一、
干燥劑的概念
干燥劑是一種與水具有高度親合性的材料,能夠吸附周圍其他材料中的水分。
固體干燥劑是吸附劑類的一部分。
中空玻璃使用的固體吸附劑包括
分子篩與
氧化硅膠(即二
氧化硅)兩種,通過吸附作用的物理方法除去空氣層內的水分子。
吸附現象。水相分子或氣相分子聚集在固體的表面上,由分子間的相互作用結合在一起。因為吸附是分子表面現象,生產固體吸附劑必須內表面積特別大才行。一般說,1克分子篩的內表面積等于750平方米。形象地說:一杯分子篩的表面積都張開的話相當于40個足球場的面積大。
二、使用干燥劑的目的
1.使用干燥劑的目的有三
(1)吸附掉生產時
密封于
中空玻璃空氣層內的水分;
(2)在中空玻璃壽命期內連續吸附進入空氣層內的水分,以保持中空玻璃內的低露點(-40℃)。
窗戶安裝后,水分進入空氣層內的原因是:
a、
鋁框
插角處理不當;
b、
密封膠施工欠妥;
c、氣溫變化導致中空窗玻璃的
撓曲增加;
d、密封膠的濕氣
透過率。
(3)吸附掉生產時密封于空氣層內的揮發性有機溶質,以及中空玻璃壽命期內進入空氣層內的有機溶質。
2.中空玻璃用的干燥劑種類及工作原理
干燥劑種類:主要有分子篩和氧化
硅膠(即二氧化硅)
(1)分子篩
分子篩是硅和
氧化鋁合成的微孔晶體材料。為保持晶體凈放電為零,帶陽離子的原子定位于晶體結構內。在這些合成晶體中,通常采用的陽離子為鈉。
中空
玻璃行業廣泛使用的分子篩有兩類:A類和X類。分子篩是在嚴格控制的生產條件下合成,成型和激活的。控制合成過程可保證三維微孔孔徑的一致性。3A分子篩的孔徑為3埃,4A分子篩的孔徑為4埃;13X分子篩的孔徑為8.5埃(1=100,000,000)。
分子篩的工作原理。分子篩通過物理吸引力將分子吸附在晶體的表面積上。由于分子篩表面積的95%位于孔徑內,需要通過篩選來甄別鄰近分子的大小,只有小分子才能通過晶體的孔徑開口進入分子篩的內吸附面,這種有選擇的吸附現象被稱為分子篩效應。
分子篩的吸附能力與電荷
密度(極性)進而與所吸附的分子有關。分子篩要進一步區分混合分子中哪些可以吸附,并確定在多大程度上電荷密度可使分子吸附在晶體上。水分子特別小(2.6埃),是高度的極性分子(很強的正負電子密度),很容易被分子篩吸附,即使在濕氣相當低的情況下也是如此,水分子一旦被吸附就會牢牢地
固定在晶體上。
(2)氧化硅膠
氧化硅膠是非晶體的二氧化硅,其孔徑的范圍為20埃~300埃。氧化硅膠的表面積也非常大,每克氧化硅膠的表面積為300~800平方米。由于微孔的孔徑范圍大,因而不具有分子篩效應。
氧化硅膠吸附汽相的工作原理稱為毛細凝縮現象。水汽分子沿著分子篩的孔徑由大向小前進,直到達到與其直徑大小相同處停下,黏附在分子篩壁上,保持半液體狀態。如果達到水汽-液態溫度(即沸點),氧化硅膠的吸附能力增加。
因為氧化硅膠吸附濕氣分子的能力隨溫度升高而增加。所以,如果中空窗在正常室溫條件下長時間接觸高濕度,用氧化硅膠作為干燥劑是最理想的選擇。但是,恰恰是同一性質,使氧化硅膠很難在低濕度條件(即低露點條件)下在中空玻璃的密封系統內起保護作用。

圖一用來表示我們上面所討論的內容。X軸表示露點水平,也可以用壓強單位(局部水汽壓強)表示。Y軸表示在某一露點(局部壓強)處多少克水分子被吸附在干燥上。從圖可見,每100克分子篩在-70°F露點處都具有吸附至少8克水分子的能力(0.0121Hg或1.61Pa)。表一列出中空玻璃空氣層中常見的四種分子篩,其孔徑大小,及進入微孔內被吸附各種常見分子。
表1
干燥劑類型 |
孔徑(埃) |
被吸附物 |
非吸附物 |
3A分子篩 |
3 |
H2O |
其他一切 |
4A分子篩 |
4 |
H2O、空氣、氬氣、氪氣 |
SF6溶質 |
13X分子篩 |
8.5 |
所有 |
無 |
氧化硅膠 |
20-300 |
所有 |
無 |
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