干燥劑在中空玻璃中的作用

　　三、干燥劑性質

　　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，及中空玻璃的構造。

　　中空玻璃里的干燥劑的主要作用是吸附空氣層內的濕氣。這包括中空玻璃合片時密封在空氣層內的濕氣以及在中空玻璃整個壽命期內進入空氣層的濕氣。中空玻璃內使用干燥劑的第二個目的是吸附空氣層內的溶質。這些溶質是生產中空玻璃時由某些密封膠，油漆或機械油所帶來的。使用干燥劑所考慮的第三個問題是干燥劑吸附空氣層內的氣體(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性，充填六氟化硫可減少噪音降低熱傳導性。

　　　為使干燥劑起到吸附水和溶質的作用，在選擇干燥劑時，必須同時考慮干燥劑溫度與人們所要達到露點的溫度。例如，圖二給出溫度為21℃結露點為－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，在低露點條件下每100克所吸附的水不足1克，空氣層內殘余水量=1.0％。

　　

　　中空玻璃生產中常見的溶質有甲苯和丁酮(MEK)，即使在低露點條件下也必須吸附掉，以避免在中空玻璃的玻璃之間出現化學霧。圖三給出中空玻璃干燥劑對溶質的吸附能力，條件：溫度21℃，露點－34℃。可見，干燥劑13X的吸附能力是最高的，每100克干燥劑可吸附溶質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。該圖可以說明分子篩效應。甲苯和丁酮的分子直徑大于3A和4A的孔徑。由于它們不能進入晶體的內部面積，分子篩對它們的吸附能力幾乎為零。


　　干燥劑對水和溶質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。干燥劑對水和溶質的吸附能力隨所要求的露點減少而減少，這是由于這些分子的局部壓強較低的緣故。


　　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，理解它們的特點對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或向外撓曲。圖四表示玻璃撓度情況。生產中空玻璃時，中空玻璃內密封的空氣具有與中空玻璃生產室內相同的大氣壓和濕度條件。如果窗戶安裝處的緯度較生產環境的緯度高，中空玻璃內的氣壓就比周圍的氣壓高，玻璃向外撓曲。反之，如果環境氣壓比密封中空玻璃內的氣壓高，則玻璃就會向內撓曲。 溫度的改變也會影響中空玻璃內的空氣層。隨著空氣溫度的降低，中空玻璃內的氣體體積也縮小，反之亦然。18世紀后半葉，查理爵士發現了氣壓，溫度與氣體體積之間的關系，并用數學公式來表示。他觀察到固定體積氣體的氣壓隨著絕對溫度變化而變化。


　　用數學公式表示如下：


　　P★=P[460+T2]/[460+T1]或簡化為P★=P*T2/T1
　　式中：

　　P=生產車間的環境氣壓
　　P★=窗戶安裝現場的氣壓
　　T1=生產車間的溫度
　　T2=窗戶安裝現場的溫度

　　無論中空玻璃是如何構造的，它的氣壓都會隨溫度變化而變化。中空玻璃內的氣體體積膨脹(導致玻璃向外撓曲)或收縮(玻璃向內撓曲)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。干燥劑周圍的溫度下降時，除3A分子篩外的所有干燥劑都吸附空氣的分子。該吸附過程從空氣層吸附更多的氣體，使已撓曲的玻璃(由較低溫度導致)進一步向內撓曲。這種干燥劑在溫度升高時，也會向空氣層內解吸附氣體，引起窗戶向外撓曲。

　　圖五表示幾種干燥劑在兩個不同溫度下的空氣吸附和解吸附現象。吸附數據取得的方式，將室溫下試管內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。解吸附數據的取得與上述方法類似。將試管內的干燥劑放在熱水槽內升溫到60℃后獲得。就空氣吸附來說：分子篩13X吸附空氣最高，4A次之，二氧化硅更低些，3A最低，3A被認為是“低撓曲”干燥劑。


　　與僅僅由氣溫變化對空氣層收縮的影響相比，低撓曲干燥劑的空氣吸附對中空玻璃撓曲影響是相當小的。中空玻璃40英寸×66英寸厚5/8英寸，用索爾瓦森公式來求得兩種情況下的撓度。表二給出向內撓曲玻璃中央的應力和破損概率的計算結果。


　　表2 O0F條件下空氣間隔距離   

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