различните употреби на стъкло за бутилки, компонентите на стъклото за бутилки могат също да бъдат разделени на компоненти за стъкло за бутилки за бира, компоненти за стъкло за бутилки за алкохол, компоненти за стъкло за консерви, компоненти за стъкло за медицински бутилки и компоненти за стъкло за реагенти и химически суровини. Съгласно изискванията за ефективност на стъклото за различни приложения, стъклените компоненти трябва да бъдат проектирани по целенасочен начин, за да се намалят разходите.
По-често срещаният метод в Китай е да се разделят видовете стъклени компоненти според цвета. Обичайно е да се разделя на високо бял материал (Fe2 O3< 0.06%), bright material (ordinary white material), semi-white material (light blue material Fe2O3<0.5%), color material, and milky white material. Common high-white materials are generally used for high-end wine bottles and cosmetic bottles; semi-white materials are used for canned bottles, which contain a certain amount of Fe2 O3, mainly used to absorb ultraviolet rays, containing Fe2 O3 <0.5%, and the ultraviolet limit is below 320nm. Beer bottles are green or amber, and the absorption limit is about 450nm.

Съставът на стъклената бутилка от натриев вар се основава на тройната система SiO2-CaO-Na2O с добавени Al2O3 и MgO. Разликата от плоското стъкло е, че съдържанието на Al2O3 в бутилковото стъкло е сравнително високо, съдържанието на CaO също е сравнително високо, а съдържанието на MgO е сравнително ниско. Независимо от вида на формовъчното оборудване, независимо дали става дума за бирени бутилки, бутилки за алкохол или консерви, този тип композиция може да се използва и трябва да се направи само известна фина настройка според действителната ситуация. Неговият състав (масова част) варира от: SiO270% до 73%, Al2O3 2% до 5%, Ca07,5% до 9,5%, MgO1,5% до 3%, R2O13,5% до 14,5%. Този тип състав се характеризира с умерено съдържание на алуминий. Може да се използва силициев пясък, съдържащ Al2O3, или могат да се въведат оксиди на алкални метали, като се използва фелдшпат, за да се спестят разходи. Количеството Ca0+MgO е сравнително високо и скоростта на втвърдяване е сравнително бърза, за да се адаптира към по-високи скорости на машината. Част от MgO се използва за заместване на CaO, за да се предотврати кристализирането на стъкло в отвора за потока, канала за материал и захранващото устройство. Умереният Al2O3 може да подобри механичната якост и химическата стабилност на стъклото.

Съотношението на MgO и CaO в натриево-варовото стъкло има голямо влияние върху скоростта на топене и характеристиките на кристализация на стъклото. Изследванията установяват, че когато съотношението MgO/CaO е 0.49~0.50, което се намира в ниската евтектична точка на фазовата диаграма на бинарната система MgO-CaO, скоростта на топене на стъклото е най-бързият, горната гранична температура на кристализацията на стъклото е най-ниската и тенденцията на кристализация е малка.

Съставът с високо съдържание на калций е традиционният състав на бутилка. През 70-те години на миналия век Япония подобри състава на натриево-калциевата система до състав с високо съдържание на калций, за да отговори на нуждите на високоскоростното формоване. Понастоящем съставът на високо калциево стъкло е основната компонентна система от бутилково стъкло и неговият състав (масова фракция) варира от: SiO270%^~73%, CaO9,5%~11,6%, R2013,5%~15%.
Основните характеристики на стъклото с високо съдържание на калций са следните.
1. Намалете разнообразието от суровини и опростете обработката на суровините и процеса на дозиране.
2. Въведете повече CaO и използвайте гранулиран варовик с размер на частиците от около 1,5 mm като суровина, която реагира със силициев пясък при по-ниска температура, което е благоприятно за топене; при висока температура Ca0 може да намали вискозитета, което е благоприятно за избистряне.
Увеличаването на скоростта на втвърдяване на стъклото допринася за увеличаване на скоростта на машината и намаляване на различни дефекти в процеса на формоване.
Не се използва MgO, за да се предотврати падането на стъклото.
Стъклото с високо съдържание на калций се кристализира лесно, а основната кристална фаза е воластонит. Ако температурата на канала за материал и захранващото устройство се колебае, лесно е да се доближи до температурата на кристализация и да кристализира. В тежки случаи купата с материала ще бъде блокирана, така че температурата трябва да се контролира стриктно.

Високото съдържание на алуминий също е традиционен компонент на стъклото за бутилки. Трудно е да се формулира ясен диапазон на състава на стъкло с високо съдържание на алуминий. Обикновено се смята, че съдържанието на Al2O3 е повече от 6%, а някои хора смятат, че съдържанието на Al2O3 трябва да бъде повече от 9%. В сравнение с натриево-калциево и варовиково стъкло, може да е по-разумно да се използва 6% Al2O3, за да се разграничи стъклото с високо съдържание на алуминий. Ако трябва да се раздели по-фино, стъклото с високо съдържание на алуминий също се разделя на тип с високо съдържание на алуминий, високо съдържание на калций и ниско съдържание на натрий и тип високо съдържание на алуминий натриева вар.
Характеристиката на стъклото с високо съдържание на алуминий е, че може да използва съдържащи алуминий и алкали скали, отпадъци и шлака, като нефелин, фонолит, перлит, гранитни отпадъци, тантал-ниобиеви отпадъци и др., особено литий и флуор, които правят стъклото лесно за топене и избистряне. Като цяло суровините с високо съдържание на алуминий ще донесат повече примеси като Fe2 O3 и TiO2 в състава на стъклото, така че може да се използва само за полубели и зелени материали.
Най-голямото влияние на компонентите с високо съдържание на алуминий върху свойствата на стъклото е увеличаването на вискозитета на стъклото и при същия вискозитет съответната температура се повишава. Температурната промяна на вискозитета на стъклото, когато 1% Al2O3 замества SiO2, е показана в таблица 2-3. Някои местни предприятия възприемат метода за увеличаване на съдържанието на CaO и Mg0 в стъкло с високо съдържание на алуминий, за да намалят високотемпературния вискозитет и температурата на топене на стъклената течност. В същото време е полезно да се избистри стъклото, да се увеличи производителността и също така да се увеличи скоростта на машината.

Температурата на топене, температурата на формоване, температурата на омекване и температурата на отгряване на стъкло с високо съдържание на алуминий са се повишили, скоростта на втвърдяване се е увеличила, стъклената повърхност е склонна към вълнообразни ребра и ивици, еднаквостта на стената на бутилката е трудна за контролиране и равномерността на рязане на пръстена се е влошила. Ето защо е най-добре да добавите повърхностно активни вещества към стъклото с високо съдържание на алуминий, за да намалите повърхностното напрежение на стъклото, така че ивиците в стъклото с високо съдържание на алуминий да могат лесно да се дифузират и хомогенизират, за да се получи стъклена течност с по-добро качество. Стъклото с високо съдържание на алуминий се кристализира лесно, особено стъклото с високо съдържание на алуминий с високо съдържание на CaO и ниско съдържание на R2O. Някои фабрики са имали кристализация в отвора за потока и са блокирали отвора за потока и са спрели производството. Когато се използва формула с високо съдържание на алуминий, материалният канал също лесно кристализира. Следователно материалният канал трябва да има по-добри мерки за изолация и перфектни средства за отопление. В допълнение, химическата стабилност на стъклото с високо съдържание на алуминий, като водоустойчивост и алкална устойчивост, е леко намалена и якостта на натиск е леко подобрена.
Стъклото с високо съдържание на алуминий има висока якост и силна устойчивост на водна ерозия. Въпреки това, стъклената течност, съдържаща формула с високо съдържание на алуминий, не е благоприятна за избистряне и хомогенизиране поради високия си вискозитет, особено когато избистрителят се използва неправилно, ще има неблагоприятни последици. Поради някои проблеми в контрола на производството и качеството на стъклото с високо съдържание на алуминий, някои местни фабрики, които първоначално са използвали компоненти с високо съдържание на алуминий за целите на замяната на алкали, са преминали към компоненти от натриево-варово или висококалциево стъкло като пазарно предлагане на сода пепелта става достатъчна. Отделни фабрики обаче вече са усвоили условията за производство на стъкло с високо съдържание на алуминий и все още използват компоненти с високо съдържание на алуминий.