Технология клееных стеклопакетов. Окончание

<p>Воздействие кислот
Избыток водных растворов кислот
Уравнение (8) характеризует процесс кислотного воздействия: замена ионов щелочных металлов с образованием силаноловых групп. Чтобы устранить, по мере возможности, выделение рассматриваемых ионов, например, из лабораторной посуды, которое может послужить серьезной помехой при выполнении аналитических работ, применяют способ выщелачивания посуды с помощью горячих кислот (“старение” лабораторной посуды).
Горячая концентрированная фосфорная и фтористоводородная кислоты способны разрушить стекло, воздействуя на него в любой концентрации, вследствие образования легко растворимых соединений с ионом кремния. Подобным же образом реагирует борофтористокремниевая кислота.
Химическое травление, преимущественно посредством растворов, содержащих плавиковую кислоту или щелочи, повышает и механическую прочность стекла благодаря устранению дефектов поверхности.

Воздействие газообразной среды
Следы кислых газов всегда возникают в той зоне, где сжигаются твердое топливо, горючие газы или мазут. Тяжелое топливо содержит заметное количество серы, которая при горении образует оксиды. Действию высоких температур подвергается каждое изделие из стекла с момента его формования, а также при отжиге. Щелочные ионы реагируют, прежде всего, со следами кислот и кислотными ангидридами печной атмосферы, особенно с оксидами серы и углекислотой. Реакция в присутствии следов влаги для SO2 может быть представлена следующим образом:

Этим путем образуются соли, создающие сернистый налет на поверхности изделий. Поскольку в этом процессе щелочи в поверхностном слое стекла нейтрализуются, то данный налет играет роль защиты поверхности при отжиге. Снижение доли мазута как топлива стекловаренных печей и переход на электрические печи отжига стекла исключают процесс образования сернистого налета.

Рис.14. Микрофотографии сернистого налета в различных стадиях, закристаллизовавшегося под воздействием влаги воздуха

Газообразные продукты способствуют получению большей частью натриевых соединений на поверхности стекла, которые легко растворяются в воде. Поэтому данный налет на изделиях вообще не следует рассматривать как порок — его легко устранить промывкой водой. Сернистый налет может изменить свой внешний вид в результате перекристаллизации или гидратации, в частности, благодаря влажному воздуху; иногда для начала перекристаллизации достаточно той влаги, которая сообщается стеклу при прикосновении к нему рукой. На рис. 14 представлены микрофотографии сернистого налета, который закристаллизовался под действием влаги выдыхаемого воздуха.

Воздействие щелочей
В естественных условиях щелочные реакции возможны лишь тогда, когда ионы гидроксила, реагирующие при недостатке влаги, отбираются в соответствии с уравнением (11) и действуют как щелочи. Воздействие щелочей в избытке возможно лишь при специально создаваемых условиях.

Избыток щелочей
Под действием щелочей связи Si-O-Si кремнекислородного каркаса стекла разрушаются из-за реакций растворения, протекающих по уравнениям (9) и (10). С ростом температуры и концентрации ионов ОН- процесс усиливается вначале экспоненциально, позже — линейно (рис. 15). Указанный механизм имеет место при рН=10.

Рис. 15. Зависимость глубины выщелоченного слоя от длительности обработки боросиликатного стекла щелочами (1 N раствор NaOH, Т=100°C)

Недостаток щелочей
Такие реакции встречаются, когда первоначально нейтральная среда вследствие поглощения ионов ОН- становится щелочной. Этот случай уже подробно рассмотрен ранее.

Специфика химических взаимодействий поверхности флоат-стекла
Состав флоат-стекла и шихты, используемой для его варки, принадлежит к группе классических литых и тянутых стекол, для осветления которых обычно применяют сульфат натрия.
Контакт горячей стекломассы с расплавом олова и с восстановительной атмосферой ванны в нормальных условиях не влияют на качество готового стекла, хотя состав поверхности стекла заметно отличается от основной его массы. Между имеющимися в составе стекла Na2SO4, а также содержащимся в защитной атмосфере флоат-ванны водородом (10%) и расплавом олова идут химические реакции с выделением летучих соединений: SnS, Na2S и H2O. В результате этих реакций поверхность стекла, обращенная к защитной атмосфере ванны, обедняется ионами Na+, Ca2+, Mg2+, (SO3)2–.
Вынос Na+ с поверхности, контактирующей с расплавом олова, облегчается тем, что в противодиффузии участвует некоторое количество олова в виде Sn2+. С обеих сторон ленты в очень сухую атмосферу флоат-камеры выделяется, кроме того, часть химически растворенной в стекле воды. Изменения состава ограничиваются толщиной поверхностного слоя стекла от 0,01 до 0,02 мм и зависят от продолжительности пребывания стекла во флоат-ванне, а следовательно, они увеличиваются с повышением толщины стекла. Различия в составе шестимиллиметрового стекла по толщине ленты приведены в таблице 1.

Таблица 1. Различие в химическом составе по толщине ленты флоат-стекла

Стекло	SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	Na2O	K2O	SO2	SnO2
Верхний слой	74.14	0.69	0.08	0.02	8.40	3.47	12.95	0.17	0.08	—
Средние слои	72.79	0.67	0.08	0.02	8.76	3.56	13.72	0.17	0.23	—
Слои у расплава олова	72.79	0.66	0.07	0.02	8.79	3.55	12.85	0.17	0.11	0.88

---