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Eigenschaften von DURAN® Borosilikatglas 3.3 im chemoLine-Shop
Sehr gute chemische Resistenz
DURAN® Borosilikatglas 3.3 ist gegen Wasser, neutrale und saure Lösungen, starke Säuren und deren Mischungen sowie gegen Chlor, Brom, Jod und organische Substanzen sehr beständig.
Auch bei längeren Einwirkungszeiten und Temperaturen über 100 °C übertrifft es in seiner chemischen Widerstandsfähigkeit die meisten Metalle und andere Werkstoffe.
Lediglich Flusssäure, konzentrierte Phosphorsäure und starke Laugen bei gleichzeitigem Auftreten von hohen Temperaturen (>100 °C) tragen die Glasoberfläche ab (Glaskorrosion).
Borosilikatglas 3.3 ist der universellste Stoff bezüglich der chemischen Beständigkeit im Vergleich zu allen anderen Werkstoffen und ist hervorragend als Laborglas und als Lebenmittelgebrauchsgegenstand geeignet.
Chemische Zusammensetzung
DURAN® hat folgende annährende Zusammensetzung (in Gew. %).
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SiO2
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B2O3
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Na2O + K2O
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AI2O3
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81
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13
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4
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2
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Wasser-, Säure- und Laugenbeständigkeit
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Wasserbeständigkeitsklasse (DIN ISO 719)
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Klasse 1
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Säureklasse (DIN 12 116)
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Klasse 1
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Laugenklasse (DIN ISO 695)
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Klasse 2
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Aufgrund der guten Wasserbeständigkeit entspricht DURAN® den Vorgaben der USP, EP und JP und ist ein Neutralglas bzw. entspricht Glastyp 1. Deshalb kann DURAN® nahezu uneingeschränkt in pharmazeutischen Anwendungen und in Kontakt mit Lebensmitteln eingesetzt werden.
Die Säurebeständigkeit von DURAN® entspricht der Klasse 1 der nach DIN 12 116 in 4 Säureklassen eingeteilten Gläser.
Da der Oberflächenabtrag nach 6-stündigem Kochen in 6 normaler HCl weniger als 0,7 mg/100 cm2 beträgt, wird DURAN® als säurefestes Borosilikatglas bezeichnet.
Die herausgelöste Menge an Aalkalimetalloxiden nach DIN ISO 1776 beträgt weniger als 100 μg Na2O/100 cm2.
Die Laugenbeständigkeit von DURAN® entspricht der Klasse 2 der nach DIN ISO 695 in 3 Laugenklassen eingeteilten Gläser. Der Oberflächenabtrag nach 3-stündigem Kochen in einer Mischung aus gleichen Volumenanteilen Natriumhydroxidlösung (Konzentration 1 mol/l) und Natriumcarbonatlösung (Konzentration 0,5 mol/l) beträgt nur ca. 134 mg/100 cm2.
Inertes Verhalten
Durch das nahezu inerte Verhalten von DURAN® gibt es keine Wechselwirkungen, z. B. Ionenaustausch, zwischen Medium und Glas. Somit kann ein störender Einfluss auf Labor-Experimente ausgeschlossen werden.
Hohe Gebrauchstemperatur
Die höchstzulässige Gebrauchstemperatur von DURAN® Glas beträgt +500 °C.
Ab einer Temperatur von +525 °C beginnt das Glas zu erweichen und ab einer Temperatur von +860 °C geht es in den flüssigen Zustand über.
DURAN® kann bis zur maximal möglichen negativen Temperatur abgekühlt werden und eignet sich daher zur Verwendung in flüssigem Stickstoff. (ca. –196 °C). Allgemein wird für DURAN® Produkte der Einsatz bis –70 °C empfohlen. Beim Auftauen ist zu beachten, dass der Temperaturunterschied nicht größer als 100 K ist. DURAN® Gläser sind außerdem für den Einsatz in der Mikrowelle geeignet.
Minimale Wärmeausdehnung & hohe Temperaturwechselbeständigkeit
DURAN® Glas zeichnet sich aufgrund eines sehr kleinen Längenausdehnungskoeffizienten (3,3 x 10-6K-1) durch eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit (ΔT=100 K) aus. Der Längenausdehnungskoeffizient ist so gering, dass kaum Spannungen im Material entstehen und das Glas, z. B. beim Eingießen von kochendem Wasser, nicht zerspringt.
Temperaturbeständigkeit beim einfrieren von DURAN® Borosilikatglas 3.3
DURAN® kann bis zur maximal möglichen negativen Temperatur abgekühlt werden und eignet sich auch bei Verwendung in flüssigem Stickstoff (ca. –196°C). Während des Gebrauchs/ Einfrierens ist jedoch auch auf die Ausdehnung des Inhalts zu achten.
Allgemein wird für DURAN® Produkte der Einsatz bis –70°C empfohlen. Dabei sind neben der Geometrie der Produkte auch die Eigenschaften der verwendeten Zusatzkomponenten (z. B. Schraubverschlüsse) zu beachten. Beim Abkühlen und Auftauen muss darauf geachtet werden, dass der Temperaturunterschied nicht größer als 100 K ist. In der Praxis empfiehlt sich deshalb ein stufenartiges Abkühlen und Erhitzen.
Beim Einfrieren von Substanzen beispielsweise in DURAN® Flaschen oder DURAN® Reagenzgläsern darf das Behältnis nur zu max. 3/4 gefüllt werden. Außerdem sollte es in 45° Schräglage (Oberflächenvergrößerung) und in Abhängigkeit der Eigenschaften der verwendeten Schraubverschlüsse oder sonstiger Komponenten eingefroren werden.
Für den blauen PP-Schraubverschluss beträgt die minimale Temperatur –40°C.
Physikalische Daten
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Mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient α (20 °C; 300 °C) nach DIN ISO 7991
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3.3 x 10-6 K-1
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Transformationstemperatur T g
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525 °C
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Temperatur des Glases bei den Viskositäten η in dPa x s:
1013 (Obere Kühltemperatur)
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560 °C
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107.6 (Erweichungstemperatur)
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825 °C
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104 (Verarbeitungstemperatur)
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1260 °C
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Kurzzeitig höchstzulässige Gebrauchstemperatur
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500 °C
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Dichte ρ bei 25 °C
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2,23 g x cm-3
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Elastizitätsmodul E (Young´s modulus)
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64 x 103N x mm-2
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Poisson-Zahl µ
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0,20
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Wärmeleitfähigkeit λw bei 90 °C
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1,2 W x m-1 x K-1
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Temperatur für den spezifischen elektrischen Widerstand von 10 8 Ω x cm (DIN 52 326) t k 100
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250 °C
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Logarithmus des elektrischen Volumenwiderstandes (Ω x cm)
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bei 250 °C 8/bei 350 °C 6,5
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Dielelektrische Eigenschaften (I MHz, 25 °C) Dielektrizitätszahl ε
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4,6
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Dielektrischer Verlustfaktor tan δ
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37 x 10-4
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Brechzahl (λ = 587.6 nm) nd
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1,473
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Spannungsoptischer Koeffizient (DIN 52 314) K
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4,0 x 10-6 mm2 x N-1
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Optische Eigenschaften von DURAN® Borosilikatglas 3.3
Im Spektralbereich von ca. 310 bis 2 200 nm ist die Absorption von DURAN® vernachlässigbar gering. Es ist klar und farblos. Größere Schichtdicken (axiale Durchsicht bei Rohren) erscheinen leicht gelb/grünlich. Für Arbeiten mit lichtempfindlichen Substanzen eignen sich braun eingefärbte DURAN® Produkte. Dabei ergibt sich eine starke Absorption im kurzwelligen Bereich bis ca. 500 nm.
Bei fotochemischen Verfahren ist die Lichtdurchlässigkeit von DURAN® im Ultraviolettgebiet von besonderer Bedeutung. Aus dem Transmissionsgrad im UV-Bereich ist erkennbar, dass sich fotochemische Reaktionen durchführen lassen, z. B. Chlorierungen und Sulfochlorierungen. Das Chlormolekül absorbiert im Bereich von 280 bis 400 nm und dient somit als Überträger der Strahlungsenergie.
Braunfärbung von DURAN® Laborglas
Die Braunfärbung ermöglicht die Lagerung lichtempfindlicher Substanzen in DURAN® Produkten. Im Wellenlängenbereich zwischen 300 und 500 nm ist die Transmission im Gegensatz zu DURAN® Klarglas < 10 %. Damit entspricht das braune DURAN® Glas den USP, EP und JP Vorgaben.
Um die Artikel einzufärben wird mit einem innovativen Sprühverfahren eine spezielle Farbträger-Diffusionsfarbe ausschließlich auf die Außenseite des Klarglasartikels aufgebracht. Dadurch wird eine äußerst gleichmäßige Braunfärbung erreicht. Die Beschichtung wird anschließend eingebrannt und ist deshalb resistent gegen Chemikalien und die Reinigung in der Spülmaschine.
Die bewährten DURAN® Eigenschaften im Inneren der Flasche bleiben erhalten und eine Wechselwirkung zwischen Farbe und Inhalt ist ausgeschlossen. Die Stabilität des Braunfärbeprozesses und die somit gleichbleibende Qualität der Braunfärbung wird durch permanente Kontrollen sichergestellt.
Transmissionskurven für DURAN®
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