Оптимизация состава тарного стекла

В состав стекла входят различные оксиды: SiO2, Na2O, CaO, MgO, B2O3, Al2O3 и другие. Среди видов неорганических стекол (боросиликатные, боратные и др.) большая роль в практике принадлежит стеклам, сплавленным на основе кремнезема – силикатного стекла. Вводя его в состав определенные оксиды, получают стекла с заранее заданными химико-физическими свойствами. Наиболее простой состав имеет стекло, полученное расплавлением кварцевого песка (состоящего из 95 – 98% кремния диоксида) до образование стекловидной массы, используемой для изготовления кварцевой посуды, обладающей большой термической и химической стойкостью.

Однако, изготовить и запаять ампулу из кварцевого стекла невозможно ввиду его высокой температуры плавления (1550 – 1800 градусов). Поэтому для понижения температуры плавления в состав стекла добавляют оксиды металлов, введения которых уменьшают его химическую устойчивость. Для повышения химической устойчивости в состав стекла вводят оксиды бора и алюминия. Немного увеличивает термическую устойчивость добавление в его состав магния оксида. Регулирование содержания бора, алюминия и оксидов магния повышает ударную плотность и снижает хрупкость стекла.

Изменяя состав компонентов и их концентрацию, можно получить стекло с заданными свойствами.

Химическую стойкость внутренней поверхности ампул можно повысить, изменив ее поверхностную структуру. При воздействии на стекло водяным паром или двуокисью серы и водяным паром при повышенной температуре на стекле образуется слой сульфата натрия, а ионы натрия в стекле частично заменяются водородными ионами. Обогащенный Н – ионами слой, имеет повышенную механическую прочность и затрудняет дальнейшую диффузию щелочных металлов. Однако такие слои имеют небольшую толщину и при длительном хранении препарата в ампуле процесс выделения щелочи может возобновиться.

Наиболее часто способ обработки поверхности ампул силиконами. Силиконы – кремнийорганические соединения, имеющие строение:

Характерная особенность силикатов – их химическая нейтральность и физиологическая безвредность.

Силиконы способны покрывать стекло пленкой, в следствие чего оборотная поверхность становится гидрофобной, прочность изделия повышается. Но наряду с положительными силиконирования стеклянных изделий, имеются и отрицательные. Силиконовая пленка несколько понижает миграцию щелочи из стекла, но не обеспечивает достаточной защиты стекла от коррозии. При запайке стекла возможно разрушение пленки силикона, что может привести к образованию в инъекционном растворе взвеси.