W tym artykule omówiona zostanie historia wody sodowej oraz produkcja szkła do wody sodowej w USA, jak również materiały używane do jej produkcji. Dowiesz się również o jego lepkości i wspólnych zastosowaniach. Po opanowaniu tych pojęć, będziesz przygotowany do poznania zalet szkła wody sodowej. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej! I nie zapomnij podzielić się tym artykułem ze znajomymi!
Z radością przedstawiamy materiał, który powstał w sojuszu z nabudowy.pl
Historia produkcji wody sodowej w USA
Woda sodowa to destylowany, gazowany napój, który jest zwykle określany jako fontanna sodowa. Pierwsza sztucznie gazowana woda została stworzona w 1772 roku przez profesora chemii z Yale, Benjamina Sillimana. Użył on aparatu zwanego Nooth do wtłaczania dwutlenku węgla do wody i rozpoczął sprzedaż swojego produktu w New Haven. W 1806 roku biznesmeni z Filadelfii i Nowego Jorku zaczęli sprzedawać wodę sodową, a wynalazek Sillimana pomógł stworzyć nowoczesną fontannę sodową. W latach trzydziestych XIX wieku filadelfijski chemik John Matthews i nowojorski biznesmen John Lippincott rozpoczęli produkcję fontann sodowych i założyli ogromne fabryki do produkcji fontann.
Przemysł napojów bezalkoholowych zareagował na zapotrzebowanie konsumentów na zdrowsze napoje, przyjmując reklamę telewizyjną. Wykorzystał chwytliwe slogany, tie-ins z filmów Hollywood, i innych technik marketingu masowego. Przemysł ukierunkowane młodych konsumentów i podkreślił młodzieży zorientowanych tematów. W rezultacie przemysł wprowadził colę bez kofeiny, dietetyczne napoje bez cukru i puszki nadające się do recyklingu. Dziś wiele firm produkuje napoje bezalkoholowe zarówno dla dorosłych, jak i dla dzieci.
W początkach lat 80. XIX wieku napoje bezalkoholowe były sprzedawane w sklepach aptekarskich. Ale smak tych napojów był często niesmaczny, a boom na sodę rozpoczął się wraz z wynalezieniem szklanej aparatury do karbonatyzacji wody. Proces ten ostatecznie rozprzestrzenił się na domy i sklepy, a boom na napoje gazowane rozpoczął się. W 1888 roku Coca-Cola Company stała się największym napojem na świecie, z ponad milionem butelek sprzedawanych każdego roku.
W 1806 roku woda sodowa została po raz pierwszy zabutelkowana. Sąsiedzi w Nowej Anglii poprosili naukowca o zabutelkowanie jej i zaoferowanie im w butelkach. Ponadto wynalazek syfonu sodowego, znanego jako butelka seltzer, sprawił, że woda sodowa stała się łatwo dostępna dla ludzi. Była ona dostępna w handlu i dostarczana z wodą i gazem. Od tego czasu woda sodowa stała się jednym z najpopularniejszych napojów w USA
Wspólne zastosowania szkła sodowo-wapiennego
Szkło sodowo-wapienne jest powszechnym rodzajem szkła płytowego, które jest szeroko stosowane w konstrukcji okien, drzwi i innych elementów architektonicznych. Jego wysoka oporność właściwa i niska stała dielektryczna sprawiają, że jest doskonałym izolatorem elektrycznym i jest często stosowane jako tani zamiennik droższych odmian szkła. Jednak główną wadą szkła sodowo-wapiennego jest jego niska wytrzymałość, co sprawia, że jest ono podatne na pękanie pod wpływem zmian temperatury lub warunków dynamicznych.
Skład chemiczny szkła sodowo-wapiennego składa się głównie z krzemionki, tlenku sodu i tlenków metali. Tlenki metali działają jak modyfikatory sieci, zmniejszając sieciowanie i zastępując wiązania kowalencyjne jonowymi. Wysoka zawartość alkaliów w szkle sodowo-wapiennym zwiększa około 20-krotnie jego współczynnik rozszerzalności cieplnej oraz zwiększa nierozpuszczalność jonów sodu. Szkło sodowo-wapienne jest szeroko stosowane w oknach, szklankach i butelkach do picia, a także w celach dekoracyjnych.
Powierzchniowe grupy hydroksylowe pełnią rolę donorów protonów w oddziaływaniach z wiązaniami wodorowymi i działają jako silne miejsca sorpcyjne dla cząsteczek o dużej zlokalizowanej gęstości elektronowej. Mostki siloksanowe dają początek znaczącym oddziaływaniom van der Waalsa i są przydatne do wytwarzania szkła bioaktywnego. Jednak te właściwości nie sprawiają, że szkło sodowo-wapienne nadaje się do wszystkich zastosowań. Szkło sodowo-wapniowe jest również tańsze od szkła borokrzemowego, a jego niska lepkość sprawia, że jest mniej przydatne w wielu dziedzinach.
Szkło sodowo-wapniowe jest najbardziej powszechnym i najtańszym ze wszystkich komercyjnych rodzajów szkła. Jego skład chemiczny to tetrahedry SiO4 połączone z czterema atomami tlenu. Jego uporządkowanie chemiczne jest bardzo silne, ponieważ każdy atom krzemu jest połączony z czterema atomami tlenu. Jest również stosunkowo trwałe, co sprawia, że jest doskonałym wyborem dla wielu branż. Szkło sodowe jest tanie i łatwe w użyciu.
Skłonność szkła sodowego
W tabeli poniżej przedstawiono właściwości fizyczne szkieł sodowych. Niektóre z nich zostały wyznaczone doświadczalnie, inne zaś obliczono na podstawie podobnych składów. Wartości oznaczone kursywą są interpolowane z podobnych składów lub pochodzą z obliczeń właściwości szkła. Wartości w nawiasach wskazują minimalny i maksymalny udział procentowy każdego składnika. Poniżej wymieniono przykłady składu chemicznego szkła sodowo-wapniowego.
Pierwszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy przewidywaniu lepkości szkła sodowo-wapniowego, jest zawartość siarczanów. Im wyższa zawartość siarczanów, tym niższa lepkość. Gdy szkło osiągnie temperaturę 660 o C, lepkość znacznie się zmniejszy. Ponieważ szkło jest niezwykle cienkie, fizyczne przenoszenie panelu spowoduje jego deformację. Procenty wymienione w drugiej tabeli odpowiadają tym, które można znaleźć w podręcznikach.
W nowszych badaniach próbowano zrozumieć wpływ Li2O na lepkość szkła sodowo-krzemionkowego. Dokonano tego poprzez dodanie Gd2O3 i Y2O3 do szkła sodowo-wapiennego. Badacze stwierdzili, że dodatek tych dwóch pierwiastków zwiększył współczynnik rozszerzalności cieplnej szkła i zmniejszył jego lepkość. Dodanie tych pierwiastków zwiększyło Tg i Ts o około 30-40 stopni, natomiast wprowadzenie dodatkowego Li2O zmniejszyło obie te właściwości.
Drugim kluczowym czynnikiem wpływającym na lepkość szkła sodowo-wapniowego jest ilość krzemionki w składzie. Dodanie tlenku wapnia do szkła sodowo-wapniowego obniża koszt produkcji przy zachowaniu tych samych właściwości. Ten nowy skład chemiczny jest znacznie bliższy lepkości konwencjonalnego szkła sodowo-wapniowego i ma porównywalne właściwości optyczne i fizyczne. Szkło sodowe jest doskonałym wyborem dla wielu zastosowań, szczególnie tych, w których wymagany jest tani materiał.
Materiały używane do produkcji szkła sodowego
Szkło sodowe jest popularnym rodzajem szkła. Jest to wszechstronny materiał, który znajduje wiele różnych zastosowań, w tym w architekturze i budownictwie, wyrobach szklanych i opakowaniach oraz w zastosowaniach naukowych. Ponadto może być hartowane i używane jako wypiek lub element wystroju. W tym artykule przedstawiony zostanie przegląd materiałów stosowanych w produkcji szkła sodowo-wapniowego. W kolejnych częściach omówione zostaną również zalety i wady tego materiału.
Szkło sodowo-wapniowe jest najczęściej spotykanym rodzajem szkła. Zawiera minerały węglan sodu i wapno, a także niewielką ilość boru. Jednak skład szkła nie jest pełnym obrazem. Może być wzmacniane chemicznie, a także hartowane termicznie, aby poprawić jego odporność na wstrząsy mechaniczne i termiczne. Ze względu na niedrogi koszt, szkło sodowo-wapienne jest szeroko stosowane w wielu aplikacjach.
Szkło sodowo-wapniowe jest jednym z najbardziej powszechnych rodzajów szkła, stanowiąc 90% całego produkowanego szkła. Ze względu na jego przystępną cenę, ma długą historię wytwarzania. Z drugiej strony, szkło borokrzemowe zawiera więcej silikonu niż szkło sodowo-wapniowe. Mimo to szkło borokrzemowe jest często używane w laboratoriach, gdzie często występują skrajne temperatury. Ten rodzaj szkła jest również twardszy, mocniejszy i bardziej wytrzymały, co czyni go popularnym wyborem dla wielu zastosowań.
Szkło borokrzemowe ma wyższą twardość niż szkło sodowo-wapniowe, głównie ze względu na obecność tlenku ołowiu. Zawiera około 55 do 65% masy krzemionki, osiem do 13% masy PbO i dwa do siedmiu procent tlenku sodu lub potasu. W porównaniu ze szkłem sodowo-wapiennym, szkło borokrzemowe ma większą gęstość i można je formować w bardziej złożone kształty. Szkło borokrzemowe jest bardziej odporne zarówno na chemikalia, jak i na zmiany temperatury, i jest dobrym kandydatem na szkło odporne na promieniowanie rentgenowskie.
Powszechna kombinacja zamknięcia/wykończenia szkła sodowo-wapiennego
Szkło sodowo-wapienne jest wykonane z trzech podstawowych składników: krzemionki, sody i wapna. Krzemionka stanowi 70% gotowego produktu, natomiast soda pomaga obniżyć temperaturę topnienia. Wapno stabilizuje szkło i dodaje koloru. Pierwiastki śladowe stanowią 6%. Szkło sodowo-wapniowe ma kilka użytecznych właściwości i często jest porównywane do szkła borokrzemowego.
W celu oceny obrabialności szkła sodowo-wapniowego, zbadaliśmy wpływ szybkiego frezowania końcowego na teksturę powierzchni i propagację pęknięć. Prędkość obrotowa wrzeciona, posuw i głębokość skrawania były zmieniane w celu określenia wpływu na chropowatość powierzchni. Opracowano model matematyczny z wykorzystaniem metodyki powierzchni odpowiedzi. Eksperymenty wykazały chropowatość na poziomie 0,38 Aum. Wyniki wskazują, że obróbka szkła sodowo-wapniowego może zmniejszyć ryzyko pęknięcia poprzez zmniejszenie wrażliwości materiału na szybkie i elastyczne warunki skrawania.
Szkło sodowo-wapniowe poprawia twardość w warunkach obciążenia w zakresie 0,1-10 N.sup.-1. SEM i mikroskopia optyczna ciemnego pola wykazały, że połączenie poprawiło twardość o 10%. Pasma odkształceń ścinających zmieniały się wraz z szybkością obciążenia, a gęstość przestrzenna defektów krystalicznych była większa niż w przypadku szkła krzemionkowego. Właściwości te są ważne dla strukturalnego zastosowania kruchych ciał stałych.
Produkcja szklanych pojemników obejmuje zazwyczaj dwa procesy: proces Blow oraz proces Press and Blow. Szkło sodowo-wapniowe (SLS) stanowi około 90% całego szkła produkowanego na świecie. Tabela S1 zawiera zestawienie typowego składu szkła SLS. Szkło sodowo-wapniowe jest najczęściej stosowanym materiałem na pojemniki na żywność. Jest to również najczęściej spotykany rodzaj szkła do opakowań.
Podobne tematy
Leave a Comment