Барвники, обесцвечиватели і глушники - скло і його властивості

Барвники, обесцвечиватели і глушники

Барвники. Барвники входять в групу допоміжних матеріалів. Зазвичай в якості барвників використовують різні сполуки металів; ці сполуки розподіляються в склі на іонному, молекулярному і колоїдному рівнях.

До молекулярним відносяться ті барвники, які при введенні в скломасу розчиняються в ній. Забарвлення таких стекол не змінюється при повторній тепловій обробці. До цієї групи барвників відносяться головним чином оксиди важких металів: марганцю, кобальту, нікелю, урану, хрому та ін.

До колоїдним барвників відносяться ті, які при введенні в скломасу рівномірно розподіляються у вигляді дрібних колоїдних частинок; до них відносяться з'єднання срібла, золота, міді, селену і ін.

З'єднання марганцю у вигляді окису марганцю або перекису марганцю надають склу різні відтінки фіолетового кольору; в якості вихідної сировини використовують пиролюзит і марганцовокаліевую сіль.

Сполуки кобальту надають склу синій колір; найчастіше для цього використовується закис кобальту, що є сильним барвником, тому її вводять в скломасу в дуже невеликих кількостях. Закис кобальту є стійким барвником, на неї не впливають умови варіння скла.

Сполуки хрому надають склу зелений колір; в якості барвників використовується окис хрому, хромокаліевая сіль і хромонатріевая сіль.

З'єднання заліза в залежності від його виду надають різне забарвлення скла. Закис заліза забарвлює скло в синьо-зелених колір; окис заліза дає жовтий або коричневий, а в суміші з вугіллям і сіркою - в помаранчевий світло; суміш окису і закису заліза надають склу зелений колір.

З'єднання нікелю забарвлюють скло в краснофіолетовий колір; для цього використовується закис нікелю, окис нікелю і гідрат закису нікелю.

Сполуки урану надають склу желтозеление колір; для додання желтозеление кольору використовується закис урану, треокісь урану і натрієва сіль уранової кислоти.

Окис міді забарвлює скло в зеленоватоголубой колір.

В якості барвників при виробництві сортових стекол застосовуються оксиди рідкоземельних елементів. Частіше за інших використовується двоокис церію, що дає золотістожелтий колір; окис празеодима забарвлює скло в зеленозолотістий колір; окис неодиму забарвлює скло в пурпурнокрасние колір.

З'єднання срібла надають склу золотістожелтий колір; в якості барвників зазвичай використовують азотнокисле срібло.

З'єднання золота забарвлюють скло від нежнорозового до темно-червоного кольору (так званий золотий рубін); в якості барвника найчастіше застосовують хлорне золото, що містить 4,96% чистого золота; рожеве забарвлення скла отримують вже при введенні 0,01% металевого золота, а для отримання темно-червоного кольору (золотого рубіна) вводять 0,02% золота.

Закис міді в відновлювальних умовах варіння надає склу яркокрасний колір (мідний рубін), а в окислювальних умовах варіння забарвлює скло в синій колір.

Обесцвечівателі. Обесцвечівателі вводять в скломасу для усунення небажаного синезеленого або желтозеление кольору скла, який надають йому з'єднання заліза, присутні в сировинних матеріалах.

Закисной форма заліза забарвлює скло в десятки разів сильніше, ніж окісна. Для знебарвлення скла при його утворенні необхідно перевести закисной форму заліза в окисну. Для цього застосовують такі сировинні матеріали, які при нагріванні розкладаються з виділенням вільного кисню. Наявність кисню є неодмінною умовою успішного перебігу основної реакції знебарвлення.

Як обесцвечівателі застосовують перекис миш'яку, селітру, сульфат натрію, двоокис церію і ін. Найбільш часто для хімічного знебарвлення скла застосовуються комбінації оксиду миш'яку: трехокись миш'яку при нагріванні при порівняно низькій температурі поглинає кисень, перетворюючись в пятиокись азоту; потім - уже при високих температурах, близьких до температур освітлення скломаси - пятиокись розкладається на трехокись з виділенням вільного кисню, який і забезпечує протікання реакції знебарвлення. Для знебарвлення скла таким способом досить ввести в скломасу 0,30,5% трехокиси миш'яку.

Селітра розкладається з виділенням кисню вже при температурі 400 градусів С; її вводять спільно з триокиси миш'яку.

Сполуки миш'яку зважаючи на їх великий отруйності часто замінюють оксидом сурми.

Як хімічного обесцвечівателі застосовую також оксид церію. Двоокис церію розкладається при високій температурі з виділенням кисню. Оксид церію є досить ефективним обесцвечівателі, до того ж його застосування виключає використання отруйних сполук миш'яку і сурми.

Фізичне знебарвлення полягає в тому, що в скломасу вводять речовини, які забарвлюють скло в колір, додатковий до існуючого, тобто як би накладають один колір на інший. Підбір кольорів ведеться таким чином, щоб зменшити інтенсивність забарвлення скла, при цьому зі зменшенням інтенсивності забарвлення скла знижується загальна прозорість скла. Як фізичних обесцвечівателі використовують оксиди марганцю, кобальту, нікелю, неодиму та ербію, елементарний селен.

Глушники. Для додання склу светорассеивающих властивостей в скломасу вводять глушники. Так звані глушіння скла широко застосовуються в світлотехніці: скляні абажури, ковпаки і т.д. Як глушників зазвичай застосовуються фтористі або фосфорнокислий з'єднання.

Сполуки фтору вводяться через фторид кальцію, камнефторід натрію, кріоліт і хіоліт. З'єднання фосфору застосовуються у вигляді кісткового борошна, фосфату кальцію, кислої фосфорнонатріевой солі, апатитів.

Заглушених в стеклах досягається також за рахунок кристалізації певних сполук, а також введенням в зварену стекломассу тугоплавких сполук або бульбашок повітря.