三、干燥劑性質(zhì)
如何選擇正確的干燥劑，或按照正確的比例混合干燥劑，取決于上述分子篩的性質(zhì)，及中空玻璃的構(gòu)造。
中空玻璃里的干燥劑的主要作用是吸附空氣層內(nèi)的濕氣。這包括中空玻璃合片時(shí)密封在空氣層內(nèi)的濕氣以及在中空玻璃整個(gè)壽命期內(nèi)進(jìn)入空氣層的濕氣。中空玻璃內(nèi)使用干燥劑的第二個(gè)目的是吸附空氣層內(nèi)的溶質(zhì)。這些溶質(zhì)是生產(chǎn)中空玻璃時(shí)由某些密封膠，油漆或機(jī)械油所帶來(lái)的。使用干燥劑所考慮的第三個(gè)問(wèn)題是干燥劑吸附空氣層內(nèi)的氣體(空氣或
惰性氣體)的能力。充填惰性氣體如氬氣或氪氣可降低中空玻璃的
熱傳導(dǎo)性，充填六氟化硫可減少噪音降低熱
傳導(dǎo)性。
為使干燥劑起到吸附水和溶質(zhì)的作用，在選擇干燥劑時(shí)，必須同時(shí)考慮干燥劑溫度與人們所要達(dá)到露點(diǎn)的溫度。例如，圖二給出溫度為21℃
結(jié)露點(diǎn)為－40℃條件下，四種干燥劑的水吸附能力。在這些條件下，13X的水吸附能力最高，每100克干燥劑可吸附水16克，4A第二，3A第三(每100克干燥劑吸附水13.5克)，氧化硅膠最差，在低露點(diǎn)條件下每100克所吸附的水不足1克，空氣層內(nèi)殘余水量=1.0％。
中空玻璃生產(chǎn)中常見(jiàn)的溶質(zhì)有甲苯和
丁酮(MEK)，即使在低露點(diǎn)條件下也必須吸附掉，以避免在中空玻璃的玻璃之間出現(xiàn)化學(xué)霧。圖三給出
中空玻璃干燥劑對(duì)溶質(zhì)的吸附能力，條件：溫度21℃，露點(diǎn)－34℃。可見(jiàn)，干燥劑13X的吸附能力是最高的，每100克干燥劑可吸附溶質(zhì)23克。相同條件下，氧化硅膠次之，每100克的吸附能力為12.5克。該圖可以說(shuō)明分子篩效應(yīng)。甲苯和丁酮的分子直徑大于3A和4A的孔徑。由于它們不能進(jìn)入晶體的內(nèi)部面積，分子篩對(duì)它們的吸附能力幾乎為零。
干燥劑對(duì)水和溶質(zhì)的吸附能力隨溫度變化而變化。溫度升高，干燥劑的吸附能力下降，反之亦然。干燥劑對(duì)水和溶質(zhì)的吸附能力隨所要求的露點(diǎn)減少而減少，這是由于這些分子的局部壓強(qiáng)較低的緣故。
四、氣體吸附與中空玻璃的撓曲
中空玻璃干燥劑對(duì)氣體吸附和解析付直接影響玻璃的撓曲(或
撓度)。因此，理解它們的特點(diǎn)對(duì)盡可能避免或減少玻璃的撓曲，是十分重要的。玻璃的撓度指中空玻璃片非直線平行地向內(nèi)或向外撓曲。圖四表示玻璃撓度情況。生產(chǎn)中空玻璃時(shí)，中空玻璃內(nèi)密封的空氣具有與中空玻璃生產(chǎn)室內(nèi)相同的大氣壓和濕度條件。如果窗戶安裝處的緯度較生產(chǎn)環(huán)境的緯度高，中空玻璃內(nèi)的氣壓就比周?chē)臍鈮焊撸Ａ蛲鈸锨�。反之，如果環(huán)境氣壓比密封中空玻璃內(nèi)的氣壓高，則玻璃就會(huì)向內(nèi)撓曲。 溫度的改變也會(huì)影響中空玻璃內(nèi)的空氣層。隨著空氣溫度的降低，中空玻璃內(nèi)的氣體體積也縮小，反之亦然。18世紀(jì)后半葉，查理爵士發(fā)現(xiàn)了氣壓，溫度與氣體體積之間的關(guān)系，并用數(shù)學(xué)公式來(lái)表示。他觀察到固定體積氣體的氣壓隨著絕對(duì)溫度變化而變化。
用數(shù)學(xué)公式表示如下：
P★=P[460+T2]/[460+T1]或簡(jiǎn)化為P★=P*T2/T1
式中：
P=生產(chǎn)車(chē)間的環(huán)境氣壓
P★=窗戶安裝現(xiàn)場(chǎng)的氣壓
T1=生產(chǎn)車(chē)間的溫度
T2=窗戶安裝現(xiàn)場(chǎng)的溫度
無(wú)論中空玻璃是如何構(gòu)造的，它的氣壓都會(huì)隨溫度變化而變化。中空玻璃內(nèi)的氣體體積膨脹(導(dǎo)致玻璃向外撓曲)或
收縮(玻璃向內(nèi)撓曲)是不可避免的。因此，為減輕中空玻璃所受的壓力，所有的中空玻璃的構(gòu)造都不是100％的
剛性，中空玻璃常用的分子篩影響窗戶的撓曲。干燥劑周?chē)臏囟认陆禃r(shí)，除3A分子篩外的所有干燥劑都吸附空氣的分子。該吸附過(guò)程從空氣層吸附更多的氣體，使已撓曲的玻璃(由較低溫度導(dǎo)致)進(jìn)一步向內(nèi)撓曲。這種干燥劑在溫度升高時(shí)，也會(huì)向空氣層內(nèi)解吸附氣體，引起窗戶向外撓曲。
圖五表示幾種干燥劑在兩個(gè)不同溫度下的空氣吸附和解吸附現(xiàn)象。吸附數(shù)據(jù)取得的方式，將室溫下試管內(nèi)的干燥劑用干冰
冷卻到0℃，將體積變化值(立方厘米)除以試管中的吸附劑的重量求出氣體吸附值。解吸附數(shù)據(jù)的取得與上述方法類(lèi)似。將試管內(nèi)的干燥劑放在熱水槽內(nèi)升溫到60℃后獲得。就空氣吸附來(lái)說(shuō)：分子篩13X吸附空氣最高，4A次之，二氧化硅更低些，3A最低，3A被認(rèn)為是“低撓曲”干燥劑。
與僅僅由氣溫變化對(duì)空氣層收縮的影響相比，低撓曲干燥劑的空氣吸附對(duì)中空玻璃撓曲影響是相當(dāng)小的。中空玻璃40英寸×66英寸厚5/8英寸，用索爾瓦森公式來(lái)求得兩種情況下的撓度。表二給出向內(nèi)撓曲玻璃中央的
應(yīng)力和破損概率的計(jì)算結(jié)果。
表2 O0F條件下空氣間隔距離
|
無(wú)干燥劑 |
3A充兩長(zhǎng)邊 |
3A+13X充兩長(zhǎng)邊 |
13X充兩長(zhǎng)邊 |
初始?jí)簭?qiáng)（PSIA） |
14.7 |
14.7 |
14.7 |
14.7 |
無(wú)撓度壓強(qiáng)（PSI0） |
1.89 |
1.92 |
2.04 |
2.60 |
中央撓度（英寸） |
0.089 |
0.090 |
0.096 |
0.122 |
中央玻璃壓強(qiáng)（PSI） |
596 |
603 |
643 |
818 |
破損概率（片/1000） |
0 |
0 |
0 |
0 |
玻璃中央空氣間隔減少% |
14 |
14.5 |
15 |
19.5 |
圖六給出空氣間隔減少百分比的幾種情況。第一條形表示非干燥劑引起的撓曲情況。第二條形表示中空玻璃的兩個(gè)長(zhǎng)邊充3A引起的撓曲情況。第三條形與第四分別表示充3A和13X混合干燥劑和13X引起撓曲情況。索爾瓦森方程僅適于對(duì)自由邊緣或定位邊緣條件的計(jì)算。上述計(jì)算使用的自由邊緣與實(shí)際情況最接近。
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