第四篇玻璃包装材料

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第二章 玻璃包装容器
（1）脆性 玻璃的耐冲击强度不大，尤其当表面受到损伤或制造时 组成不均匀时更严重，而这可能造成严重后果。 （2）重量大
每个瓶子用了过量的玻璃以确保各点有足够的强度。这样
就提高了成本且使运输费用增大。
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第一章 概 述
二、玻璃原料
用于制造玻璃的各种原始物料，可分为主要原料和辅 助原料两大类。主要原料指向玻璃中引入各种氧化物的原 料，对玻璃的结构和物理、化学性质起主要作用；辅助原 料是为了改善某一方面的性能或加速玻璃的熔制过程而加 入的物料。 玻璃的组成氧化物： 按玻璃组成氧化物在玻璃结构中的作用，可分为玻璃 形成体氧化物、中间体氧化物和网络外体氧化物三大类。
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第一章 概 述
3.网络外体氧化物—改性剂
网络外体氧化物不参加玻璃的结构网络，居于网络之 外，但能促使玻璃网络破裂而改变玻璃的性质。 主要有：氧化锂（Li2O）、氧化钠（Na2O）、氧化钾
（K2O）、氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）、氧化钡（BaO） 等。
作用：降低熔点和简化工艺。
表 4-1 几种常用玻璃的组成及性能
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第一章 概 述
表4-2 几种玻璃瓶的化学组成
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第二章 玻璃包装容器
• 作为玻璃包装容器，其80％～90％是玻璃瓶和罐，所 谓玻璃瓶通常指的是饮料用的小口瓶，玻璃罐通常指 的是食品用的广口瓶。 • 玻璃瓶罐的种类很多，主要包括啤酒瓶、各种酒瓶， 饮料瓶、牛奶瓶、油瓶、调味品瓶、化妆品瓶、药瓶、 果酱瓶、食品水果瓶等。玻璃瓶罐是一种古老而又新 颖引人的包装容器，在激烈的竞争中，它始终能介于 食品、饮料、化工、医药等包装领域而立于不败之地。
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第一章 概 述
1.玻璃形成体氧化物
玻璃形成氧化物为二氧化硅（SiO2）和氧化硼（B2O3）。
① 二氧化硅（SiO2） 单独的二氧化硅可以形成石英玻璃，在一般玻璃中，二 氧化硅以硅氧四面体结构单元形成结构网络。 作用：降低玻璃的热膨胀系数、密度，提高玻璃的热稳 定性、化学稳定性、粘度、机械强度等；但含量高，需要 较高的熔融温度。一般瓶罐玻璃二氧化硅含量约为73%左 右。
三、玻璃的结构
• 结构最简单的石英玻璃：石英是由二氧化硅组成的，它有两种结构状态， 晶体与玻璃，从几个原子间距的近距离观察，石英晶体与石英玻璃的基 本结构单元都是由硅氧四面体[SiO4]构成的，即每个硅原子被4个氧原子 包围组成四面体，各四面体之间通过顶角相连接，形成向3度空间发展 的网络结构。石英晶体中的硅氧排列得非常规则有序，即不论从“短程” 还是从“长程”来看，都有很好的重 复性和周期性。而在石英玻璃中，硅氧排 列的规律性只在几个原子间距的“短程”内
如降低了玻璃的熔制温度和粘度，降低了硬
度和强度，降低了化学稳定性，增大了热膨 胀系数，从而导致抗热冲击性能下降 。
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第一章 概 述
四、玻璃材料的种类
玻璃包装材料根据形成体氧化物的种类，把玻璃分成硅酸 盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等。常用的包 装玻璃为钠钙玻璃，其次是硼（B）硅酸盐玻璃。
保持着，从较大wk.baidu.com范围看，没有可重复的
周期性，是短程有序，长程无序。
石英晶体和石英玻璃中原子的排列
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第一章 概 述
钠钙玻璃的结构
• 引入了金属氧化物，改变了石英玻璃中 单一的化学组成和Si／O的比例，使原来 互相连接的[SiO4]四面体网络断裂，“桥氧” 变为“非桥氧”，只与1个硅离子相连，引入 的Na+、Ca2+离子在非桥氧附近，处于断裂 网络形成的空隙中，以平衡氧离子的负电荷。 • Na2O、CaO等氧化物的加入，改变了原 来的四面体网络，引起玻璃的许多性质改变，
第一章 概 述
一、玻璃材料的特性
1．玻璃包装材料优点
（1）化学惰性。 （2）阻隔性高。 （3）透明度高，且可制成有色玻璃。 （4）刚性大，耐内部压力强。 （5）耐热性好。 （6）制造原料易得充分，成本低廉。 （7）可重复使用，环保性能好。
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第一章 概 述
2．玻璃包装材料缺点
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第一章 概 述
2.中间体氧化物
中间体氧化物自身不能形成玻璃，但可以连接二氧化硅 （玻璃）链使其保持玻璃态。它既是玻璃网络结构的一部分， 又可以改进结构内部的位置。 中间体氧化物主要有氧化铝（Al2O3），氧化铅（PbO）， 氧化锌（ZnO）等。 用量不宜过多，要适当。 作用： 降低玻璃的热膨胀系数； 提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、机械强度和粘度；
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第一章 概 述
② 氧化硼（B2O3）
氧化硼也可以单独形成玻璃，它以硼氧三角体[BO3]和硼氧 四面体[BO4]为结构单元。在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共 同组成结构网络。
作用： 能降低玻璃的热膨胀系数（硼的加入量应适当，过量时玻 璃的热膨胀系数等反而增大，热稳定性差）； 提高玻璃的化学稳定性和热稳定性； 改善玻璃的光泽、提高玻璃的机械强度； 少量的氧化硼有助熔作用，加速玻璃的澄清，降低玻璃的 结晶能力。
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第一章 概 述
一般玻璃瓶罐的化学组成范围为： SiO2：66～75% Al2O3 ： 0.7～7.0% Na2O：12～16% K2O：0.1～4.0% MgO：0.1～5.0% CaO：6～12% BaO：0～4.5%
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第一章 概 述
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第二章 玻璃包装容器
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第二章 玻璃包装容器
一、玻璃瓶罐的制造 1.配料
将主要原料、辅助原料及碎玻璃经过干燥、 粉碎；过筛后，按配方比例在混合机中混合。 原料必须混合均匀，否则玻璃容器易出现条纹、 节瘤和气泡等缺陷。
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