2015-09-08 09:36:00 作者: 來(lái)源:中國(guó)玻璃網(wǎng) 【大 中 小】 我要評(píng)論（1）
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抗紫外安全玻璃主要是兩塊玻璃板之間夾有一透明抗紫外粘接層，稱作抗紫外中間膜�？棺贤獍踩ＡУ闹虚g膜是用聚乙烯醇縮丁醛作基材，將納米材料和PVB混合溶解，制作成抗紫外中間膜，中間膜粘接兩塊玻璃構(gòu)成層合安全玻璃。 為了提高耐沖擊性和耐穿透性，抗紫外安全玻璃有材料的變化、層數(shù)的變化以及各厚度的調(diào)整�，F(xiàn)在是0.38mm和0.76mm,0.38mm的中間膜主要用于建筑和汽車，0.76mm的中間膜主要應(yīng)用于防盜、防彈等用途。近數(shù)10年，隨著氟利昂等氟氯烷類物質(zhì)使用量劇增，造成臭氧層的破壞與空洞，使得陽(yáng)光中到達(dá)地面的紫外線增強(qiáng)。紫外線雖然具有促進(jìn)動(dòng) 物體內(nèi)維生素D的合成、殺菌和保健等功效，但是其會(huì)對(duì)設(shè)施設(shè)備造成老化，皮膚的損害，免疫功能的下降和引起皮膚癌和白內(nèi)障等危害。Woods等研究發(fā)現(xiàn)，紫外線的照射可導(dǎo)致33.3%的正常人發(fā)生免疫抑制，而在皮膚腫瘤患者中其發(fā)生率可高達(dá)90%。在幼年和青年時(shí)期，過(guò)多地暴露于太陽(yáng)光和曬傷的形成會(huì)在很大程度上增加患基底細(xì)胞癌和鱗狀細(xì)胞癌的危險(xiǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，如何抵御紫外線輻射己引起人們的廣泛關(guān)注。現(xiàn)今很多國(guó)家都廣泛地開展關(guān)于紫外線的危害的研究工作，且加強(qiáng)紫外線強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)，并大力研究紫外輻射的防護(hù)問(wèn)題，因此，抗紫外安全玻璃應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。 1抗紫外安全玻璃的研究現(xiàn)狀 安全玻璃自20世紀(jì)30年代開始興起，由于其優(yōu)良的性能,各國(guó)都競(jìng)相發(fā)展。在歐洲、美國(guó)、日本等汽車工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展較快，使得每年以約10%以上的速度增長(zhǎng)。而中國(guó)在1957年上海耀華玻璃廠建成開始，玻璃業(yè)逐漸開始發(fā)展和增速，每年約幾倍甚至幾十倍速度增長(zhǎng)，近年來(lái)由于汽車產(chǎn)業(yè)和房地產(chǎn)等建筑業(yè)的興起，安全玻璃的需求量和生產(chǎn)量逐年以極大的速度增加，每年產(chǎn)量約2500萬(wàn)m2，成為玻璃生產(chǎn)大國(guó)。雖然普通的安全玻璃己在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但抗紫外安全玻璃起步較晚，近幾年研究比較熱門，這主要是納米技術(shù)的誕生促進(jìn)了抗紫外安全玻璃的發(fā)展。納米技術(shù)在20世紀(jì)80年出現(xiàn)，90年代迅速發(fā)展和應(yīng)用。 當(dāng)材料粒徑達(dá)到納米級(jí)后，其體積效應(yīng)和表面效應(yīng)使得磁性、光吸收、催化性和電導(dǎo)性等特別突出。正因如此，有許多納米材料具有良好的吸收紫外線的效果，如納米TiO2,納米SiO2,納米A1203和納米Zn0等，將這些材料應(yīng)用到防護(hù)紫外線方面效果極其突出。但是由于納米材料價(jià)格昂貴，只在高檔物品及貴重資料方面有所應(yīng)用，而日常生活方面使用較少，這阻礙了其廣泛應(yīng)用。近年來(lái)對(duì)TiO2氏研究最多，技術(shù)也相對(duì)成熟，科學(xué)家也都致力于這些材料的研究，會(huì)將納米材料逐漸運(yùn)用到抗紫外安全玻璃的應(yīng)用研究中，造福普通大眾。 2抗紫外安全玻璃的抗紫外機(jī)理 現(xiàn)在抗紫外安全玻璃抗紫外機(jī)理主要有兩種:一種，是吸收屏蔽理論，另一種是光致變引起物質(zhì)顏色變化。 2.1吸收屏蔽理論 納米材料的電子結(jié)構(gòu)是由充滿電子的價(jià)電子帶和沒(méi)有電子的空軌道形成的傳導(dǎo)帶構(gòu)成。價(jià)帶和導(dǎo)帶之間的能量差值，稱為禁帶寬度。當(dāng)納米材料受到紫外線照射時(shí)，價(jià)帶的電子激發(fā)至導(dǎo)帶，發(fā)生空穴，形成電子—空穴對(duì)。電子一空穴對(duì)在材料內(nèi)迅速移動(dòng)，而且具有極強(qiáng)的化學(xué)活性。激活的電子一空穴對(duì)迅速發(fā)生各種氧化還原反應(yīng)后重新結(jié)合，將紫外線以熱和光的形式釋放掉能量。根據(jù)光散射理論，光的散射能力和折射率與顆粒粒徑有關(guān)，顆粒越小，對(duì)光的屏蔽能力和折射率越大，對(duì)光的散射能力越大。如納米金紅石型Ti02的禁帶寬度約為3.0eV,折射率為2.71;納米Zn0的禁帶寬度約為3.2eV,折射率為2.03,當(dāng)受到紫外線照射時(shí)，二者具有很強(qiáng)的紫外線吸收屏蔽能力。 2.2光致變色理論 光致變色物質(zhì)是近年來(lái)研究得較熱的一種功能性染料。所謂光致變色就是指一種物質(zhì)M受到紫外線照射后，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)得到產(chǎn)物N，而M和N的顏色明顯不同，一般M是無(wú)色透明的物質(zhì)，而N是有顏色物質(zhì)，可以有效地阻礙紫外線的通過(guò)。在紫外光照停止時(shí)，N就能可逆地自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的物質(zhì)M，保證光線的通過(guò)。將這種物質(zhì)摻雜到PVB中制成夾層安全玻璃，那么這種玻璃除具有本身的一些性能外，還具有調(diào)光作用和光致變色性能。劉輝等將光致變色吲哚琳螺毗喃化合物摻雜到PVB中，制成了一種具有光致變色性能的夾層安全玻璃。在正常情況下，夾層玻璃無(wú)色透明，而在紫外光照射下，夾層玻璃變成紅色，阻止紫外線的通過(guò)。 3抗紫外安全玻璃的制備方法 制備抗紫外安全玻璃分兩步進(jìn)行:第一步是納米材料和PVB制成懸浮液，將其制成均勻透明的抗紫外膜片;第二步是玻璃片與抗紫外膜片的處理加工，形成抗紫外安全玻璃。 3.1制備懸浮液，合成抗紫外膜片 納米顆粒直徑在1~100nm之間，使得顆粒比表面積大，比表面能高，屬于熱力不穩(wěn)定休系，在制備和處理過(guò)程中極易發(fā)生粒子凝并、團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致應(yīng)用對(duì)納米顆粒進(jìn)行分散.目前納米材料的分散方法主要有以下3種。 (1)機(jī)械分散法:利用高速分散機(jī)或精磨機(jī)，在剪切力或撞擊力作用下，使納米顆粒在基體中達(dá)到有效地分散。機(jī)械分散法可以實(shí)現(xiàn)顆粒團(tuán)聚體的解團(tuán)，效果并不理想。其原因在于盡管使團(tuán)聚顆粒在強(qiáng)制剪切力作用下解團(tuán)，但顆粒間的吸附引力尤存，解團(tuán)后又可能迅速團(tuán)聚長(zhǎng)大。朱協(xié)彬等利用球磨法將ITO粉體在無(wú)水乙醇體系分散制各的ITO漿液，與PVB樹脂、PVPK30分散劑和異丙醉等制備了ITO/PVB涂料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ITO顆粒分散均勻，具有高的紫外吸收率，制各了抗紫外安全玻璃。 (2)超聲波分散法:利用超聲空化時(shí)產(chǎn)生的局部高溫、高壓或強(qiáng)沖擊波和微射流等，弱化微粒間的微粒作用能，有效地對(duì)納米材料進(jìn)行超處理，以達(dá)到均質(zhì)、分散、乳化和粉碎等目的。超聲波分散法可以使團(tuán)聚體解團(tuán)破碎，效果比機(jī)械分散法理想，但顆粒間的吸附引力依然存在.靜止后迅速團(tuán)聚。黃燕等研究了納米氧化錫銻(ATO)在水中的分散性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超聲波可以獲得小粒徑且分布窄的分散液，分散效果比機(jī)械分散法的效果好。 (3)化學(xué)法：添加某些化學(xué)試劑，與納米互作用，使得具有良好的分散效果。加入化學(xué)試劑有兩種效應(yīng):一是增加納米材料的空間位阻效應(yīng)，使得納米顆粒難以接觸團(tuán)聚;二是使納米顆粒表面帶有相同電荷，在庫(kù)侖力的作用下相互排斥阻止顆粒團(tuán)聚。化學(xué)法可以有效地分散納米顆粒，達(dá)到所需的要求，但加入了化學(xué)試劑，可能會(huì)影響納米材料的性質(zhì)。龔圣等以納米銻摻雜氧化錫(ATO)為原料，采用陰離子、陽(yáng)離子以及非離子型表面活性劑為分散劑制備了分散穩(wěn)定的納米ATO漿料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加0.6wt%的SPA分散劑的ATO分散體分散穩(wěn)定性高，可以防止團(tuán)聚。將納米材料與PVB混合，使用以上3種方法將其制備成納米懸浮液，將懸浮液倒入模具中形成液膜，干燥處理形成均一、透明的抗紫外膜片。 3.2玻璃片與膜片加工成抗紫外安全玻璃 PVB薄膜嵌夾在兩片玻璃之間，經(jīng)加熱、加壓(需高壓釜)而制成抗紫外安全玻璃。生產(chǎn)工藝大致是:將清洗干凈的玻璃進(jìn)行合片，在玻璃的緣套上抽真空用的橡膠套，然后送到預(yù)壓預(yù)熱室，接通真空管抽去玻璃與膠片間的空氣，與此同時(shí)進(jìn)行加熱以提高抽真空效果。當(dāng)橡膠內(nèi)處于真空時(shí)，大氣壓力使玻璃與膠片初步膠合。將預(yù)壓預(yù)熱后的半成品裝入蒸壓車并推入高莊釜按工藝制度進(jìn)行加熱加壓，使玻璃與膠片完全膠合。 4抗紫外安全玻璃的應(yīng)用 4.1抗紫外安全玻璃在建筑行業(yè)的應(yīng)用 中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了房地產(chǎn)的崛起和人們生活水平的提高，人們更加注重建筑的安全和健康。如今在建筑上可以使用各種各樣的玻璃。抗紫外安全玻璃要優(yōu)于其他類玻璃，從安全和健康角度上來(lái)說(shuō)，抗紫外安全玻璃比普通玻璃的強(qiáng)度高4倍以上，具有防彈、防爆和防盜等功能，而抗紫外效果是普通玻璃的10倍以上。即使受到極強(qiáng)的外力沖擊，只會(huì)出現(xiàn)放射狀的裂痕，而不會(huì)有任何碎片飛濺，可有效地防止事故發(fā)生，同時(shí)整塊玻璃仍保持原來(lái)的形狀和一定的可見度，在更換新玻璃之前的一段時(shí)間內(nèi)起到保護(hù)作用，繼續(xù)阻擋外來(lái)沖擊或風(fēng)雨侵入。在軍事建筑上，抗紫外防彈玻璃極其重要，尤其在高原地帶，紫外線比較強(qiáng)，不僅能夠抵御槍彈乃至炮彈射擊，而且可以保護(hù)人身健康和防止設(shè)備老化;在民用建筑上，抗紫外安全玻璃透明而強(qiáng)度高，用簡(jiǎn)單工具在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法將期破壞，能有效地防止偷盜或破壞事件發(fā)生，同時(shí)，對(duì)于活潑好動(dòng)的小孩，抗紫外安全玻璃的破碎不會(huì)傷害到頑皮小孩，也可以有效保護(hù)人們的健康。在公共場(chǎng)所建筑領(lǐng)域，如博物館、檔案館等，必須使用抗紫外安全玻璃，不僅可以防止文物檔案的被盜和丟失，而且更能有效地防止紫外線對(duì)文物檔案的損害。 4.2抗紫外安全玻璃在汽車行業(yè)的應(yīng)用 玻璃是構(gòu)成車身的重要附件，對(duì)它的要求是具有一定的強(qiáng)度，破碎時(shí)不會(huì)四散傷人和抗輻射�？棺贤獍踩Ａ扑楹蟪手┲刖W(wǎng)狀不脫落不飛濺，繼續(xù)留在框內(nèi)起保護(hù)和抗輻射作用。因此，汽車前擋風(fēng)玻璃多是抗紫外安全玻璃做的�？棺贤獍踩ＡЬ哂泻芨叩膹�(qiáng)度、韌性，而且抗碰撞能力強(qiáng)、安全性好、透明度高，一旦破碎，內(nèi)外兩層玻璃的碎片仍能粘結(jié)在PVB薄膜上�？棺贤釶VB薄膜具有較大的韌性，在承受撞擊時(shí)會(huì)拱起，從而吸收一部分撞擊能量，具有一定緩沖作用。根據(jù)美國(guó)全國(guó)高速公路安全管理局的車禍統(tǒng)計(jì)，66%甩出車外的受害者是從側(cè)窗飛出的，甩出和半甩出的人有30%致死。英國(guó)伯明翰大學(xué)7年跟蹤研究表明，從車中甩出的人往往受到嚴(yán)重傷害。 5抗紫外安全玻璃存在問(wèn)題和展望 抗紫外安全玻璃主要存在著3個(gè)問(wèn)題:一是材料價(jià)格昂貴，阻礙其廣泛應(yīng)用，由于抗紫外安全玻璃需要納米材料，納米技術(shù)剛剛起步，并不完全成熟，使得材料價(jià)格比較昂貴;二是加工合成成品的器械設(shè)備價(jià)格昂貴，使得成本大大增加，如，普通玻璃一般1m2約40元，而1m2的抗紫外安全玻璃價(jià)格在300元左右.是普通玻璃的7倍多;三是制備工藝不成熟。制備出來(lái)的抗紫外安全玻璃中抗紫外膜厚度不均一，色澤性差。雖然現(xiàn)在的抗紫外安全玻璃存在著以上3點(diǎn)不足，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高和社會(huì)的發(fā)展，其未來(lái)的前景是廣闊的。建筑業(yè)和汽車行業(yè)的玻璃總體的發(fā)展趨勢(shì)是節(jié)能、安全、環(huán)保、健康和時(shí)尚。而抗紫外安全玻璃本身就具有這些功能，如避免因玻璃掉落造成人身和財(cái)產(chǎn)損失，6mm厚的普通玻璃對(duì)波長(zhǎng)380nm的紫外線防御能力為20%，而同樣厚度的夾層玻璃防紫外線的能力為90%以上，所以現(xiàn)代建筑和汽車對(duì)玻璃的要求，則能為抗紫外安全玻璃提供了巨大的發(fā)展空間。 |
會(huì)時(shí)間：2020年10月29日-11月01
展會(huì)地點(diǎn)：北京·中國(guó)國(guó)際展覽中心（新館）
