แก้ว Pyrex: องค์ประกอบทางเคมี, ลักษณะ, คุณสมบัติ
แก้ว Pyrex เป็นแก้ว borosilicate พิเศษซึ่งแบรนด์ (Pyrex) สร้างขึ้นในเมืองนิวยอร์กในปี 1915 ผลิตโดย Corning Glass มันกลายเป็นวัสดุสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารที่ทันสมัยยังใช้ในการจัดเก็บและอบอาหารในภาชนะประเภทเดียวกัน
ต้นกำเนิดของคำ Pyrex ได้สร้างความแตกต่างบางอย่าง แต่ก็ยอมรับว่ามันมาจากบทความที่ขายดีที่สุดในช่วงเวลาแรกของการค้า: จานที่เค้กอบ ด้วยวัสดุและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการแก้วนี้ผลิตขึ้นในหลาย ๆ ด้านเช่นแผ่นหรือแผ่น, ท่อ, เซลล์และแท่ง
เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดความหนาแตกต่างกันและมีการใช้งานและการใช้งานที่แตกต่างกันซึ่งต้องการองศาความแม่นยำที่แตกต่างกันสารเคมีความต้านทานทางกลและความร้อน นอกจากนี้ยังมีการทำวัสดุแก้วปริมาตรแก้ว Pirex (ปิเปตบิวเรตต์ถังที่สำเร็จการศึกษา ฯลฯ )
โมเลกุลของมันจะไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับของเหลวที่มีอยู่ไม่ว่าจะเป็นกรดหรือเบส ดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดของสารที่บรรจุเช่นกัน ในตอนแรกพวกเขาถูกมองว่าหนักและแพงเป็นเครื่องใช้ในครัว
องค์ประกอบทางเคมี
ตามที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาผู้ผลิตอุปกรณ์และเครื่องมือ Pyrex ทั้งหมด - เช่น Corning, ห้องปฏิบัติการ International Arc Pyrex และ Pyrex - มีร่วมกันที่พวกเขาผลิตจากแก้ว borosilicate ที่มีองค์ประกอบดังต่อไปนี้ สารเคมี:
ผู้ผลิตหรือซัพพลายเออร์หลายรายของแก้ว Pyrex ได้ทำการจัดวางองค์ประกอบมาตรฐานตามที่ระบุไว้ด้านล่างเช่นกันในหน่วยของความเข้มข้นร้อยละ p / p:
ลักษณะและคุณสมบัติของแก้วไพเร็กซ์
ตารางต่อไปนี้สรุปคุณสมบัติหรือลักษณะทั่วไปทางกลความร้อนและไฟฟ้าที่เกิดจากแก้ว Pyrex หรือแก้ว borosilicate:
องค์ประกอบทางเคมีของ Pyrex คุณสมบัติและคุณภาพของกระบวนการในการผลิตทำให้สามารถสรุปคุณสมบัติต่อไปนี้:
- แก้ว borosilicate ทางเคมีทนต่อการสัมผัสกับน้ำกรดส่วนใหญ่ฮาโลเจนตัวทำละลายอินทรีย์และสารละลายน้ำเกลือ ด้วยเหตุนี้ขวดแก้วและลูกโป่งจึงผลิตด้วยวัสดุนี้
- มีความต้านทานต่อไฮโดรไลติกสูงซึ่งเป็นสาเหตุที่รองรับอุณหภูมิสูงและความเค้นจากความร้อนที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ตัวอย่างเช่นมันสามารถทนต่อกระบวนการฆ่าเชื้อที่ต่อเนื่องซึ่งสามารถถูกใช้โดยใช้ความร้อนชื้น (autoclave)
- เนื่องจาก Pyrex มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำจึงสามารถใช้ที่ 500 ° C แต่ขอแนะนำให้ใช้ในช่วงเวลาสั้น ๆ
- วัสดุมันเป็นเนื้อเดียวกันบริสุทธิ์และเนื้อหาของฟองและการรวมอยู่ในระดับต่ำมาก
- ทนต่อแรงกระแทกได้ดีมาก
- มันมีดัชนีหักเหที่ดี
- สำหรับคุณสมบัติทางแสงนั้นความสามารถของ pyrex ในการส่งแสงในช่วงสเปกตรัมที่มองเห็นได้ซึ่งอยู่ใกล้กับแสงอุลตร้าไวโอเลตนั้นถูกขยายให้ใหญ่ที่สุดในพื้นที่ของเคมีเชิงแสง
โครงสร้างของบอโรซิลิเกต
ภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งของซิลิเกตซึ่งตรงข้ามกับการจัดเรียงแบบสัณฐานที่แท้จริงของแก้ว Pyrex
มองจากด้านบนมันให้ความประทับใจว่ามันประกอบด้วยสามเหลี่ยมสีเหลือง แต่จริง ๆ แล้วพวกมันเป็นจัตุรมุขจริง ๆ โดยมีอะตอมซิลิคอนโลหะอยู่ตรงกลางและอะตอมออกซิเจนที่จุดยอด
แม้จะมีลักษณะเป็นผลึก แต่โมเลกุลของโบโรซิลิเกตก็มีรูปแบบที่ไม่เป็นระเบียบ นั่นคือมันเป็นของแข็งอสัณฐาน
ดังนั้น tetrahedra ซิลิเกตจึงจับกับบอริกออกไซด์ (B 2 O 3 ) โบรอนที่นี่ถูกพบว่าเป็นระนาบตรีโกณมิติ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกมันคือจัตุรมุขเชื่อมโยงกับสามเหลี่ยมแบนของโบรอน
อย่างไรก็ตามความผิดปกตินี้ - หรือโครงสร้างอสัณฐาน - ช่วยให้มันสามารถรองรับไพเพอร์ซึ่งเสริมการปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล
ประโยชน์
- เป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการผลิตอุปกรณ์และวัสดุแก้วที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางเคมีและทางวิทยาศาสตร์เช่นหลอด centrifuge, เครื่องแก้วแบบปริมาตร, ปิเปตและดิสก์สำหรับตัวกรอง borosilicate ทั้งหมดได้มาตรฐานตามมาตรฐานคุณภาพ ISO สากล
- รอยต่อทรงกรวย Pyrex ทรงกลมแบนและเกลียว
- พื้นผิวกระจกทำจากสารเคลือบอิเล็กทริกและเพื่อผลิตเลนส์ที่บางมากและวัสดุออปติคัลที่มีความแม่นยำ
- ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศโดยเฉพาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์สะท้อนแสงเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนต่ำ ในทำนองเดียวกันกระจกสำหรับกล้องโทรทรรศน์ได้รับการผลิตด้วย Pyrex
- ช่วยให้การผลิตภาชนะแก้วที่หนามาก
- ทำหน้าที่ในการทำรายละเอียดของพื้นผิวที่ใช้เป็นวัสดุพิมพ์พร้อมฟังก์ชั่นเซ็นเซอร์
- มันถูกใช้ในการผลิตเครื่องมือและฝาครอบป้องกันของอุณหภูมิสูง
- ทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับสิ่งประดิษฐ์แก้วที่ดูดซับนิวตรอน
ข้อเสีย
จนถึงตอนนี้มีแง่มุมที่เกี่ยวข้องน้อยมากที่สามารถระบุได้ว่าเป็นข้อเสียของแก้ว Pyrex:
- จากมุมมองทางเคมีเป็นที่รับรู้ว่าแก้ว Pyrex ถูกโจมตีโดยกรดไฮโดรฟลูออริกโดยกรดฟอสฟอริกเข้มข้นและร้อนและด้วยสารละลายอัลคาไลน์ที่รุนแรง
- ผู้ผลิตแก้ว Pyrex ไม่รับประกันความเสถียรของวัสดุเมื่อใช้ภายใต้สภาวะสูญญากาศและแรงดันที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงข้อมูลที่ได้รับจากผู้ผลิตและปฏิบัติตามคำแนะนำเพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการปกป้องทั้งวัสดุและผู้ใช้
- มีความคิดเห็นเล็กน้อยเกี่ยวกับหน่วยงานคุ้มครองผู้บริโภคที่มีสถานการณ์เกี่ยวกับความปลอดภัยในการใช้งานกับภาชนะบรรจุที่ใช้ในการอบอาหารหลังจากทรมานจากการแตกหักเนื่องจากการกระแทกหรือตกหล่น
แก้ว Pyrex ในห้องครัว
ในความสัมพันธ์กับเครื่องใช้ประเภทนี้ที่ใช้ในห้องครัวมีการศึกษาเปรียบเทียบหลายครั้งระหว่างภาชนะที่ทำด้วย Pyrex ของบอโรซิลิเกตและเครื่องใช้ที่ทำจากแก้วที่มีโซเดียมมะนาว
ได้รับการยืนยันแล้วว่า Pyrex ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า แต่มันมีความต้านทานเชิงกลน้อยกว่าภาชนะแก้วที่ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันนี้
