VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U
ZRENJANINU
Nastavni predmet: Ambalaža i sistemi za pakovanje
Master strukovne studije: Tehnološko inženjerstvo
PROJEKTNI RAD
ŽIVOTNI CIKLUS STAKLENE AMBALAŽE
Predmetni profesor: dr Danijela Jašin Student, br.indeksa: Kristina Stanimirović,11/21
Asistent: dr Milada Novaković Marija Kovač, 5/21
Milana Piperski, 9/21
U Zrenjaninu, maj 2022.godine
4
Na
2
CO
3
+ CaCO
3
+ 6 SiO
2
→ Na
2
O x CaO x 6 SiO
2
+ 2 CO
2
Formula 1: prikaz hemijskog procesa u proizvodnji
Staklo je tečnost amorfnog sastava koja nema određenu tačku topljenja, pa zagrevanjem
polako omekšava, što omogućuje njegovu kasniju obradu duvanjem. Sastoji se od nepravilne
mrežaste strukture delimično spojenih SiO
4
- tetraedara. Oksid olova je značajan jer poboljšava
optičke karakteristike stakla i u sastav se unosi minijumom Pb
3
O
4
(crveno olovo). Barijum oksid
(BaO) služi da poveća sjaj i hemijsku otpornost stakla. Barijum karbonat(BaCO
3
) unosi u staklo
barijum oksid (BaO).
Potrebno je pomenuti i afinante (KNO
3
, NaNO
3
i NaSO
4
),čiji je zadatak daodstrane:
gasne mehure koje staklo sadrži u fuziji;
materije koje olakšavaju fuziju;
dekolorante ( u proizvodnji belog stakla) kao što su bioksid-mangan, anhidrid arsena,
oksid nikla, kobalta.
2. Struktura stakla
Strukturu stakla čini trodimenzionalna mreža sa čvrstom armaturom od elemenata
staklaste supstance (SiO
2
za obično staklo, B
2
O za boratno staklo itd.). U unutrašnjosti
trodimenzionalne mreže mogu se vezati joni metala kao što su: Na
2
O, K
2
O, Li
2
O, stabilizatori
CaO, BaO, MgO, PbO.
Na – O – Si – M – O – Si – O – Na
M – oznaka za metale ( Ca, Na, K...itd)
О О
Na – O – Si – O – M – Si – O – Na
Formula 2. Struktura stakla
Dve vrste elemenata utiču na strukturu stakla. Sa jedne strane su elementi koji učestvuju
u obrazovanju mreže (jako pozitivno naelektrisani joni B
3+
i Si
4+
), a drugi su modifikatori mreže
koji zauzimaju mesto u šupljinama poliedarske mreže. Za poliedarsku mrežu stakla
5
karakteristično je da joj nedostaje periodičnost i simetrija. Posledica takvog oblika mreže je da
staklo nema određenu tačku topljenja, nije kristalna materija i da je providno.
Slika 1. Struktura stakla na bazi SiO
2
: kristalna (gore), amorfna (dole)
Izvor:
https://ironlady003.wordpress.com/2014/05/12/staklo/
3. Staklo i njegove osobine kao ambalažni materijal
Staklo u tečnom stanju javlja se na temperaturi koja je viša od tačke omekšavanja stakla,
700
0
C. U tom agregatnom stanju staklo ima određene karakteristike koje su od značaja za
tehnološki proces proizvodnje stakla kao i za sam kvalitet stakla u čvrstom stanju. Viskozitet
stakla je značajna karakteristika, pogotovo u procesu oblikovanja ili izrade predmeta od stakla. U
direktnoj je vezi sa hemijskim sastavom stakla i temperaturom. Od viskoziteta zavisi brzina
oblikovanja predmeta od stakla. Pri obrazovanju staklene mase i homogenizacije stakla, a
pogotovo prilikom topljenja stakla i dobijanja glatkih površina, značajna osobina stakla je
površinski napon. Odgovarajuće vrednosti površinskog napona omogućavaju dobijanje ivica koje
su zaobljene i uglova kod staklenih predmeta. Ukoliko u istopljenom staklu dođe do poremećaja
7
Hemijski sastav stakla utiče na otpornost stakla prema vodi i kiselinama pa se menjanjem
sastava može uticati na hemijsku postojanost stakla, ukoliko postoji potreba. Alkalni metali se
lako izdvajaju iz stakla te su stakla sa većim sadržajem alkalija osetljivi na hidrolizu.
Zemnoalkalni metali (Ca, Mg, Ba) i posebno graditelji staklene strukture (SiO
2
, PbO, Al
2
O
3
)
povećavaju postojanost stakla prema hidrolizi.
Tabela 2. Podela stakla u kiselinske grupe prema gubitku mase (Ralić J.„Pakovanje dečije hrane
u staklenu ambalažu“, Tehnološki fakultet Novi Sad, 1994.,D-2320)
Kiselinska grupa
Gubitak mase (mg/100cm
2
)
1.
do 0,7
2.
0,7 do 1,5
3.
Preko 1,5
Za razliku od vode i kiselina, baze rastvaraju strukturu stakla tako što deluju na vezu Si-
O-Si. Time je struktura stakla nepovratno narušena. Otpornost stakla prema alkalijama deli
staklo u pojedine grupe.
1- grupa do 75 / gubitak mase (mg /100 cm
2
)
2- grupa 75 do 150 / gubitak mase (mg /100 cm
2
)
3- grupa preko 150 / gubitak mase (mg /100 cm
2
)
3.2 Termičke osobine stakla
Karakteristike i bitne termičke osobine stakla koje treba istaći su:
-
Specifični toplotni kapacitet stakla,
