Новости
27 / 04 / 2021

Новая технология литья стекла позволит избавиться от засилья пластика

Новая технология литья стекла позволит избавиться от засилья пластика

Стекло является одним из древнейших материалов, используемых человеком. Благодаря своим химическим свойствам это вещество широко используется в медицине, оптике, телекоммуникациях и химической промышленности.

При этом существующие технологии производства стекла обладают рядом недостатков. Например, это дорогостоящий и энергозатратный процесс, который к тому же не позволяет придавать стеклу сложные формы. Простой пример: если выдуть из стекла вазу относительно просто, то создать шестеренку будет весьма затруднительно.

Это одна из причин, почему в XX веке широкое распространение получил пластик. Этот материал можно заливать в готовые пресс-формы и миллионами штамповать дешевые детали самых разнообразных форм и размеров, которые к тому же будут достаточно долговечны, прочны и могут быть окрашены в самые разные яркие цвета. Почти идеальный материал.

Почти, да не идеальный. Ведь ни один существующий полимер еще не сравнился со стеклом в универсальности применения.

Новая технология, представленная учеными из Фрайбургского университета в Германии, может радикально изменить ситуацию. Она позволяет отливать стекло под давлением, придавая ему любую желаемую форму. Эта разработка позволит быстро и экономично заменить стеклом как массовую полимерную продукцию, так и высокотехнологичные детали из полимеров. На всякий случай напомним, что с засильем пластика сейчас пытается бороться весь мир. Ведь воздействие, которое он оказывает на организм, до сих пор не изучено в достаточной мере. Между тем стекло является куда более инертным (плохо вступающим в реакцию) материалом. Да и на микрочастицы оно само по себе не распадается.

Новая разработка получила название «Стекломер» (Glassomer).

Процесс литья начинается с подготовки: создания мелких полимерных гранул, в каждой из которых «замурованы» крохотные частицы кварцевого стекла. Эти гранулы погружаются в стандартную машину для литья под давлением. Машина плавит полимер и затем заливает его в нужную форму.

На этом этапе деталь выглядит так, будто сделана из обычного пластика.

Затем деталь омывают водой и погружают в раскаленную до 600 °C печь. Полимер при этом частично вымывается водой, а его остатки сгорают в печи. После этого деталь нагревают до 1 300 °C, и частицы стекла в нем сплавляются между собой (не замуровывая в себе пластик, для чего и нужен промежуточный нагрев). Так и получается полностью стеклянный конечный продукт нужной формы.

Эта технология не только позволяет быстро получать большое количество сложных стеклянных изделий, она еще и требует гораздо меньших затрат энергии, чем производство обычного стекла. К тому же часть связующего полимера (тот, который в процессе удаляется с водой) можно использовать заново.

Разработчики подчеркивают, что изделия, полученные методом Glassomer, можно будет использовать в технологиях передачи данных, в оптике и солнечной энергетике, в медицине и для создания так называемых «лабораторий на чипе».

Подробности нового метода производства изделий из стекла описаны в научной статье, опубликованной в престижном научном издании Science.

Источник: GlassNews
Фото: Glassomer GMBH