棕色硼硅酸鹽玻璃澄清劑配方研究

0引言中性藥用玻璃具有良好的理化性能，在醫(yī)藥包裝領(lǐng)域，特別是疫苗、血液制品方面得到廣泛應(yīng)用。但是透明中性玻璃不吸收紫外線，會(huì)造成容器內(nèi)的某些藥品受光分解、縮短保質(zhì)期，甚至可威脅到人體健康。棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃加入氧化鐵和氧化鈦?zhàn)鳛橹珓梢杂行ё韪糇贤饩€透過(guò)藥品容器玻璃，防止瓶?jī)?nèi)藥品受到光線照射而變質(zhì)，從而延長(zhǎng)藥品保質(zhì)期。棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃特殊的成分及性能使其具有熔化溫度高、配合料含氣率低、氣泡核形成速度慢、氣泡數(shù)增加緩慢、不易于浮起和消失、均化時(shí)玻璃液黏度大、擴(kuò)散系數(shù)低等特點(diǎn)。工業(yè)窯爐生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)提高高溫熔化溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)玻璃澄清的目的，實(shí)際受窯爐耐火材料限制和能耗成本制約，一般情況下會(huì)加入一定量的澄清劑來(lái)幫助玻璃澄清，消除氣泡。根據(jù)棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃的性能特點(diǎn)，本文通過(guò)在不同高溫熔化溫度條件下，研究氯化鈉、氟化鈣、氧化鈰等澄清劑對(duì)棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃澄清效果的影響。1實(shí)驗(yàn)（1）玻璃組分設(shè)計(jì)本文保持玻璃主成分不變，通過(guò)加入不同的澄清劑，研究澄清劑對(duì)棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃澄清效果的影響。實(shí)驗(yàn)玻璃主成分的組分見(jiàn)表1。（2）玻璃熔化溫度制度按照表1所示的玻璃配方進(jìn)行配料，將混合均勻的250g玻璃配合料加入到300mL鉑銠合金坩堝內(nèi)，再將坩堝放進(jìn)實(shí)驗(yàn)高溫爐中；高溫爐經(jīng)4h升溫至1600～1640℃，保溫5h后，快速將熔融玻璃液倒入澆鑄模具成型，隨后將已固化成型的玻璃移入到已加熱至650℃的馬弗爐中；在馬弗爐內(nèi)保溫1h后斷開(kāi)其電源，樣品玻璃隨爐冷卻退火。（3）玻璃性能表征玻璃的疵點(diǎn)使用徠卡DM2500P顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)。因棕色中性硼硅酸鹽玻璃可見(jiàn)光透過(guò)率相對(duì)較低，無(wú)法直接在光學(xué)顯微鏡鏡頭下觀察玻璃樣品疵點(diǎn)情況（疵點(diǎn)包含結(jié)石和氣泡），需將制備得到的玻璃切割成2片或3片厚度均為3.9mm的樣品（長(zhǎng)寬為38mm×38mm），并進(jìn)行拋光處理，便于在顯微鏡下觀察玻璃的疵點(diǎn)情況。配合料經(jīng)高溫熔化并澆鑄成型后玻璃及經(jīng)過(guò)切磨拋處理后的玻璃如圖1所示。圖1澆鑄成型后玻璃和切磨拋后玻璃2結(jié)果與討論（1）氟化鈣對(duì)玻璃澄清效果的影響在上述主成分配方基礎(chǔ)上，添加氟化鈣作為澄清劑，將混合好的配合料在不同熔化溫度制度條件下進(jìn)行玻璃化料實(shí)驗(yàn)，在顯微鏡下觀察制備得到的玻璃樣品的疵點(diǎn)情況，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。表2不同熔化溫度制度條件下玻璃（添加氟化鈣澄清劑）疵點(diǎn)情況由表2可知，本文設(shè)計(jì)成分條件下，棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃配合料中添加氟化鈣作為澄清劑，在1600～1640℃熔化溫度條件下，添加0.5%氟化鈣，可使玻璃澄清效果良好。（2）氯化鈉、氧化鈰和硝酸鈉復(fù)合使用對(duì)玻璃澄清效果的影響在上述主成分配方基礎(chǔ)上，添加氯化鈉、氧化鈰、硝酸鈉作為澄清劑，將混合好的配合料在不同熔化溫度制度條件下進(jìn)行玻璃化料實(shí)驗(yàn)，在顯微鏡下觀察制備得到的玻璃樣品的疵點(diǎn)情況，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。表3不同熔化溫度制度條件下玻璃（添加氯化鈉、氧化鈰、硝酸鈉澄清劑）疵點(diǎn)情況由表3可知，在本文設(shè)計(jì)成分條件下，棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃配合料中添加氯化鈉、氧化鈰、硝酸鈉作為澄清劑，在1630℃熔化溫度條件下，添加0.4%氯化鈉、0.4%氧化鈰、2%硝酸鈉，就可使玻璃澄清效果良好；降溫至1620℃熔化溫度條件下，即使添加更多的氯化鈉或氧化鈰，玻璃澄清效果都不佳。（3）氯化鈉和氟化鈣復(fù)合使用對(duì)玻璃澄清效果的影響基于氯化鈉用量過(guò)多會(huì)造成玻璃窯爐侵蝕嚴(yán)重問(wèn)題及氟化鈣用量過(guò)多有環(huán)境污染問(wèn)題，考慮將二者復(fù)合使用，降低各自的用量。在上述主成分配方基礎(chǔ)上，添加氯化鈉、氟化鈣作為澄清劑，將混合好的配合料在1600℃熔化溫度制度條件下進(jìn)行玻璃化料實(shí)驗(yàn)，并對(duì)制備得到的玻璃樣品在顯微鏡下觀察疵點(diǎn)情況，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。表41600℃熔化溫度制度條件下玻璃（添加氯化鈉、氟化鈣澄清劑）疵點(diǎn)情況由表4可知，本文設(shè)計(jì)成分條件下，棕色中性藥用硼硅酸鹽玻璃配合料中添加氯化鈉、氟化鈣作為澄清劑，在1600℃熔化溫度條件下，添加0.3%氯化鈉+0.2%氟化鈣或0.1%氯化鈉+0.3%氟化鈣，可使玻璃澄清效果良好。3結(jié)論通過(guò)一系列研究實(shí)驗(yàn)，在本文設(shè)計(jì)成分條件下，得到棕色硼硅酸鹽玻璃在不同熔化溫度制度條件下的澄清方案。（1）配合料中添加氟化鈣作為澄清劑，在1600～1640℃熔化溫度條件下，添加0.5%氟化鈣，可使玻璃澄清效果良好。（2）配合料中添加氯化鈉、氧化鈰、硝酸鈉作為澄清劑，在1630℃熔化溫度條件下，添加0.4%氯化鈉+0.4%氧化鈰+2%硝酸鈉，就可使玻璃澄清效果良好；降溫至1620℃熔化溫度條件下，即使添加更多的