ظروف شیشهای بوروسیلیکاتی که در بازار به ظروف مقاوم به حرارت یا پیرکس شهرت دارند، نقشی اساسی در مصارف خانگی، آزمایشگاهی و دارویی ایفا میکنند. ترکیب شیمیایی ویژه این شیشهها به دلیل وجود اکسید بور، مقاومت بالایی در برابر تغییرات ناگهانی دما و اسیدها ایجاد میکند. استاندارد ملی ایران به شماره INSO 17263، مرجع قانونی ارزیابی ایمنی و کیفیت این محصولات است.
کیفیت پایین در فرآیند تولید ظروف شیشهای بوروسیلیکات، میتواند منجر به شکست ناگهانی در اثر شوک دمایی و بروز جراحات شدید شود. از این رو، ارزیابی دقیق آزمایشگاهی برای اطمینان از سلامت مصرفکنندگان ضروری است.
ترکیب ساختاری شیشههای بوروسیلیکات و مزیتهای آن
شیشههای بوروسیلیکات تفاوت ساختاری بنیادینی با شیشههای معمولی سودالایم (جام و بلور عادی) دارند. درصد بالای سیلیس و حضور اکسید بور، ضریب انبساط حرارتی خطی این ماده را به شدت کاهش میدهد.
این کاهش انبساط حرارتی مانع از ایجاد تنشهای کششی مخرب در هنگام سرمایش و گرمایش سریع میگردد. همچنین پیوندهای مستحکم مولکولی، پایداری شیمیایی بسیار مطلوبی در برابر آب جوش و شویندههای اسیدی و بازی ایجاد میکنند.
مهمترین آزمونهای استاندارد INSO 17263 در آزمایشگاه
کنترل کیفیت این ظروف نیازمند اجرای چندین مرحله آزمون فیزیکی، حرارتی و شیمیایی است که در ادامه شرح داده میشوند:
۱. آزمون مقاومت در برابر شوک حرارتی (Thermal Shock Resistance)
حیاتیترین آزمون برای ظروف بوروسیلیکاتی، سنجش تحمل اختلاف دمای ناگهانی است. در این فرآیند، ظرف ابتدا در کوره با دمای بالا تا دمای مشخص حرارت داده میشود. سپس ظرف داغ بلافاصله درون آب سرد غوطهور میگردد. ظرف استاندارد باید این اختلاف دمایی شدید را بدون ایجاد هیچگونه ترک، پریدگی یا شکست کامل پشت سر بگذارد.
۲. آزمون مقاومت هیدرولیتیکی شیشه (Hydrolytic Resistance)
این آزمون بر اساس استانداردهای مکمل مانند ISO 719 و ISO 4802 به سنجش نشت یونهای قلیایی در آب اختصاص دارد. در تماس طولانی شیشه با آب جوش یا مایعات داغ، نباید اکسیدهای قلیایی به داخل غذا مهاجرت کنند. با اندازهگیری میزان مصرف اسید از طریق تیتراسیون، درجه کیفی مقاومت هیدرولیتیکی سطح ظرف تعیین میشود.
۳. اندازهگیری ضریب انبساط حرارتی خطی (Thermal Expansion Coefficient)
یکی از شروط قطعی اطلاق نام «بوروسیلیکات»، داشتن ضریب انبساط حرارتی پایین (حدود 3.3×10−6 K−1 در شیشههای با کیفیت بالا) است. این آزمون با دستگاه دیلاتومتر دقیق آزمایشگاهی انجام شده و اصالت ساختاری شیشه را مشخص میسازد.
۴. آزمون تنشهای باقیمانده پسماند (Annealing & Residual Stress)
شیشههای حرارتدیده پس از فرمدهی باید در فرآیند آنیلینگ به آرامی سرد شوند. چنانچه تنشهای حرارتی در بدنه شیشه باقی بماند، ظرف به مرور زمان یا با ضربهای کوچک خرد میشود. کارشناسان با استفاده از دستگاه پلاریسکوپ و نور پلاریزه، خطوط تنش پسماند در بافت شیشه را بررسی میکنند.
۵. آزمون مقاومت مکانیکی در برابر ضربه و فشار
ظروف بوروسیلیکاتی علاوه بر حرارت، باید توان مکانیکی لازم جهت استفاده روزمره و شستوشو در ماشین ظرفشویی را دارا باشند. در این تست، مقاومت ظرف در برابر ضربه پاندولی و فشارهای تماسی سنجیده میشود.