干燥剂在中空玻璃中的作用

　　三、干燥剂性质

　　如何选择正确的干燥剂，或按照正确的比例混合干燥剂，取决于上述分子筛的性质，及中空玻璃的构造。

　　中空玻璃里的干燥剂的主要作用是吸附空气层内的湿气。这包括中空玻璃合片时密封在空气层内的湿气以及在中空玻璃整个寿命期内进入空气层的湿气。中空玻璃内使用干燥剂的第二个目的是吸附空气层内的溶质。这些溶质是生产中空玻璃时由某些密封胶，油漆或机械油所带来的。使用干燥剂所考虑的第三个问题是干燥剂吸附空气层内的气体(空气或惰性气体)的能力。充填惰性气体如氩气或氪气可降低中空玻璃的热传导性，充填六氟化硫可减少噪音降低热传导性。

　　　为使干燥剂起到吸附水和溶质的作用，在选择干燥剂时，必须同时考虑干燥剂温度与人们所要达到露点的温度。例如，图二给出温度为21℃结露点为－40℃条件下，四种干燥剂的水吸附能力。在这些条件下，13X的水吸附能力最高，每100克干燥剂可吸附水16克，4A第二，3A第三(每100克干燥剂吸附水13.5克)，氧化硅胶最差，在低露点条件下每100克所吸附的水不足1克，空气层内残余水量=1.0％。

　　

　　中空玻璃生产中常见的溶质有甲苯和丁酮(MEK)，即使在低露点条件下也必须吸附掉，以避免在中空玻璃的玻璃之间出现化学雾。图三给出中空玻璃干燥剂对溶质的吸附能力，条件：温度21℃，露点－34℃。可见，干燥剂13X的吸附能力是最高的，每100克干燥剂可吸附溶质23克。相同条件下，氧化硅胶次之，每100克的吸附能力为12.5克。该图可以说明分子筛效应。甲苯和丁酮的分子直径大于3A和4A的孔径。由于它们不能进入晶体的内部面积，分子筛对它们的吸附能力几乎为零。


　　干燥剂对水和溶质的吸附能力随温度变化而变化。温度升高，干燥剂的吸附能力下降，反之亦然。干燥剂对水和溶质的吸附能力随所要求的露点减少而减少，这是由于这些分子的局部压强较低的缘故。


　　四、气体吸附与中空玻璃的挠曲

　　中空玻璃干燥剂对气体吸附和解析付直接影响玻璃的挠曲(或挠度)。因此，理解它们的特点对尽可能避免或减少玻璃的挠曲，是十分重要的。玻璃的挠度指中空玻璃片非直线平行地向内或向外挠曲。图四表示玻璃挠度情况。生产中空玻璃时，中空玻璃内密封的空气具有与中空玻璃生产室内相同的大气压和湿度条件。如果窗户安装处的纬度较生产环境的纬度高，中空玻璃内的气压就比周围的气压高，玻璃向外挠曲。反之，如果环境气压比密封中空玻璃内的气压高，则玻璃就会向内挠曲。 温度的改变也会影响中空玻璃内的空气层。随着空气温度的降低，中空玻璃内的气体体积也缩小，反之亦然。18世纪后半叶，查理爵士发现了气压，温度与气体体积之间的关系，并用数学公式来表示。他观察到固定体积气体的气压随着绝对温度变化而变化。


　　用数学公式表示如下：


　　P★=P[460+T2]/[460+T1]或简化为P★=P*T2/T1
　　式中：

　　P=生产车间的环境气压
　　P★=窗户安装现场的气压
　　T1=生产车间的温度
　　T2=窗户安装现场的温度

　　无论中空玻璃是如何构造的，它的气压都会随温度变化而变化。中空玻璃内的气体体积膨胀(导致玻璃向外挠曲)或收缩(玻璃向内挠曲)是不可避免的。因此，为减轻中空玻璃所受的压力，所有的中空玻璃的构造都不是100％的刚性，中空玻璃常用的分子筛影响窗户的挠曲。干燥剂周围的温度下降时，除3A分子筛外的所有干燥剂都吸附空气的分子。该吸附过程从空气层吸附更多的气体，使已挠曲的玻璃(由较低温度导致)进一步向内挠曲。这种干燥剂在温度升高时，也会向空气层内解吸附气体，引起窗户向外挠曲。

　　图五表示几种干燥剂在两个不同温度下的空气吸附和解吸附现象。吸附数据取得的方式，将室温下试管内的干燥剂用干冰冷却到0℃，将体积变化值(立方厘米)除以试管中的吸附剂的重量求出气体吸附值。解吸附数据的取得与上述方法类似。将试管内的干燥剂放在热水槽内升温到60℃后获得。就空气吸附来说：分子筛13X吸附空气最高，4A次之，二氧化硅更低些，3A最低，3A被认为是“低挠曲”干燥剂。


　　与仅仅由气温变化对空气层收缩的影响相比，低挠曲干燥剂的空气吸附对中空玻璃挠曲影响是相当小的。中空玻璃40英寸×66英寸厚5/8英寸，用索尔瓦森公式来求得两种情况下的挠度。表二给出向内挠曲玻璃中央的应力和破损概率的计算结果。


　　表2 O0F条件下空气间隔距离   

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