Tại sao cửa sổ kính vẫn tồn tại? (Tại sao chúng không được thay thế bằng nhựa?)

Thủy tinh dễ vỡ và không thực tế để vận chuyển, lắp đặt và sửa chữa. Tệ hơn nữa, thủy tinh giết chết và làm tổn thương mọi người khi nó vỡ. Rơi xuống đường như máy chém trong trận động đất và bom. Trong các cuộc chiến tranh, người ta dán băng dính lên cửa sổ để tránh vỡ. Khi thiên thạch đó phát nổ trên Chelyabinsk, mọi người bị tổn thương khi đứng bên trong cửa sổ ngắm bầu trời khi sóng xung kích tấn công họ.

Có những loại nhựa hoàn toàn trong suốt, ví dụ như vật liệu PET được sử dụng để làm chai coca cola. Tại sao cửa sổ không được làm từ đó thay vì thủy tinh (gốm dễ vỡ)? Nó dường như rẻ hơn nhiều, an toàn hơn và thực tế hơn để xử lý. Có bất kỳ lợi thế nào để làm cho cửa sổ ra khỏi kính? Đây có phải là một ý tưởng kinh doanh tỷ đô la không, và nếu vậy, tại sao không ai nhận ra nó?

Có hai lý do chính tại sao kính vẫn được ưa thích hơn PMMA.

Đầu tiên là độ bền. Miễn là nó không bị vỡ, kính trong cửa sổ có thể dễ dàng tồn tại hàng trăm năm trong tình trạng tốt. Đặc biệt, nó có khả năng chống trầy xước cao hơn rất nhiều so với nhựa tương đương và không thực sự chịu nhiều tác động của suy thoái môi trường. Cửa sổ rất dễ bị trầy xước khi chúng được rửa khi chúng tích tụ các hạt sạn nhỏ trên bề mặt của chúng bị cọ xát xung quanh bề mặt trong khi làm sạch. Ngay cả với lớp phủ chống trầy xước, không có nhựa trong suốt có thể ở bất cứ đâu gần độ cứng của kính.

Hầu hết các loại kính cũng có khả năng chống lại sự xuống cấp của môi trường từ ánh sáng mặt trời và các hóa chất khác nhau trong môi trường. Ngay cả các loại nhựa chịu lực nhất cũng bắt đầu biến màu và trở nên giòn theo thời gian.

Yếu tố thứ hai là độ cứng. Glass có Modulus Young cao hơn nhiều so với PMMA. Trong các chai v.v ... được làm cứng bởi hình dạng của chúng, điều này không quan trọng lắm, nhưng, vì các cửa sổ có xu hướng lớn, phẳng, độ cứng của tấm mỏng là một vấn đề lớn, ảnh hưởng đến khả năng bịt kín vào khung và tính chất quang học của chúng. Vì vậy, một cửa sổ nhựa sẽ cần phải dày hơn đáng kể so với cửa kính để có cùng độ cứng với các hậu quả đối với chất lượng và chi phí quang học.

Cũng có thể có vấn đề với tính thấm khí trong bối cảnh cửa sổ kính hai lớp.

Ngoài ra, nhiều mối quan tâm về an toàn được nêu ra trong câu hỏi được giải quyết bằng kính nhiều lớp và kính cường lực. Kính cường lực được xử lý nhiệt để kiểm soát các ứng suất bên trong, làm cho nó mạnh hơn đáng kể so với kính nổi với lợi ích bổ sung là nếu nó phá vỡ toàn bộ các mảnh vỡ thành các hạt nhỏ thay vì các mảnh sắc nhọn. Kính nhiều lớp bao gồm lớp thủy tinh xen kẽ và màng polymer, tạo ra một tấm composite có độ bền và độ bền rất cao, có khả năng chống đạn rất hữu ích.

Một khía cạnh khác của điều này là cửa sổ bên và phía sau trong xe thường được yêu cầu làm từ kính cường lực vì lý do an toàn vì chúng có thể bị phá vỡ một cách an toàn để cho phép tiếp cận và trích xuất hành khách trong một vụ tai nạn nếu cửa bị kẹt hoặc không thể tiếp cận.

Đây là một cửa sổ bằng nhựa (rất có thể là PMMA), trong một chiếc thuyền, chỉ sau 37 năm.

Ngoài các vết trầy xước rõ ràng, bề mặt bên ngoài đã phát triển mây: có thể do sự xuống cấp do ánh sáng tia cực tím, và (về phía đầu LH), bạn có thể thấy một mô hình vết nứt hình khối giống như kính chắn gió cường lực sau khi va vào đá cuội nó

Bạn thực sự không thể nói những gì bạn đang nhìn qua nó.

Trong ứng dụng này, cửa sổ PMMA vẫn là giải pháp tốt nhất, thay vì khó khăn trong việc tạo cửa sổ kính phù hợp với đường cong của thân tàu. Nhưng nó cho thấy những hạn chế so với thủy tinh, vẫn có thể sử dụng trong nhiều thế kỷ.

Theo như thay thế cửa sổ kính, chi phí của một chuyên gia sẽ cao cho bất kỳ loại sửa chữa trong bất kỳ công nghệ.

Nhưng không có đường cong tùy chỉnh, nguyên liệu thô (thủy tinh) có giá rẻ: khoảng 1 bảng Anh / mét vuông, rẻ hơn nhiều so với Perspex hoặc polycarbonate, và dễ dàng hơn và nhanh hơn để cắt. (Xem một chuyên gia khai thác các đặc tính nứt vỡ đặc biệt của thủy tinh rất ấn tượng. Tương phản với khó khăn trong việc cắt phối màu hoặc polycarbonate!)

Các yêu cầu cho kính cửa sổ là gì?

• Chống ẩm
• Chống bức xạ UV
• Kháng chất tẩy rửa
• Truyền rất cao trong phổ nhìn thấy
• (Còn nhiều nữa, từ quan điểm kỹ thuật)

Hầu hết các loại nhựa trong suốt không đủ sức chống chịu. Plexiglas là một ví dụ đáp ứng các yêu cầu đủ để được sử dụng theo cách đó. Xem tài liệu này từ evonic nơi họ đảm bảo cho bạn 30 năm mà không có màu vàng đáng chú ý.

Vấn đề lớn nhất với PMMA cho sử dụng trong gia đình là "độ mềm" (dễ bị trầy xước hơn) và khả năng chống tầm thường đối với các chất tẩy rửa so với thủy tinh. Bây giờ, có nhiều hương vị khác nhau của PMMA, và bạn có thể phủ một tấm Plexiglas để làm cho nó bền hơn.

PMMA có nhiều ưu điểm so với thủy tinh soda soda :

• Truyền cao hơn trong phổ nhìn thấy
• Mật độ thấp hơn
• Xử lý dễ dàng hơn
• ...

Hiện tại có lẽ không đủ hiệu quả về chi phí để làm cho PMMA có khả năng đàn hồi tốt như thủy tinh để sử dụng làm kính cửa sổ (dùng trong gia đình!, PMMA được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như là một thay thế tốt hơn cho kính vô cơ cổ điển). Điều này có thể thay đổi trong tương lai gần, khi khoa học vật liệu và ngành công nghiệp nhựa trong suốt tiến bộ.

Tôi thực sự đã làm cho các cửa sổ ra khỏi plexiglas cho một outbu. Tôi có thể làm việc chúng theo hình dạng tôi muốn và chúng rất nhẹ. Tuy nhiên, tôi phát hiện ra rằng chúng thực sự dễ bị trầy xước: chỉ cần cố gắng lấy giấy bảo vệ ra, tôi vừa cạo vừa làm chảy nhựa.

Chúng tôi muốn cửa sổ cứng cho nhà ở và các tòa nhà chính. Vì vậy, những gì bạn mô tả sẽ được giải quyết bằng laminates, như được sử dụng trong ô tô. Tôi chắc chắn bạn có thể mua nó. Nhưng hầu hết mọi người thấy rằng cửa chớp sẽ rẻ hơn và thỏa đáng nếu thời tiết khắc nghiệt có thể gây ra vỡ, cùng với bảo hành và bảo hiểm vỡ, hoặc sự rẻ tiền của việc thay thế các tấm kính trơn .

Có các quy định yêu cầu kính cường lực cho một số cửa sổ mà trẻ có thể rơi vào. Kính cường lực nói chung giải quyết những nguy hiểm bạn nêu ra. Tôi không biết về các quy định đối với các tòa nhà chọc trời ốp kính nơi dễ xảy ra động đất, nhưng tôi cá là chúng sẽ không rơi ngay cả khi bị rung lắc vì chúng bị treo và có thể di chuyển độc lập.

Sau một số nghiên cứu,

chúng tôi đang sử dụng cửa sổ kính vì nó được sử dụng theo truyền thống. Trên thực tế cửa sổ nhựa tồn tại . Mặc dù có thể mất thời gian để hầu hết chúng ta thích nghi với nó.

Trong khi các lý do để xem xét các cửa sổ kính là:

• Lên đến 80% của tất cả các kính tái chế có thể được thu hồi.

• Kính tái chế sử dụng năng lượng ít hơn 40% so với sản xuất kính mới.

• Tái chế không làm ảnh hưởng đến chất lượng hoặc cấu trúc của thủy tinh và không có chất độc được sản xuất trong quá trình tái chế.

Tài liệu tham khảo

Cửa sổ nhựa sẵn có

Một vấn đề khác là hệ số giãn nở nhiệt của nhiều loại nhựa cao hơn so với kính cửa sổ. Khung cho cửa sổ nhựa sẽ phải có khả năng mở rộng / co lại nhiều hơn so với khung cho cửa sổ kính.

http://www.eplatics.com/Plastic/plastic_l Library / Ceesfficents-of-Thermal-Extansions-of-Preglass

http://www.sdplatics.com/acryliteliterature/1121DFFPhysicalProperIES%5B1%5D.pdf

Độ cứng sang một bên, ảnh hưởng của thời tiết (ví dụ như lượng mưa, tuyết, mưa đá, biến đổi nhiệt độ và độ ẩm vvetera) và sự xuống cấp UV tất nhiên là quan trọng để xem xét cho các cửa sổ. Nhìn chung, thủy tinh có khả năng chống lại các hiệu ứng như vậy nhiều hơn so với nhựa.

Ngoài ra còn có một thứ gọi là creep, về cơ bản là biến dạng phụ thuộc thời gian trong thời gian dài (tháng hoặc năm). Bạn có thể đã nhìn thấy nó nếu bạn đã để một cái gì đó nặng trên một hộp các tông trong một thời gian dài. Nhựa leo khá dễ dàng. Tôi không biết liệu đây có thực sự là một vấn đề lớn đối với một cửa sổ thông thường vuông góc với mặt đất hay không, nhưng nó có thể không tốt cho một cửa sổ sẽ mang tải tĩnh.

Nhựa cũng sẽ trắng do biến dạng. Họ cũng có thể đổi màu.

Tất nhiên, các tính chất này có thể thay đổi (ở một mức độ nào đó) thông qua các chất phụ gia khác nhau.

Nhựa không được sử dụng cho cửa sổ chủ yếu vì nó không bền, trên thực tế:

• nó bị suy giảm bởi bức xạ UV, phá vỡ liên kết nguyên tử, tạo ra bề mặt mờ và mỏng (và dễ vỡ), không quá mong muốn cho một cửa sổ;

• do điểm trước đó, nhựa tạo ra các hạt vi mô và hạt nano khuếch tán trong nhà và hít phải chúng không tốt cho sức khỏe;

• nó ít cứng hơn thủy tinh, sau đó nó có thể dễ dàng bị trầy xước với nhiều loại vật liệu rộng hơn;

• nó dễ cháy (!) và có thể tạo ra chất độc da cam khi nó bị cháy (đặc biệt là nếu nó có chứa các nguyên tử clo trong cấu trúc của nó), một hợp chất cực kỳ độc hại và gây ung thư.

Hơn nữa, thủy tinh có khả năng che chắn khoảng 10% bức xạ mặt trời và gần như 100% bức xạ hồng ngoại (do cơ thể con người phát ra dưới dạng nhiệt), vì vậy nó là vật liệu cách nhiệt mạnh mẽ, giúp ngôi nhà của bạn tương đối tươi mát vào mùa hè và ấm áp vào mùa đông .