گزارش کار شیمی

[Sara12]

عنوان آزمايش : تهيه دي بنزال استون
هدف از آزمايش: آشنايي با تهيه دي بنزال استون
مواد لازم: آب، سديم هيدروكسيد ، اتانول، استون ، اتيل استات بنزالدهيد.
وسايل لازم: ارلن ماير،استوانه مدرج، بشر ،قیف بوخنر ،كاغذ صافي.
تئوری:
اگر مخلوط آلدئیدها و یا کتونهای متفاوت و یا هر دوی آنها در محیط حضور داشته باشند، منجر به تولید محصولات تراکمی متنوع میشود. در مورد کتونهای دارای دو گروه متیلن یا در حالت خاص دو گروه متیل مثل استون اگر نسبت مولی بنزآلدئید به استون به صورت 2 به 1 باشد دی بنزال استون به جای بنزال استون تشکیل میشود.
مکانیسم:

برای مشاهده اندازه اصلی عکس کلیک کنید.

روش كار:
1 گرم سديم را با 5 ميلي ليتر آب در يك ارلن ماير 250 ميلي ليتر بريزيد و تكان دهيد تا حل شود. 5 ميلي ليتر اتانول به مخلوط اضافه كنيد و ارلن را بچرخانيد و بگذاريد به دماي معمولي برسد سپس 0.72 میلی لیتر استون و متقاعب آن 2.1 ميلي ليتر بنزالدهید به محتواي ارلن ماير اضافه كنبد رنگ محلول به سرعت به زرد تا نارنجي تغيير مي كند (رنگ به خلوص بنزالدهيد بستگي دارد) مخلوط گرم مي‌شود و تقريبا بي درنگ رسوب زرد رنگ حاصل مي‌شود.
بگذاريد مخلوط به مدت 15 دقيقه به حال خود بماند و در طول اين مدت ارلن را بچرخانيد سپس مخلوط را روي قيف بوخنر صاف كنيد محصول را كه به كمي الكل سرد بشوييد و بگذاريد خشك شود سپس توده‌ي رسوب زرد رنگ را با حداقل مقدار اتيل استات متبلور كنيد بعد از فرايند تبلور بلور هاي زرد رنگي حاصل مي شود كه دماي ذوب آن 112 است.
محاسبات:
استون
d=m/v 0.79=m/0.79 m=0.57
بنز آلدهید
d=m/v 1.05=m/2.1 m=2.2
بنزآلدهید __ استون
gr/mol 106 gr/mol58*2
gr 52/0 gr x= 57/0
محدود کننده: استون
محصول ___ استون
gr/mol 204 gr/mol 57*2
تئوری gr 002/1 gr57/0
53%= 100 * 0.54/1.002 100 * تئوری/ عملیRa=
خطای آزمایش:
بعد از اضافه کردن اتانول و قبل از اضافه کردن استون و بنزآلدهید برای جلوگیری از واکنشهای جانبی و کانیزار اجازه دهید تا دمای ظرف به دمای اتاق(آزمایشگاه) برسد.
نتیجه گیری:
در این آزمایش از بنزآلدهید به عنوان الکترون دوست و از استون به عنوان هسته دوست استفاده می شود.

[Sara12]

مقدمه تئوری :
خشککن دوار شامل یک استوانهای است که در جهت مناسب میچرخد و به طور معمول با افق زاویة کمی دارد.
طول استوانه 4 تا بیش از 10 برابر قطرش میباشد که ممکن است از 3/0 تا 3 متر تغییر کند. مواد جامد تغذیه شده به انتهای هر سیلندر وارد میشود و به واسطة سه خاصیت چرخشی، اختلاف ارتفاع و شیب استوانه، محصول تمام شده از قسمت دیگر تغذیه میکنند.
خشکنهای دوار به سه گروه تقسیم میشوند: 1) مستقیم 2) غیرمستقیم، مستقیم
3) غیرمستقیم
روش مستقیم روشی است که وقتی تبادل مستقیم حرارت بین جریان مواد جامد صورت میگیرد موچب افزایش یا کاهش دمای جامدات میشود و روش غیرمستقیم روشی است که گرمای ملایم جدا شده از برخورد فیزیکی مواد جامد با دیوار یا لوله فلزی باشد.
خشککن دوار:یکی از مهمترین خشککنهایی است که برای خشک کردن مواد جامد گرانول که میتوانند جریان آزاد داشته باشند و در اثر پاشیدن و به هم خوردن عمل خرد شدن قابل ملاحظهای صورت نگیرد.
اگر خشک کن دوار مجهز به دستگاه مخصوصی که کیکهای جامد را میشکنند باشند، میتوانند مواد خیلی چسبنده را هم به خوبی خشک کنند. در مورد خشک کردن مایعات غلیظ، مواد گلی شکل، مواد خیلی چسبنده و صمغی و موادی که به کندی خشک میشوند مناسب نمیباشند به علاوه مواد گوگردی و یا مواد سبکی که به راحتی توسط جریان هوا حمل میشوند. خشککنهای دوار برای خشککردن کودهای شیمیایی از قبیل سولفات، فسفات، و نیترات آلونیوم و نمکهای پتاسیم، همچنین موادی مانند مواد معدنی، شن، سنگ آهک، خاک رس ....
زمان خشک شدن در این خشک کنها معمولاً بین 5 دقیقه تا 1 ساعت و ظرفیت آنها بین چند صد کیلوگرم تا چند صدتن تغییر میکند.
ساختمان شماتیک یک خشککن دوار:
یک خشککن دوار شامل یک پوسته استوانهای چرخنده به صورت افقی و با کمی شیب به سمت قسمت خروجی خوراک میباشد. خوراک مرطوب از یک انتهای استوانه وارد و از انتهای دیگر محصول خشک شده خارج میشود، هنگامیکه استوانه میچرخد پردههای بالا برنده مواد جامد را بالا میبرند و به داخل هوای داغ در حال جریان میپاشند و درنتیجه سطح مواد جامد به طور کامل در معرض هوای داغ قرار گرفته و عمل خشک شدن به طور مؤثرتری انجام میگیرد. در محل ورود خوراک چند پره مارپیچی قرار دارد که به جلو راندن خوراک کمک میکند تا به پردههای اصلی برسد.
در محیطهای مرطوب لازم است که هوای خنک ورودی تا حدی رطوبت زدایی شود که این کار را میتوان توسط برج جذب و درمجاورت کلسیم کلراید انجام داد. دستگاههای فرعی این خشک کن عبارتند از: گرم کن هوا با شعله مستقیم و یا غیرمستقیم، کانال تنظیم کردن مقدار هوا، دستگاه جمعآوری غبارات و فنها، همچنین یک سیستم نوار نقاله برای انتقال ذرات ورودی و خروجی در بعضی موارد به یک سیستم اتوماتیک چکشی نیاز است تا موادی را که روی بالا برنده به صورت کیک قرار میگیرند خرد کند.

تئوری خشککنهای دوار:
اگر انتقال حرارت مستقیماً از فاز گاز به فاز جامد صورت گیرد آن را از نوع حرارت مستقیم و اگر انتقال حرارت از لولههای بخار به مواد جامد انجام گیرد آنرا از نوع حرارت غیرمستقیم گویند. در صورتی که جهت جریان فاز گاز و فاز جامد هم جهت لاشند آنرا فواری واگر مخالف جهت هم باشند آنرامتقابل گویند. براین اساس خشککنهای دوار به چهار گروه زیر تقسیم میشوند.
حرارت مستقیم، جریان متقابل:
برای موادی که باید تا دمای بالاتر گرم شوند مانند مواد معدنی، شن، سنگ آهک، خاک رس و غیره از جریان مستقیم گاز داغ استفاده میشود. برای موادی که نباید تا دمای خیلی بالاتری گرم شوند مانند سولفات آلومینوم و شکر و محصولات کریستالی مواد شیمیایی، از هوای گرم استفاده میشود.
2) حرارت مستقیم، جریان فواری:
مواد جامدی که از آلوده شدن آن با گاز احتراق نگران نیستیم ولی باید تا دمای بالا گرم نشوند مانند سولفید آهن، سنگ گچ و مواد آلی مانند ذغال سنگ احیا نشده و مواد کشاورزی، باید در خشککن موازی خنک شوند.
3)حرارت غیرمستقیم، جریان متقابل:
موادی نظیر پیگمانهای سفید که باید تا درجه حرارت بالا گرم شوند ولی در تماس با گاز نیابد باشند. ممکن است ساختمان خشککن انتخاب شده از آجر نسوز ساخته شده باشد و به وسیله بخار داغ کاملاً احاطه شده باشد. در این حالت دبی جریان هوا را در مینیمم مقدار خود نگه میداریم زیرا در این حالت حرارت بوسیلة هدایت از پوسته و یا لولههای مرکزی اعمل میشود.
4) نوع مستقیم – غیرمستقیم:
این خشککن اقتصادی تر از خشککن مستقیم میباشد و ممکن است برای موادی که در درجه حرارت بالا خشک میشوند با استفاده از لوله بخار بکار گرفته شوند. به عنوان مثال هوای داغ با درجه حرارت 1200 تا of 1400 آنرا ترک کرده و وارد فضای حلقه مانند شده و در تماس با ماده جامد قرار میگیرد . در دمای 140 تاfo170 آنرا ترک میکنند. زغال سنگ خام کلاً به این روش خشک می­شوند بدون آنکه مشتعل شوند و یا گرد و غبار آنها محترق شوند. قطر تقریبی این خشک کن تنها از 3 الی 10 (فوت) و طول آنها از 2 الی 100 فوت تغییر میکند.
خشککن دوار مستقیم:این نوع خشک کن معمولاً شامل یک استوانه فلزی ساده بود و برای درجه حرارتهای پایین و یا متوسط مناسب میباشد. برای درجه حرارتهای عملیاتی که در حد پایین میباشد از فلزات با خواص مناسب آن را ساختهاند.
خشککن لوله بخار غیرمستقیم:این نوع خشککن شامل یک استوانه ساده است که مجهز به یک، دو و یا سه ردیف لوله میباشد ودر هنگام عملیات حاوی سیال حرارتی است و در داخل استوانه به صورت طولی نصب شدهاند. این نوع برای خشککنهایی که دارای درجه حرارت بخار (سیال حرارتی) هستند مناسب میباشد و برای خشک کردن موادی که به آلودگی حساس هستند و نباید در تماس با گاز احتراق باشند کاربرد دارد.
خشککن کرکردهای:در این خشککن گاز در داخل بسته سیر لوله میشود و مانند خشککنهای دوار مستقیم برای درجه حرارتهای پایین و متوسط مناسب است.
خشککن مستقیم کرکرهای:هوای داغ (یا هوای سرد) ازمیان کرکرهها به داخل استوانه دوار دو جداره دویده میشوند و از لای کرکرهها عبور کرده و به داخل بستر مواد جامد دمیده میشود و در این حال استوانه یا شل میچرخد وجود پرههای کرکرهای مانند باعث میشود که هوای داغ به صورت یکنواخت به بستر مواد جامد رسیده و عمل انتقال حرارت و جرم بهتر صورت گیرد.
خشککن دوار غیرمستقیم لوله بخار:لولههای بخار گرم کننده به صورت قرینهوار و متحدالمرکز در یک دو و یا سه ردیف نصب شدهاند و همراه استوانه خشک کن میچرخند این لولههای بخارممکن است از نوع لولة ساده باشند که بخار در طول آن ضمن حرارت دادن کندانس شده و این آب کندانس شده از طریق تله بخار دفع میشود.
(تله بخار دارای این خاصیت هست که مایع را اجازه میدهد که از آن عبور کرده و خارج شود ولی از خارج شدن فاز گازی ممانعت میکند.) هوایی که از خشککن خارج میشود خارج میشود تقریباً نزدیک به اشباع است زیرا مقدار هوایی که در این خشککن لازم است، معمولاً خیلی کمتر از مقدار هوای مصرفی در خشککنهای نوع مستقیم است.
بخار داغ وارد لولهها شده و پس از کندانس شدن از آن خارج میشود. جسم خشک شده از درون روزنههایی که در شل قرار دارند خارج میشود. این روزنهها دارای دیوارههایی هستند که باعث میشود عمق بستر در داخل شل همیشه به اندازه کافی باقی بماند. این خشککنها به ویژه برای خشک کردن موادی مناسب است که زمان خشک کردن با شدت نزولی انها طولانی بوده و بتوان آنها را در زمانی نسبتاً طولانی در یک دمای ثابت نگه داشت. دوران شل در ضمن اینکه موجب هم زدن مواد بستر شده و از ایجاد کیک جلوگیری میکند، باعث سهولت جریان بخار آب نیز خواهند شد و به دلیل اتلاف حرارتی پایین جریان هوای خروجی، راندمان بالاست این خشککن برای موادی که نسبت به حرارت حساس هستند مناسب است. زیرا که درجه حرارت ماکزیمم دقیقاً قابل کنترل میباشد و این دما توسط دمای عامل گرم کننده (بخار) کنترل میشود.
در این نوع خشککنها معمولاً خوراک مرطوب از طریق انتقال دهنده مارپیچی و یا ریزشی به داخل خشککن وارد میشود و در خشککنهای معمولی، محصول خشک شده در انتهای استوانه از لابه لای لوله های بخار به بیرون ریخته میشود. بااین کار همچنین هوای استفاده شده جهت خشک کردن و دیگر گازهای موجود ازداخل خشککن خارج میشود. به دلایل زیاد جهت جریان کاز و مواد جامد متقابل میباشد.
محاسبه قطر خشککن
بادرنظر گرفتن روش چگونگی عملیات و میزان رطوبت قابل قبول برای محصول و دمای هوای خروجی مقدار هوای لازم و دمای ورودی آن موازنه جرم و حرارت مشخص میشود. سرعت هوا نبایستی خیلی زیاد باشد، زیرا در این صورت مواد جامد بیش از اندازه منتقل میشوند. برای مواد زبر و درشت (Coarse) تجربیات عملی مشخص کرده سرعت متوسطی برابر 5/2 برای هوای خروجی لازم است. برای مواد زیر (پودری) سرعت خیلی کمتری لازم ایت. یک روش تجربی برای محاسبه سرعت هوا، برابر گرفتن آن با نصف سرعت حد سقوط آزاد کوچکترین ذرات موجود در محصول است. سطح مقطع و قطر خشککن را با این فرض که سطح مؤثر برای جریان هوا 85% سطح کل است میتوان محاسبه نمود.
محاسبه طول خشککن :
اگر زمان خشک شدن را به طریقی بتوان تعیین نمود (در یک واحد خشککن موجود و یا در آزمایشگاه در تحت شرایطی که در خشک اصلی موجود است) این زمان برای طراحی مکانیکی خشککنی که در زمان اقامت مواد درآن، مقدار کمی از زمان خشک شدن بیشتر باشد مورد استفاده قرار میگیرد. رابطهای که میتوان از آن استفاده نمود قبلاً ذکر شده است. مسئله مهم در ایفا یکسان بودن شرایط در خشککن آزمایشگاهی و خشککن اصلی است و این بدان معنی است که زمان خشک شدن میبایستی از روی یک خشککن مقیاس صنعتی و با یک طرح بزرگ نیمه صنعتی تعیین شده باشد.
محاسبه طول خشککن مسئله ای است که تواماً با انتقال جرم و انتقال حرارت مربوط
میشود. روش محاسبه بعداً میآوریم. کل تغییرات مقدار زپرطوبت خوراک در خشککن به تعداد مناسبی تقسیم میشود. این تقسیمها شامل مراحل پیش گرم نمودن خوراک (که خوراک را به دمای حباب مربوط میرساند) و مرحله خشک شدن با شدت ثابت و بقیه تقسیمات (6 تا 10 قسمت) مربوط به مرحله خشک شدن با شدت نزولی میشود. اگر محاسبات با استفاده از کامپیوتر انجام شود میتوان تعداد تقسیمات را زیاد نمود و دقت محاسبات را افزایش نمود. طراح یک خشککن باید هر طراحی را با یک مسئله مجزا و منفرد بداند، طرحهای دیگران تنها میتواند، راهنمایی برای طراحی او باشد.
دمای خوراک و دمای هوا و دمای حباب مرطوب معلوم است انگاه طول قسمت پیش گرم نمودن خوراک و رساندن خوراک به دمای حباب و قسمت خشک شدن با شدت ثابت با استفاده از ضرائب انتقال حرارت محاسبه میشود (فرض میشود که در قسمت پیش گرم نمودن خوراک، خشک شدن صورت نمیگیرد) برای محاسیه طول قسمتی از خشککن که درآن خشک شدن با شدت نزولی صورت می­گیرد، ضریب انتقال جرم درواحد طول، بر حسب تابع از مقدار رطوبت لازم است. ضریب انتقال حرارت درسرتاسر خشککن را میتوانیم ثابت فرض کنیم. شاید بهتر باشد نخست زمان خشک شدن تخمین زده شود و آنگاه طول خشک کن برای تامین زمان فوق محاسبه شود. این روش محاسبه اساساً مشابه روش قبل است با این تفاوت که مراحل محاسباتی آن متفاوت است.
دماي ورودي
دماي خروجي
زمان ورود خوراك
66.6
48.3
بعد از 5 دقيقه
76.82
57.1
بعد از 10 دقيقه
65.52
53.82
بعد از 15 دقيقه
70
55.4
بعد از 20 دقيقه
79.4
58.6
« طراحی خشك کن دوار»
برای طراحی یک خشکگن دوار باید موارد زیر را محاسبه کرد:
1) طول و قطر خشککن 2) شیب خشککن
3) مقدار هوای لازم برای عمل خشککردن 4) مقدار حرارت لازم
5) جهت جریان 6) تعداد دور استوانه در واحد زمان
برای بدست آوردن بالا بایستی یک سری معلومات داشته باشیم که عبارتنداز:
1) رطوبت و دمای هوای موجود
2) رطوبت و دمای هوای خروجی از گرمکن
3) رطوبت و دمای هوای خروجی از خشککن
4) رطوبت ماده ورودی
5) مقدار محصول در واحد زمان
6) میزان رطوبت محصول
« محاسبات»
دادههای مسئله:
=وزن سويا200 gr
Set point S2
قطر
وزن سویای مرطوب=255
وزن سویای خشک=200
دمای ورودی
دمای خروجی
سرعت
=جرم200gr=0.2 kg=0.44 I

[Sara12]

عنوان : تهيه پارا نيترو آنيلين ( NITRO ANILINE )
هدف : در اين آزمايش انتظار مي رود دانشجو با مبحث نيتراسيون تركيبات آلي بيشتر آشنا شده و مباحث ارايه شده در درس تئوري را عينا مشاهده نمايد.

تئوری :

پارا نيترو استانيليد از طريق هيدروليز در محيط اسيدي داستيله مي شود و ايجاد پارا نيترو آنيلين مي كند. بدين ترتيب گروه استيل كه براي محافظت گروه عاملي آمين بكار رفته بود براحتي خارج مي شود .

نيتراته کردن استانيليد و استيلاسيون:
زمانيکه كه نيترات يا سولفات آنيلين در درجه حرارت پايين توسط نيتريك اسيد و سولفوريك اسيد نيتره گردند، محصول داراي حدود 60% متانيتروآنيلين و 38% پارانيتروآنيلين است، كه همراه با آن مقدار كمي ارتو نيترو آنيلين نيز وجود دارد. بعلت اكسيدشدن مقداري از آنيلين بهره بالا نمي‌باشد.
مسلما نيترو آنيلين محصول اصلي است زيرا که گروه با بار "مثبت" "NH3-" خاصيت كشندگي الكترون قوي دارد. در ضمن اين گروه شديداً باعث غيرفعال شدن جايگاههاي ارتو و پارا مي‌گردد.مقدار قابل ملاحظه‌اي از پارانيتروآنيلين به وجود مي‌آيد.
نسبت مشاهده شده براي پارا/متا ميزان اثر سوق دهندگي گروه –NH3+ را ارائه مي‌دهد. وسعت نيتراسيون پارا با قراردادن گروههاي متيل پي در پي روي اتم ازت كاهش مي‌يابد، در C6H5-N(CH3)+3 منجر به ايجاد 89% متا و 11% مشتق پارانيترو مي‌گردد.
براي كاهش اكسيداسيون و جلوگيري از اثر سوق دهندگي متا در نمك ايجادي، قبل از نيتراسيون تركيب، آمين آروماتيك را به مشتق استيل تبديل مي‌نمايند. متعاقباً گروه آمين را توسط هيدروليز با محلول آلي اسيدباز برمي‌دارند.
بدين ترتيب آنيلين به استانيليد تبديل شده تحت نيتراسيون معمولي تقريباً تمام آن به پارا نيترواستانيليد تبديل مي‌گردد، كه در اثر هيدروليز آن پارا نيتروآنيلين بدست مي‌آيد.
از آن‌جايي كه فقط مقدار جزئي از ارتو نيترواستانيليد از نيتراسيون حاصل مي‌گردد، روش غيرمستقيم در يك سري واكنش‌ها براي ايجاد ارتو بعنوان محصول اصلي بكار گرفته مي‌شود. انيلين به اسيد سولفانيليكي تبديل مي‌شود كه در آن موقعيت پارا توسط گروه So3H مسدود شده است. نيتراسيون اسيدسولفانيليك توليد -4 آمينو -3 نيتروبنزن سولفونيك اسيد مي‌نمايد، هيدروليز تركيب اخير كه توسط جوشاندن آن با اسيدسولفوريك 60% صورت مي‌گيرد، حذف گروه So3H را باعث شده و ارتو نيترو آنيلين را با حالات خصوصي بالا در اختيار مي‌گذارد.
هر 3 نيتروآنيلين بازهاي بي‌نهايت ضعيفي مي‌باشند، اما از نظر قدرت اسيدي با يكديگر تفاوت قابل ملاحظه‌اي دارند:

ارتو > پارا > متا

مخلوط نيتروآنيلين‌ها را مي‌توان از حل نمودن آنها در اسيدآبي قوي و سپس رسوب‌گيري پي‌در پي، ايزومرهاي ارتو، متا و پارا كه توسط خنثي‌سازي آنها با آمونياك رقيق انجام مي‌شود، جدا نمود.
مواد لازم: پارانيترو استانيليد، اسيد سولفوريک غليظ،سديم هيدروکسيد 10%، اتانول
وسايل لازم: ارلن ماير در چند سايز مختلف، کاغذ صافي، حمام آب و يخ، هم زن شيشه­اي، قيف، ترازوي ديجيتالي، شيشه ساعت، قيف بوخنر،استوانه مدرج
روش كار :
مرحله 1: 10 گرم پارا نيترو استانيليد + 25 ميلي ليتر آب + 30 ميلي ليتر اسيد كلريدريك غليظ را در يك بالن رفلاكس به مدت 20 دقيقه رفلاكس كنيد.
مرحله 2: وقتي واكنش كامل شد ( چند قطره محلول را با 3 برابر حجمش توسط آب رقيق كنيد اگر شفاف
بود واكنش كامل است) حدود 50 ميلي ليتر آب اضافه كنيد.
مرحله 3 : مخلوط واكنش را در يك بشر بزرگ بريزيد و 100 گرم يخ خرد شده به آن اضافه كنيد سپس
با آمونياك غليظ و سود 10 درصد محيط را قليايي كنيد.
مرحله 4 : رسوب نارنجي متمايل به زرد را صاف كنيد و با الكل 50 درصد و يا آب كريستاليزه كنيد .
فرمول واکنش :

خطای آزمایش:
چون در حین افزایش محلول سدیم هیدروکسید مخلوط گرم می شود باید به خوبی همزده شود.
نتیجه گیری:
پارا نيترو استانيليد از طريق هيدروليز در محيط اسيدي داستيله مي شود و ايجاد پارا نيترو
آنيلين مي كند. بدين ترتيب گروه استيل كه براي محافظت گروه عاملي آمين بكار رفته بود
براحتي خارج مي شود .
1-در تهیه P-نیترو آنیلین چرا به جای نیترو دار کردن آنیلین استانیلید نیترو دار و هیدرولیز می شود؟
زیرا در استانیلید گروه آمینو بین دو گروه پذیرنده الکترون یعنی حلقه بنزن و گروه کربونیل قرار دارد به همین دلیل خاصیت بازی ندارد و با اسیدها نمک تولید نمی کند.
2- اگر P-نیترواستانیلید در محلول های اسیدی هیدرولیز می شودچرا هیدرولیز در نیترو دار کردن با مخلوط HNO3 و H2SO4 رخ نمی دهد؟
C6H5-NH(C=O)CH3 استانیلید می باشد که در آن گروه NHCOCH3 بر روی حلقه ی آروماتیکی وجود دارد. حال چنانچه بخواهیم یک گروه دیگر بر روی حلقه قرار دهیم، این گروه می تواند موقعیتهای ارتو، متا و پارا را اشغال نماید. یعنی گروه جدید همسایه ی گروه قبلی باشد (ارتو) و یا یک کربن از آن فاصله داشته باشد(متا) و یا دو کربن فاصله داشته باشد و در دورترین فاصله ی ممکن قرار گیرد (پارا).
استانیلید دارای نقطه ذوب 113 تا 115 درجه ی سانتیگراد و نقطه جوش 304 درجه ی سانتیگراد می باشد.
ارتو و پارا نیترواستانیلید بوسیله ی واکنش استانیلید با مخلوطی از نیتریک اسید و سولفوریک اسید بدست می آید. زیرا گروه نخست یعنی NHCOCH3 گروه حجیمی است، فرم پارا که در آن دو گروه فوق و نیترو از هم فاصله ی بیشتری دارند، پایدارتر بوده و قسمت بیشتر محصول را به خود اختصاص می دهد. اما جدا کردن ایزومرهای پارا و ارتو از طریق تقطیر جز به جز ممکن است، زیرا ابن دو ترکیب در نقطه ی جوش متفاوت هستند.
واکنش استانیلید با نیتریک اسید غلیظ سبب تولید پارانیترواستانیلید می شود. برای بالا بردن بازده می توان از نسبت 3 به 1 از سولفوریک اسید و نیتریک اسید استفاده نمود. چون این واکنش گرمازا است، باید افزایش استانیلید به اسید نیتریک غلیظ بسیار آهسته و همراه با سردکردن محیط واکنش صورت گیرد.
دکانتور یا قیف جداکننده ، وسیله ای است که به کمک آن می توان دو فاز آبی و آلی را از هم جدا نمود. این وسیله در قسمت انتها دارای یک شیر است که با باز کردن آن، لایه ی زیرین به راحتی از لایه ی بالایی جدا می شود.

[Sara12]

اندازه گیری نقطه اشتعال (Flash point) و نقطه آتش (Fire point)
تعریف : نقطه اشتعال کمترین دما در فشار جو می باشد که در آن دما تحت شرایط ویژه آزمایش ، بخارات متصاعد از نمونه با هوا مخلوط قابل اشتعال به وجود می آورند ؛ بطوریکه با نزدیک کردن یک شعله به این بخارات برای یک لحظه مشتعل می شود . تقطه آتش (Fire point ) کمترین دمایی است که در آن مشتعل شدن بخارات نمونه و هوا حداقل به مدت 5 ثانیه دوام داشته باشد.
در این آزمایش با روش باز (Cleveland open cup) نقطه اشتعال اندازه گیری می شود و برای مواد نفتی که نقطه اشتعال آنها زیر 79 درجه سانتی گراد باشد به کار می رود .
ظرف مخصوص دستگاه تا علامت نشانه از نمونه پر می شود . حرارت دادن به نمونه طوری تنظیم می شود که ابتدا در هر دقیقه 14 تا 17 درجه سانتیگراد افزایش دما داشته باشد. از 28 درجه سانتیگراد مانده به نقطه اشتعال حرارت را کم کرده تا در هر دقیقه 5 تا 6 درجه سانتیگراد دما افزایش یابد . سپس هر 2 درجه سانتی گراد شعله را از روی نمونه عبور می دهیم (مدت 1 ثانیه) هنگامی که با عبور شعله از روی نمونه بخارات برای لحظه ای مشتعل و سپس خاموش می شوند ، آن دما را یادداشت کرده و بعنوان نقطه اشتعال گزارش می شود .حرارت دادن را ادامه داده تا به دمایی برسیم که در آن دما با نزدیک شدن شعله بخارات حداقل به مدت 5 ثانیه مشتعل باقی بماند . این دما را به عنوان نقطه آتش Fire point یادداشت کنید.
با توجه به اینکه شما در شیراز آزمایش را انجام می دهید که فشار هوا در شیراز کمتر از فشار استاندارد 760 میلیمتر جیوه است . بایستی نقطه اشتعال اندازه گیری شده را برای فشار جو تصحیح کنید .
(p-760)03/0+نقطه اشتعال در فشار شیراز = نقطه اشتعال
P = فشار محیط بر حسب میلیمتر جیوه در شیراز
نمونه مورد آزمایش نفت سفید است .

آزمایش تعیین گرانروی سیال با روش سقوط آزاد جسم کروی
(Falling ball method)
هدف: در این آزمایش با اندازه گیری سرعت حد یک جسم کروی در داخل سیال گرانروی آن سیال تعیین می شود .
تئوری:
وقتی یک جسم کروی در داخل یک سیال به صورت سقوط آزاد رها می شود تحت سه نیرو حرکت می کند ، نیروی جاذبه Fg و نیروی ارشمیدس Fb و نیروی مقاومت سیال (دراگ)Fd .
جسم تحت نیروی وزن Fg حرکت می کند و نیروی ارشمیدس و نیروی دراگ در جهت مخالف حرکت آن اثر می کنند. نیروی دراگ با افزایش سرعت جسم زیاد می شود و نهایتا جسم پس از طی مسافتی به سرعتی می رسد که در آن سرعت برآیند نیروها مساوی صفر می شود . طبق قانون حرکت نیوتن:
a = شتاب
m = جرم جسم
Fi = نیروهای وارد بر جسم
وقتی مجموع نیرو ها صفر شود شتاب هم صفر می شود و جسم با سرعت ثابتی حرکت می کند . این سرعت ثابت را سرعت حد می نامند که طبق قانون استوک این سرعت را بدست می آوریم .

= سرعت حد
= قطر جسم کروی
= چگالی جسم کروی
= چگالی سیال
= گرانروی سیال
روش کار:
جسم کروی را که قبلا تمیز شده است از بالای ستون سیال درست روی سطح سیال در وسط ستون رها می کنیم تا پس از طی مسافتی به سرعت حد برسد . با استفاده از کرنومتر ، زمان حرکت کره را برای مسافت مشخص اندازه می گیریم. سرعت را محاسبه کرده سپس با استفاده از قانون استوک گرانروی را محاسبه می کنیم .
آزمایش تعیین نقطه نرمی :
هدف:در این آزمایش طبق استاندارد IP نقطه نرمی قیر را تعیین می کنند.
مقدمه : قیر ماده سیاه رنگی است که از شمار زیادی هیدرو کربور که به صورت کلوئیدی در کنار یکدیگر معلق هستند تشکیل شده است . این هیدروکربور ها سه دسته هستند: آسفالتین ها ، رزین ها و روغن ها .
قیر در یک دمای مشخص از حالت جامد به حالت مایع تغییر حالت نمی دهد .تغییر حالت قیر در اثر افزایش درجه حرارت بطور تدریجی انجام می گیرد . اندازه گیری نقطه نرمی قیر تحت شرایط خاصی که دقیقا کنترل شده و استاندارد است بایستی انجام گیرد . دستورالعمل کامل این آزمایش در آیین نامه AASHTO و در IP 58 شرح داده شده است . اندازه گیری نقطه نرمی قیر با استفاده از روش Ring ball انجام می شود.
تعریف: درجه نرمی قیر دمایی است که قیر در آن دما تحت شرایط خاص آزمایش از حالت جامد به حالت روان تبدیل شده و نرمی خاصی پیدا می کند . در روش Ring Ball نقطه نرمی قیر درجه حرارتی است که در آن دما کره ی فولادی با وزن و قطر معین از داخل یک لایه قیر با قطر و ضخامت مشخص عبور می کند و به صفحه ای که در فاصله 25 میلیمتری از آن قرار دارد می رسد.
روش آزمایش:
مقدار لازم از قیر را در ظرف مخصوص ریخته و حرارت می دهیم تا قیر کاملا ذوب و یکنواخت گردد و قطرات احتمالی موجود در آن بخار شود . حلقه ها را که قبلا تمیز و آماده شده روی یک صفحه که با مقداری گلیسیرین مایع آغشته شده قرار می دهیم و سپس قیر مذاب را به آرامی داخل حلقه ریخته تا سطح آن یکنواخت و صاف شود . اگر سطح قیر درون حلقه پس از سرد شدن ناصاف بود با یک چاقوی داغ قیرهای اضافی را جدا کرده تا سطح آن صاف شود . حلقه های آماده شده را در دستگاه Ring ball قرار داده و کره فولادی را روی سطح قیر در وسط آن قرار می دهیم و مجموعه را داخل بستر محتوی آب قرار می دهیم . دمای آب را افزایش داده تا دمایی که در آن کره فولادی از درون قیر عبور کرده و به پایین بشر سقوط نماید . این دما را به عنوان نقطه نرمی قیر گزارش می کنیم:
اگر نقطه نرمی قیر بالاتر از 80 درجه سانتیگراد باشد از گلیسیرول به جای آب استفاده می شود . آزمایش را برای دو نمونه از یک قیر انجام می دهیم اگر دمای بدست آمده بیشتر از 1 درجه سانتی گراد تفاوت داشته باشد بایستی آزمایش را تکرار کرد.
ASDM D 86
IP-123 distillation of petroleum products
تقطیر مواد نفتی
در این روش عملیات تقطیر روی نمونه های بنزین موتور (gasoline) بنزین هواپیما (Aviation gasoline) نفتا White spirit و نفت سفید و گازوئیل و نفت کوره انجام می گیرد . این آزمایش به منظور به دست آوردن حدودی از ترکیب شیمیایی یک برش نفتی انجام می گیرد و نتایج به صورت یک منحنی تقطیر رسم می گردد و نتیجه آزمایش مشخص کننده درجه فراریت برش نفتی می باشد.
روش انجام آزمایش
پس از تنظیم دستگاه تقطیر ASTM مقدار 100 cc از نمونه را در بالن دستگاه تقطیر ریخته و آن را با ملایمت حرارت می دهند . پس از مشاهده اولین قطره مایع تقطیر شده دما را یادداشت کرده و سپس درجه حرارت های مربوط به 5 ، 10 ،20، .... ، 90 ،95 درصد حجم تقطیر شده را یادداشت می نمایند . با این داده ها می توان منحنی تقطیر (درجه حرارت بر حسب درصد حجمی تقطیر شده ) را رسم نمود .
تعاریف:
نقطه ابتدایی جوش (Initial boiling point) : درجه حرارتی که در آن اولین قطره ی مایع از لوله دستگاه تقطیر می چکد.
- نقطه نهایی جوش یا نقطه پایان (End point or finagling point): بالاترین دمایی که در طول آزمایش خوانده می شود . این معمولا هنگامی است که تمام مایع در بالن تقطیر بخار شود .
- نقطه خشک (Dry point) : درجه حرارتی که در آن آخرین قطره مایع بخار می شود .
- نقطه تجزیه (decomposition point) : دمایی که با اولین نشانه های تجزیه حرارتی مایع درون فلاسک مطابقت داشته باشد که معمولا این نشانه ها ( دودکردن نمونه ، کاهش دمای نمونه و ...) می باشد .
درصد بازیافت (Percent Recover): درصد حداکثر distillate جمع آوری شده نسبت به مایع اولیه
درصد بازیافت کل (Percent Total Recovery) : مجموع ماکزیمم Recovery + مایع باقی مانده در فلاسک نسبت به مایع اولیه
(100-percent Total Recovery)=percent loss
درصد باقیمانده (percent Residue): حجم مایع باقیمانده در فلاسک بر حسب cc
=(percent total recovery – percent recovery)
در این روش نقاط جوش اندازه گیری شده بایستی در فشار استاندارد 760 میلیمتر جیوه گزارش گردد . بنابراین اگر در فشاری غیر از فشار استاندارد اندازه گیری شود بایستی آن را تصحیح کرد .
با روابط زیر:

Cc=0.00012 (760-P)(273+tc)
Cf =0.00012 (760-P)(460+tc)

آزمایش تعیین چگالی مایعات
هدف : در این آزمایش با استفاده از لوله U شکل و V شکل چگالی یک مایع را با دانشتن چگالی مایع دیگری که در آن قابل حل شدن نیست اندازه گیری کنیم.
فشار در داخل یک مایع ساکن با چگالی از رابطه زیر به دست می آید:
که نشان می دهد که در داخل یک مایع در عمق یکسان فشار در تمام نقاط برابر می شود .
روش انجام آزمایش:
لوله U شکل روبرو را در نظر بگیرید که با مقداری آب با چگالی و مایع دیگری که در آب حل نمی شود با چگالی پر شده است.
در نقطه C فشار یکسان است بنابراین :
• با اندازه گیری ارتفاع L,d و دانستن ، چگالی مایع را محاسبه کنید.
• عملیات را برای لوله V شکل نیز انجام داده و برای رسیدن به رابطه مربوط ، مطابق محاسبات فوق انجام دهید.
آزمایش اندازه گیری گرانروی سینماتیک
(Kinematic Viscocity)
هدف آزمایش : در این آزمایش با استفاده از ویسکومتر اوستوالد (Ostwald) گرانروی سینماتیک اندازه گیری می شود .
گرانروی سینماتیک
: گرانروی مطلق بر حسب سانتی پویز (Centipoise)
: گرانروی سینماتیک بر حسب سانتی استوک (Centistoke)
s : چگالی نسبی ، که از تقسیم چگالی سیال بر چگالی آب به دست می آید .

روش آزمایش :
با توجه به اینکه گرانروی مایعات با افزایش دما کاهش می یابد ، آزمایش در دمای ثابت انجام می شود . حجم مشخص و استانداردی از نمونه درون ویسکومتر که قبلا تمیز و خشک شده است ، ریخته و در داخل حمام آب با دمای ثابت قرار می دهیم (با استفاده از گیره های مخصوص ) زمان تخلیه حجم مشخصی از سیال را اندازه گیری می کنیم برای هر نمونه دو بار انجام دهید .
(ضریب ویسکومتر)
ضریب ویسکومتر بر حسب mm2/sec2 و t بر حسب ثانیه می باشد . بنابراین بر حسب mm2/sec است که هر mm2/sec برابر یک سانتی استوک می باشد.
1 mm2/sec = 1 centistoke
• گرانروی سینماتیک و گرانروی مطلق آب و آب اکسیژنه را محاسبه کنید .
• اثر دما روی گرانروی مایعات و گازها را توضیح دهید .
آزمایش اندازه گیری گرانروی سینماتیک
(Cloud point of Petroleum Oils)
نقطه ابری شدن(Cloud point) هر گاه برش نفتی بدون تکان دادن سرد گردد به درجه حرارتی که در آن میکرو کریستالها تشکیل یا کدورتی در برش مشاهده شود "نقطه ابری شدن" گفته می شود . اگر عمل سرد نمودن ادامه یابد زمانی فرا می رسد که اگر لوله آزمون را به حالت افقی قرار دهیم برش دیگر در آن جابجا نشده و نمی ریزد .پس از تنظیم دستگاه مطابق شکل زیر ، نمونه را داخل یک لوله آزمایش تمیز (Test jar) ریخته و توسط حمام آب گرم آنرا گرم نمایید تا ذوب شود . سپس آنرا داخل یک ظرف حاوی یخ (Cooling bath) قرار دهید ، همواره دمای Cooling bath بایستی بین 1- تا 2 درجه سانتی گراد باشد .
در فواصل زمانی معین Test jar را از پوشش (jacket) بدقت و به آهستگی خارج نمایید ، بطوریکه هیچگونه آشفتگی در برش بوجود نیاید . سپس ابری شدن آنرا چک نمایید و دوباره در جای خود قرار دهید . این عملیات بایستی حداکثر در 3 ثانیه صورت گیرد . با مشاهده اولین ذرات کریستال که نشانه ابری شدن نمونه می باشد دما را یادداشت نمایید . این دما نقطه ابری شدن خواهد بود.
اگر برش نشانه ای از ابری شدن از خود نشان نداد ، Test jar را به یک jacket دیگر در ظرف دومی که دمای Cooling bath آن بین تا باشد منتقل کنید . اگر باز هم اثری از کدورت مشاهده نشد Test jar را به ظرف دیگری انتقال داده و این کار را تکرار نموده تا اینکه اولین ذرات کریستال در ته لوله آزمایش مشاهده شود . با مشاهده اولین ذرات دمای ترمو متر را به عنوان نقطه ابری شدن یادداشت کنید.
از هیدروکربنهایی که دارای نقطه ابری کمتر از هستند جهت این آزمون استفاده خواهند شد . در ضمن دانستن این نقطه به شناسایی نسبت درصد پارافینها در روغن ها کمک می نماید با نسبت درصد هیدروکربنهای با نقطه انجماد بالا را در برش مربوطه تعیین می نماید.

سوالات آزمایش Cloud point :
1) نقطه ابری شدن Cloud point را تعریف کنید؟
2) کاربرد عملی این آزمایش را شرح دهید؟
3) نحوه انجام آزمایش را توضیح دهید؟
4) وضعیت دماسنج را در این آزمایش بیان نمایید؟

آزمایش تعیین نقطه ریزش
(Pour point of petroleum Oils)
نقطه ریزش (Pour point) : کمترین دمایی که در آن سیال نفتی از جریان می ایستد (نقطه شروع حالت جامد شدن ) که چند درجه از دمای کدر شدن (Cloud point) پایین تر است و چنانچه دما از آن حد پایین تر برود انجماد شروع می شود را "نقطه ریزش" می گویند.
پس از تنظیم دستگاه مطابق شکل زیر ، نمونه را که ماده نفتی سیاه رنگی است بعد از گرم کردن اولیه در یک ظرف حاوی یخ (Cooling Bath) قرار دهید . لازم به ذکر است که دمای ظرف بایستی بین تا باشد و فاصله ترمومتر می بایستی حدود 3 میلی لیتر زیر سطح مایع نفتی باشد . پس از یکی دو دقیقه نمونه را در آورده و کمی آنرا متمایل نمائید و به مدت 5 ثانیه آنرا در وضعیت افقی قرار دهید و به دقت آنرا مشاهده کنید اگر در این وضعیت سیال از خود حرکتی نشان داد لوله آزمایش را در پوشش (jacket) قرار دهید و آزمایش را برای پایین تر تکرار نمایید . این آزمایش را تا وقتیکه سیال داخل Test jar در حالت افقی به مدت 5 ثانیه حرکتی از خود نشان ندهد انجام دهید .و در اولین حالت دمای ترمومتر را بعنوان نقطه ریزش یادداشت نمائید .
با اطلاع از مقادیر دو نقطه ابری شدن (Cloud point) و ریزش (Pour point) حدود استفاده برشها (بخصوص هنگام پمپاژ در زمستان ) تعیین می گردد.
سوالات آزمایش Pour point :
5) نقطه ریزش (Pour point )را تعریف کنید؟
6) وضعیت دماسنج را در این آزمایش را شرح دهید؟
7) نحوه انجام آزمایش را توضیح دهید؟
8) کاربرد عملی این آزمایش بیان نمایید؟
تعیین نقطه آنیلین
(Aniline point)
هدف:
با این روش نقطه آنیلین مواد نفتی را می توان تعیین کرد.
مقدمه :
برای شناسایی کات های نفتی آزمایش های زیادی انجام می شود از آن جمله تعیین نقطه آنیلین است ، با بدست آوردن این نقطه می توان میزان مولکول های آروماتیک (حلقوی )موجود در کات مورد آزمایش را مشخص نمود . همچنین برای مشخص کردن خیلی از اندیس های محاسباتی در پالایشگاهها بر ارتباط های نفتی این نقطه به کار برد .
یکی از ساده ترین کاربردهای آن برای شناسایی روغن ها است ، برای توضیح آن می توان گفت :
1- اندیس ویسکوزیته (viscosity index) نشانگر تغییرات ویسکوزیته روغن با دما است هر چه V.I بزرگتر باشد تغییرات ویسکوزیته با دما کمتر است.
2- در Lubricating Oil اگر میزان آروماتیک بالا باشد ، اندیس ویسکوزیته روغن کمتر است .
3- هر چه میزان آروماتیک در کات مورد آزمایش کمتر باشد نقطه آنیلین آن کات نفتی بالاتر است . بنابراین برای بدست آوردن روغن چهار فصل باید میزان مولکول های حلقوی روغن پایین باشد و با آزمایش نقطه آنیلین و بالا بردن دمای این نقطه را می توان مورد سنجش قرار داد.
آماده سازی دستگاه :
1) دستگاهی مطابق شکل (1) برای شروع آزمایش فراهم شود .
2) برای گرم کردن از حمام روغن،گلیسیرین ، پارافین استفاده شود.
3) دماسنج را بالاتر از سطح روغن و آنیلین بصورت عمودی قرار دهید.
وسایل مورد لزوم :
1- دماسنج
2- همزن
3- چوب پنبه مناسب
4- لوله آزمایش مناسب
5- بشر بزرگ
6- گیره و سه پایه
7- شمع حرارت دهنده
روش کار:
1) در لوله آزمایش 5 میلی لیتر از آنیلین و 5 میلی لیتر از کات مورد آزمایش را در لوله ریخته شود
2) در لوله آزمایش با چوب پنبه محکم بسته شود و دماسنج را بصورت مناسب قرار می دهیم.
3) لوله آزمایش را با کمک گیره در حمام گرم کننده قرار داده و شعله زیر آن روشن شود .
4) با کمک همزن مرتب مواد درون لوله را هم زده و با دقت به دما و مواد درون لوله توجه کنید .
5) دمایی که دوفاز آنیلین و کات نفتی تشکیل یک فاز را می دهند خوانده شود . این دما همان نقطه آنیلین است و بعد از سرد شدن و دو فازی شدن نیز می توان دما را مشاهده کرد

[Sara12]

مقدمه (شیشه همراه همیشگی ما):
آيا هرگز به اين موضوع انديشيده ايد كه بدون استفاده از شيشه زندگي روزمره شما عملا مختل مي شود؟
شيشه پنجره منزلتان به عنوان عايق حرارتي از نفوذ گرما و سرما تا حدي و باد به داخل منزل جلوگيري مي كند و اين در حالي است كه نور را از خود عبور مي دهد و حتي امروز شاهد ساخت شيشه هايي هستيم كه گرماي نور خورشيد را گرفته و تنها به قسمت مريي آن اجازه عبور مي دهد.
كمي به اطرافتان دقت كنيد, احتمالا شيشه را در همه جا خواهيد يافت. در تلويزيون, لنز شيشه اي عينك و يا دوربين هاي شما, اتومبيل, پنجره ها, لامپ و حتي بسياري از وسايل ديگر كه به نحوي با شيشه در ارتباطند.
شيشه برخلاف ساير جامدات فاقد نظم بلند يكنواخت در داخل ساختار خود است. وجود ساختار منظم در جامدات به اصطلاح كريستال يا بلور ناميده مي شود و اين در حالي است كه اين نظم كوتاهي كه در شيشه وجود دارد بهنام آمورف شناخته مي شود. از اين رو در حقيقت شيشه جامدي مجازي است. اين خصوصيت غير عادي در ساختار شيشه تعيين كننده ويژگي ها و خواص اين ماده پر مصرف است. علت شفافيت شيشه در مقابل همين فقدان نظم تكرار شونده در شيشه مي باشد. شعاع نوري در حين گذراز شيشه تنها هشت تا ده درصد از قدرت خود را از دست مي دهد. اسحاق نيوتن اولين كسي بود كه تشخيص داد يك منشور شيشه اي, نور سفيد را به نورهاي تشكيل دهنده نور سفيد تفكيك مي كند.
اگرچه معمولا مردم شيشه را شكننده مي دانند قدرت آن در بعضي موارد قابل توجه است, به عنوان مثال يك رشته شيشه تازه شكل گرفته نيرويي معادل 70000 كيلوگرم بر سانتيمتر مكعب را تحمل مي كند ولي با اين وجود وزني كه شيشه معمولي تحمل مي كند يك صدم وزني است كه در تئوري براي آن قائل شده اند و اين به دليل نقائص موجود در شيشه به صورت حباب هوا و ... است.
تاریخچه شیشه
انسان حتی پیش از اینکه خود شیشه بسازد، شیشه‌های طبیعی نظیر فولگوریت و کوارتز را کشف نموده و از آنها در موارد گوناگون استفاده کرده است. کسی از نخستین شیشه‌گر چیزی نمی‌داند. تاریخ ساختن نخستین شیشه نیز معلوم نیست.
در تاریخ می‌خوانیم که به احتمال ، ده‌هزار سال پیش از میلاد مسیح در کشور مصر یا سوریه ، یک نوع شیشه ابتدایی ساخته شده است. ولی مدارکی دال بر صحت این موضوع در دست نیست، ولی یقین داریم که در 300 سال پیش از میلاد ، در مصر کارگاههای کوچک شیشه‌گری وجود داشته است و شیشه را از ماسه و سود می‌ساختند. می‌توان گفت در آن تاریخ ، وسایل شیشه‌ای جزو اشیاء تجملی مورد استفاده درباریان و توانگران قرار گرفته است.
اکنون در موزه بریتانیا ، قدیمی‌ترین ظرف شیشه‌ای را می‌توان دید که 70 سال پیش از میلاد در رم ساخته و پرداخته شده است. بعدها در سده‌های 11 و 12 میلادی ، مسلمانان در تکمیل هنر شیشه‌گری کوشیده‌اند.
در سده سیزدهم میلادی ، اروپائیان ، شیشه رنگی را ساختند و از آن ، جهت تزئین کلیساها استفاده کردند. اما در آن زمان ، یک وسیله شیشه‌ای ، حاصل مدتها تلاش و کوشش یک هنرمند بود و این کار دستی قیمت سرسام‌آوری داشت. تنها از اوایل سده نوزدهم است که ماشین شیشه‌سازی به روش فشردن ماده مذاب آن اختراع شد و وسایل گوناگون و ارزان‌قیمت شیشه‌ای متداول گردید.
مواد خام شیشه:
ترکیبات اولیه شیشه
به منظور تولید شیشه ، سالانه ، مقادیر بسیار زیادی ماسه شیشه ، سدیم کربنات ، سدیم سولفات ناخالص و غیره مورد نیاز است. در این مقاله منابع تهیه این مواد و علت استفاده از آنها ذکر می‌شود.
مواد اصلی شیشه :
ماسه شیشه
ماسه لازم برای تولید شیشه باید تقریبا کوارتز خالص باشد. در بسیاری موارد ، منطقه ته‌نشینی ماسه شیشه ، محل کارخانه شیشه سازی را تعیین کرده است. برای ظروف غذاخوری ، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از 45% و برای شیشه اپتیکی نباید از 0.015% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشه‌ها دارد.
سودا
Na2 یا سودا اصولا از سدیم کربنات چگال ( Na2CO3 ) تامین می‌شود. سایر منابع عبارتند از سدیم بی‌کربنات ، سدیم سولفات ناخالص و نیترات سدیم. نیترات سدیم برای اکسایش آهن و شتاب دادن به عمل ذوب نیز مفید است. منابع مهم آهک (CaO) سنگ آهک و آهک پخته حاصل از دولومیت (CaCO3.MgCO3 ) است که خود MgO را نیز وارد عمل می‌کند.
فلدسپار
این مواد دارای فرمول کلی R2O. Al2O3 . 6SiO2 هستند که در آنها R2O ، معرف Na2O یا K2O یا مخلوطی از این دو است. این مواد در مقایسه با اکثر مواد دیگری که منبع Al2O3 هستند، مزایای بسیاری دارند. فلدسپارها ارزان ، خالص و گدازپذیرند و کلا" ازاکسیدهای ایجاد کننده شیشه تشکیل شده‌اند.
از خود Al2O3 تنها هنگامی استفاده می‌شود که قیمت محصول از درجه دوم اهمیت برخوردار باشد. فلدسپارها همچنین Na2O یا K2O و SiO2 را نیز تامین می‌کنند. مقدار آلومین در پایین آوردن نقطه ذوب شیشه و کُند کردن واشیشه‌ای شدن ، موثر است.
بوراکس
بوراکس به عنوان یک جزء ترکیبی فرعی ، هم Na2O و هم اکسید بوریک را برای شیشه تامین می‌کند. هر چند که از بوراکس به ندرت در شیشه پنجره یا شیشه جام استفاده می‌شود، اما اکنون این ماده ، عموما در انواع خاصی از شیشه بطری‌ها بکار می‌رود. یک نوع شیشه بوراتی با ضریب شکست بالا نیز وجود دارد که در مقایسه با شیشه‌های قبلی ، مقدار پراش نور آن کمترو ضریب شکست نور در آن بالاتر است و شیشه اپتیکی باارزشی بشمار می‌رود.
بوراکس علاوه بر توانایی بالا در ایجاد گدازش ، نه‌تنها ضریب انبساط را پایین می‌آورد، بلکه دوام شیمیایی را نیز افزایش می‌دهد. هنگامی که قلیائیت اندکی در فرایند تولید مورد نظر باشد، از اسید بوریک استفاده می‌شود که بهای آن ، دو برابر بوراکس است.
سدیم سولفات ناخالص
این ماده که مدتها مانند سایر سولفاتها نظیر آمونیوم سولفات و باریم سولفات ، یک جزء ترکیبی فرعی در شیشه تلقی می‌شد، غالبا در تمام انواع شیشه بکار می‌رود. این ماده ، کف موجود در کوره‌های مخزنی را که ایجاد مشکل می‌کند، حذف می‌نماید. برای کاهش سولفاتها به سولفیتها ، از کربن استفاده می‌شود.
ممکن است برای ایجاد سهولت در حذف حباب‌ها ، آرسنیک تریوکسید افزوده شود. آهن را با سدیم یا نیترات پتاسیم ، اکسید می‌کنند تا مقدار آن در شیشه نهایی چندان قابل توجه نباشد. از پتاسیم نیترات یا کربنات ، در بسیاری از شیشه‌های مرغوب‌تر نظیر شیشه ظروف غذاخوری ، شیشه تزئینی و شیشه اپتیکی استفاده می‌شود.
خرده شیشه
این ماده از خرد کردن کالاهای معیوب ، لبه‌های پرداخت شده کالاها یا سایر ضایعات شیشه‌ای بدست می‌آید و استفاده از آن ، سبب سهولت عملیات ذوب می‌شود و در عین حال ، مواد ضایعاتی نیز به مصرف می‌رسند. ممکن است مقدار خرده شیشه مصرفی در هر بار بین 10 تا 80 درصد باشد.
ترکیبات ثانوی شیشه
اجزای ثانوی شیشه ، موادی هستند که بوسیله آنها می‌توان برخی معایب شیشه‌ها را اصلاح و خواص آنها را تعیین کرد. این مواد بر مبنای عمل آنها طبقه‌بندی شده‌اند و بر حسب نوع اصلاحی که انجام می‌دهند در مراحل مختلف شیشه سازی به ترکیبات شیشه اضافه می‌شوند.
مواد فرعی شیشه :
پایدار کننده‌ها
پایدار کننده‌ها ترکیباتی هستند که حلالیت شیشه‌ها را در مقابل آب و مواد شیمیایی تا اندازه‌ای کم می‌کنند. بطور کلی ، پایدار کننده‌ها از اجزای تشکیل‌دهنده شیشه هستند که خصوصیت آن را تعیین می‌کنند. پایدار کننده‌های قابل ذکر به صورت زیر می‌باشند.
کربنات کلسیم : کربنات کلسیم جهت غیر محلول کردن شیشه در آب بکار می‌رود.
کربنات باریم : کربنات باریم سبب افزایش وزن مخصوص شیشه می‌شود.
اکسید سرب Pb3 و PbO : اکسید سرب موجب شفافیت و صاف بودن شیشه می‌شود.
اکسید روی : اکسید روی باعث افزایش مقاومت حرارتی و مکانیکی شیشه و خواص مکانیکی و شیمیایی آن می‌شود.
اولومیت MgCO3 + CaCO3 : اولومیت باعث سهولت سوختن ترکیبات اولیه شیشه می‌شود.
رنگ‌زداها
شیشه‌ها ممکن است به خاطر داشتن مقدار کمی از اکسیدهای آهن رنگی بنظر آیند، این رنگ در نتیجه ناخالص بودن مواد اولیه است. برای از بین بردن این ناخالصی از دی‌اکسید منگنز یا فلز سلنیوم استفاده می‌شود. دی‌اکسید منگنز وقتی به شیشه مذاب افزوده می‌شود، سیلیکات فرو را به سیلیکات فریک اکسید می‌کند. اکسید منگنز (II) به رنگ بنفش و سیلیکات فریک به رنگ زرد می‌باشد. این دو رنگ مکمل یکدیگرند. بنابراین مخلوط شیشه ، بی‌رنگ خواهد شد. سلنیوم بعلت گران بودن ، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سلنیوم ، رنگ توده مخلوط را صورتی می‌کند که در نهایت با رنگ سیلیکات فرو که سبز پریده است، ترکیب شده ، آن را بی‌رنگ می‌کند.
رنگین کننده‌ها
این مواد برای تولید شیشه‌های رنگی به ترکیب شیشه افزوده می‌شوند.
مات کننده‌ها
مات کننده‌ها موادی هستند که در توده مخلوط شیشه ، پخش شده‌ ، آن را کدر می‌کنند. از مات کننده‌ها می توان فلوئوریت CaF2 و سدیم فلوئورو آمینات ، سدیم فلوئورو سیلیکات Na2SiF6 را نام برد، اما فسفات کلسیم ، فسفات قلع و فسفاتهای زیرکونیوم هم بطور وسیع ، بعنوان مات کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیال کننده‌ها
فلدسپارها بعنوان سیال کننده توده خمیر شیشه‌‌‌ای بکار می‌وند، با وجود این ، قابلیت ذوب و گستره دمایی که شیشه باید در آن ساخته شود با افزایش اکسیدهای فلزات قلیایی مخصوصا اکسیدهای سدیم و پتاسیم افزایش می‌یابد. این قبیل اکسیدها را می‌توان از کربناتها یا سولفات‌های فلزات مربوطه بدست آورد، کربناتها بخاطر مقدار آهن کمتر ترجیح داده می‌شوند.
انواع شیشه ها :
شیشه سیلیسی یا کوارتزی
این شیشه‌ها از ذوب شن‌های کوارتزی بدست می‌آید و معمولا برای ساختن ظروف آزمایشگاهی که نیاز به تحمل دماهای بالا دارند (بیش از دمایی که شیشه‌های پیرکس تحمل می‌کنند) بکار می‌رود. ساخت سیلیس 100% و کار با آن مشکل است، زیرا سیلیس در دماهای بالا تمایل به تبخیر شدن دارد.
مشخصات شیشه‌های سیلیسی
شیشه‌های سیلیسی دارای 99.8 % سیلیس بوده ، دمای کار با آن ، حدود است. ضریب انبساطی شیشه کوارتزی در هر درجه سانتی‌گراد است و دمای تاباندن آن است. برای تاباندن ظروف شیشه‌ای سیلیسی که ضخامت جداره آن تا 2mm باشد، می‌توان از شعله استفاده کرد. طیف دمایی که در آن سیلیس نرم شکل‌پذیر است، بطور محسوس کوتاه بوده ، برای عملیات شکل دادن به آن ، بجای دمیدن از ابزارهای زغالی استفاده می‌شود.
انواع شیشه‌های سیلیسی
نوع اول
نوع اول به شیشه جلا داده شده معروف است. شفاف بوده ، دارای سطوح داخلی و خارجی صاف است. از آن ، به عنوان روکش ترموکوپلها در کوره‌های گازی و اجاق گازها استفاده می‌شود.
نوع دوم
نوع دوم دارای سطوح خارجی زبر و ناهموار است. در ساختمان کوره‌های الکتریکی بکار می‌رود و به شیشه‌های شنی معروف است.
نوع سوم
نوع سوم از گداختن شیشه‌های شنی بدست می‌آید. دارای سطوح خارجی و داخلی نسبتا صاف بوده ، برای انجام واکنش‌های شیمیایی و یا احتراقی در فشار جو یا تحت خلاء بکار می‌رود و به شیشه لعابدار معروف است.
نوع چهارم
شیشه‌های سیلیسی نوع چهارم دارای شفافیت زیاد در برابر نور مرئی و اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز است. دارای قدرت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالاتری از شیشه‌های نیم شفاف است و برای کارهای تحت خلاء مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه به شیشه استاندارد و شفاف معروف است و بسیار گرانتر از سایر شیشه‌های سیلیسی است. شیشه سیلیسی نوع چهارم ، ترکیبی از سیلیس 5.96 % ، اکسید بور 3 % و اکسید آلومینیوم 0.5 % می‌باشد.
خواص شیشه‌های سیلیسی نوع چهارم
این شیشه در دمای 1520 شکل‌پذیر می‌شود و آنرا با چراغهایی که سوخت آنها هیدروژن همراه با گاز مایع است که بطور محسوس از ضریب انبساط شیشه‌های پیرکس کمتر و اندکی از ضریب انبساط سیلیس خالص بیشتر است. این شیشه ، استعداد تاباندن خوبی دارد و تا دمای را بدون تغییر شکل تحمل می‌کند و برای مواردی که نیاز به تحمل حرارت‌های بسیار بالا ضروری است، از این شیشه‌ها استفاده می‌شود.
کاربرد شیشه‌های سیلیس نوع چهارم
به‌دلیل شفافیت فوق‌العاده از این شیشه‌ها برای ساخت سلهای اندازه گیری طول موج ، دماغه موشک‌ها و شیشه‌های سفینه‌های فضایی استفاده می‌شود. این شیشه‌ها از لحاظ شیمیایی و فیزیکی بسیار مقاوم بوده ، استفاده از آن در کارهای معمول و متداول شیشه‌گری به‌دلیل گرانی مقرون به صرفه نیست.
شیشه بوروسیلیکات
در سالهای اخیر ، انواعی از شیشه‌های بوروسیلیکات که برای کارهای عمومی و ساخت لوازم آزمایشگاهی مناسب هستند، تولید شده است. اکنون این شیشه‌ها در سطح وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرند و اکثر مردم آنها را با نام عمومی پیرکس می‌شناسند.
ترکیب شیشه‌های بور و سیلیکات
این شیشه‌ها معمولا از 10 الی 20% و 80 الی 87% سیلیکاتها و کمتر از 10% از و مقدار جزئی از ترکیبات پایدار کننده و ... اضافه می‌شوند، تشکیل شده است.
خواص شیشه‌های بوروسیلیکات
این شیشه‌ها دارای ضریب انبساطی پایین و مقاومت حرارتی زیاد می‌باشند. در نتیجه خطر شکستن آنها در هنگام گرم کردن یا سرد کردن ناگهانی کمتر است. مقاومت این شیشه‌ها در تماس با مواد شیمیایی بسیار زیاد است و امکان خرابی سطح شیشه به مرور زمان کمتر است.
این شیشه‌ها نسبت به شیشه‌های قلیایی سخت‌تر بوده و در مقابل افزایش فشار سطحی مقاومت مکانیکی آنها بیشتر است. با توجه به این خواص ، در ساختن وسایلی که مقاومت در برابر حرارت و مواد شیمیایی مهم باشد، می‌توان از این شیشه‌ها استفاده نمود. اشیای شیشه‌ای را می‌توان با جداره نازکتر درست کرد. بدون اینکه در مقاومت حرارتی آن تاثیری داشته باشد.
معایب شیشه‌های بوروسیلیکات
این شیشه‌ها گرانتر از شیشه‌های قلیایی هستند.
در اتصالات شیشه‌های بوروسیلیکات باقیماندن سوراخهای سوزنی شکل رایج است.
این شیشه‌ها برای کار به دمای بالایی نیاز دارند.
تقسیم بندی انواع شیشه‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی و زمینه کاربرد آنها
1. شیشه معمولی : بیشترین تولید را این شیشه‌ها به خود اختصاص می‌دهند. مصارف عمده آنها در شیشه‌های در و پنجره ، بطریها ، ظروف شیشه‌ای ، لامپها و غیره است. ترکیب شیمیایی شیشه معمولی به شرح زیر است: (SiO2 70 درصد) ، (Na2O 15 درصد) ، (CaO 9 درصد)، (MgO 3 درصد) ، (Al2O3 2 درصد).
2. شیشه‌های بردار : در این شیشه‌ها از بین B2O3 به جای CaO استفاده می‌شود. ویژگیهای مهم این شیشه‌ها عبارت است از ضریب انبساط کم ، مقاومت شیمیایی و الکتریکی بالا و مقاومت در برابر شوکهای حرارتی. مصارف عمده این شیشه‌ها در ساخت لوازم آزمایشگاهی ، پزشکی ، ظروف آشپزخانه و شیشه‌های صنعتی است. شیشه پیرکس نوعی شیشه بردار است. ترکیب شیمیایی شیشه بردار بدین شرح است. (SiO2 71- 81 درصد) ، (Na2O 5.4- 6 درصد) ، (B2O3 10- 5.13 درصد) ، (Al2O3 2- 5 درصد).
3. شیشه‌های سربی : ضریب شکست این شیشه‌ها زیاد است و از اینرو آنها در ساخت انواع عدسی ، قطعات نوری و لامپ استفاده می‌شود. این شیشه حاوی 37 درصد اکسید سرب است که گاهی تا 92 درصد هم می رسد. شیشه های سربی‌ای که میزان اکسید سرب آنها بیشتر باشد برای پیشگیری از نفوذ پرتوهای رادیواکتیو و تهیه لامپهای الکترونیک بکار می‌روند.

4. شیشه‌های کوارتزی : این شیشه‌ها از کوارتز خالص ساخته می‌شوند. ایستایی گرمایی و شیمیایی آنها بالاست. ضریب انبساط آنها اندک است و بسیار شفاف هستند. این شیشه‌ها در ساختن منشور و پنجره‌های اپتیک بکار می‌روند.
5. سیلیکاتهای سدیم : این سیلیکاتها در آب محلول‌اند و به دلیل خاصیت چسبندگی شان به عنوان چسب بکار برده می‌شوند. ترکیب شیمیایی آنها به دو صورت Na2O.SiO2 و یا Na2O.4SiO2 است.
6. شیشه‌های فسفات‌دار : در این شیشه‌ها مقداری P2O5 جایگزین SiO2 شده است. از این شیشه‌ها برای عبور امواج فرابنفش استفاده می‌شود.
7. شیشه‌های اوپالین : این شیشه‌ها حاوی فلورین و آپاتیت هستند. ذوب شیشه عادی است، ولی به هنگام سرد شدن بلورهای کوچکی در آن متبلور می‌شوند. و بدین ترتیب خاصیت اوپالی در شیشه‌ها ایجاد می‌گردد.
صنعت شیشه سازی :
بطور کلی در صنعت شیشه حداکثر دمای مورد نیاز برای ذوب مواد اولیه 1600 درجه سانتیگراد است. ترکیب بیشتر شیشه‌ها در محدوده کوارتز ، کریستوبالیت و یا تریدیمیت قرار می‌گیرد. در صورتی که مواد اولیه با سیلیس بیشتر انتخاب شوند و یا این که کانیهای نا نقطه ذوب بالا در مواد اولیه موجود باشند، باید مواد تا 1600 درجه حرارت داده شوند. در دمای بالا با کاهش غلظت ، گاز CO2 به آسانی ماده مذاب را ترک کرده و ناخالصیها نیز ذوب می‌شوند و در نتیجه محصول شفاف و خالی از حباب و مواد ذوب نشده خواهد بود.
مراحل ساخت شیشه :
پس از مخلوط مواد خام اولیه آنها را درون کوره برای عملیات ذوب کردن منتقل می کنند.
1- ذوب مواد اولیه شیشه :
انواع کوره های مورد استفاده در صنعت شیشه سازی:
کوره تانکی
کوره ریکوپراتور
کوره ری جنراتور
2-عملیات كتينگ ـ Coating:
به برداشت پوشش از روي شيشه هاي رفلكتيو عملیات کتینگ می گویند
درشيشه هاي رفلكتيو،كه از لحاظ زيبايي و خواص نوري ويژه ميزان مصرف گسترده اي نسبت به ساير شيشه ها دارد،چسبندگي مواد درز گير به سطحي از شيشه كه پوشش آيينه اي (Coating)دارد،بسيار پايين است و در كوتاه مدت اين چسبندگي مواد درز گير به سطح قابل قبول رسيده و كيفيت عايق بودن شيشه ها در سطح استانداردباقي بماند.

3-شناور سازى مواد مذاب:
صنایع PPG از نوعی فرایند اصلاح شده فورکالت استفاده می‌کنند که Penn Vernon glass را تولید می‌کند. ورقهای شیشه به پهنای 3 متر و ضخامت حداکثر 0.55 سانتی متر ، ضمن تغییر سرعت کشش (از 96 سانتی‌متر در دقیقه برای شیشه‌هایی به ضخامت 2.2 تا 2.5 سانتیمتر در دقیقه برای شیشه‌هایی به ضخامت 0.55 سانتیمتر ) تولید می‌شوند. در این فرایند ، یک میله کشش غوطه‌ور برای هدایت ورق ، جانشین دیبتوز می‌شود.

4- تنش زدائى:
در این فرایند ، محفظه کشش با شیشه خروجی از مخزن پر می‌شود و شیشه پس از خروج از کوره با ماشین کشش از میان دیبتوز بصورت عمودی کشیده می‌شود. دیبتوز ، قایقی نسوز است که در مرکز آن شکافی وجود دارد و هنگامی که این قایق بطور نسبی در شیشه مذاب فرو می‌رود، شیشه بطور پیوسته بطرف بالا جریان می‌یابد. در همان زمانی که دیبتوز پایین برده می‌شود، یک قلاب فلزی پایین می‌آید و از طریق شکاف وارد شیشه مذاب شده ، همزمان با جریان یافتن شیشه شروع به کشیدن آن می‌کند.
5- برش:
شیشه به شکل نوار و با همان سرعتی که از شکاف بالا می‌آید، بطور پیوسته کشیده ، سطح آن بوسیله مارپیچ‌های مجاور که آب در آنها جریان دارد، خنک می‌شود. این نوار ، ضمن حرکت عمودی بوسیله چندین غلتک حمایت می‌شود و سپس از درون تابدان بطول 7.5 متر عبور می‌کند. شیشه پس از خروج از تابدان به ورقه‌هایی با اندازه دلخواه بریده ، به مرحله درجه‌بندی و برش فرستاده می‌شود.

6- اطاق كنترل
تمامی عملیات فوق در اطاق کنترل و توسط مهندسین کنترل می شود .
شیشه گری در ایران :
امروزه با وجود آنکه کارخانه هاي بزرگ بلور سازي ، کريستال سازي در داخل و خارج کشور فرآورده هاي مختلفي توليد مي کنند با وجود اين محصولات شيشه اي ساخته شده به وسيله دست ، علاقمندان و خريداران بسياري دارد و علت آن تنوع و گوناگوني فوق العاده اي است که در اين گونه فرآورده ها مي توان يافت .
قسمت عمده اين گونه فرآورده ها از طريق سازمان صنايع دستي ايران به بازارهاي اروپا و آمريکا صادر مي شود .
ناگفته نماند که براي محصولات شيشه اي ساخت دست چه در داخل و چه در خارج کشور تقاضا بسيار زياد بوده و اغلب توليد جوابگوي آن نمي باشد .
به همين دليل فعاليت صنعتگران جديد در اين رشته و ازدياد توليد نه تنها به افزايش صادرات ايران کمک مي کند بلکه درآمد زيادي را نيز براي سازندگان و توليد کنندگان آن فراهم خواهد ساخت .
البته با صحبت هايي که بنده در اصفهان با يک توليد کننده داشتم ايشان در ضمن اينکه استادکار اين فن بودند فرمودند که بنده به صورت ماشيني و پرسي راحت تر و بيشتر توليد مي کنم و فروش بسيار خوبي هم دارم و الآن کار دستي براي درآمد سود زيادي ندارد .
سابقه شيشه گري در ايران
شيشه گري دستي يکي از قديمي ترين صنايعي است که بشر به آن اشتغال يافته است . قدمت اين صنعت به 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد مي رسد و احتمالا سازنده اولين اشيا شيشه اي مصريان بوده اند .
شيشه گري در ايران نيز سابقه اي بسيار طولاني دارد و از اين صنعت در مراحل اوليه براي ساختن اشيا و لوازم ساده استفاده مي کردند . يک گردن بند شيشه اي متعلق به 2250 سال پيش از ميلاد که داراي دانه هاي آبي رنگ است و در ناحيه شمال غرب ايران کشف شده ، قدمت اين صنعت را در ايران تاييد مي کند . در کاوش هاي باستان شناسي اخير نيز قطعات شيشه اي مايل به سبزي که متعلق به دوران پيش از تاريخ است در لرستان ، شوش و حسنلو به دست آمده است .
همچنين « ارستيوفانس » نويسنده نامدار يوناني که در قرن پنجم قبل از ميلاد مي زيسته ؛ در يکي از نمايشنامه هاي خود به جام هاي بلورين دربار هخامنشيان اشاره کرده است و قطعات شيشه اي کشف شده در تخت جمشيد نيز گفته او را تاييد مي کند .
شيشه گري دستي در ايران به علت عوامل مختلف اجتماعي در دوران مختلف فراز و نشيب هاي فراواني را پيموده است اما پيوسته حضور خود را در ميان صنايع دستي و به عنوان يکي از نمودهاي ارزنده ذوق و هنر ايراني حفظ کرده است .
روزگار سلجوقيان را مي بايست اوج صنعت شيشه گري در ايران به حساب آورد از آن جهت که در دوران سلطنت اين سلسله صنعتگران به شيوه هاي جديدي روي آوردند و استفاده از قالب هاي گوناگون را با نقوش برجسته و فرورفته رواج دادند و به اين ترتيب حک و تراش روي شيشه را نيز براي غذاي کارشان به خدمت گرفتند و در همين دوران است که نقاشي هاي گوناگون از قبيل گل هاي تزييني ، اشکال حيوانات و استفاده از اشعار و آيات قرآن با رنگ هاي متنوع به عنوان عاملي مکمل وارد شيشه گري دستي ايران مي شود . فرآورده هاي شيشه اي اين دوران بيشتر شامل ظروف کوچک و بزرگ ، عطردان هاي بسيار ظريف ، جام ها و گلدان هايي با فرم ها و اندازه هاي متنوع و اشياء تزييني کوچکي که به شکل حيوانات است .
اوضاع کنوني شيشه گري در ايران
در حال حاضر کارگاه هاي شيشه گري متعددي در تهران و بعضي شهرهاي ديگر مانند اصفهان ، ميمند فارس ، قمصر کاشان و ... داير است . اين کراگاه ها با شرايط کم و بيش همانندي به توليد شيشه هايي که به آن شيشه « فوتي » نيز گفته مي شود ؛ مشغولند . کارگاه هاي شيشه گري معمولا ساختماني همشکل دارند و داراي سقف هاي بلند و پنجره هاي بزرگ متقابل هستند . نحوه ساختمان اين کارگاه ها طوري است که باعث خروج هواي گرم ناشي از کار کردن کوره ها مي شود و هواي داخل کارگاه را متعادل و قابل تحمل نگاه مي دارد .
در هر کارگاه شيشه گري به طور معمول دو يا چند کوره اصلي وجود دارد . علت استفاده از چند کوره امکان استفاده از چند نوع شيشه مورد نياز را با رنگ هاي مختلف مقدور مي سازد. ماده اوليه اي که در اين کارگاه ها مورد استفاده قرار مي گيرد بيشتر ضايعات شيشه اي و شيشه خرده هايي است که از نقاط مختلف شهرها جمع آوري مي گردد . گاهي نيز از سيليس که ماده اصلي شيشه است استفاده مي شود و ترکيب آن با شيشه خرده مورد مصرف قرار مي گيرد .
درجه حرارت لازم براي ذوب سيليس 1827 درجه سانتي گراد است . اما در مواردي که مخلوط شيشه و سيليس مورد استفاده قرار گيرد به منظور پايين آوردن درجه ذوب ، مواد ديگري مانند کربنات براکس ، شوره ، نيترات و مواد قليايي ديگري به ماده اوليه افزوده مي شود .
عملیات شیشه گری :
شيوه تهيه رنگ
يکي از مهمترين عوامل در شيشه گري دستي نحوه ساخت رنگ هاي شيشه است . چرا که تنوع رنگ ها موجب زيبايي بيشتر فرآورده هاي شيشه اي مي شود و معمولا شيشه گران براي تهيه رنگ هاي مورد نياز از اکسيدهاي فلزات که به صورت پودر در بازار وجود دارد ، استفاده مي کنند . به طور مثال براي توليد رنگ آبي لاجوردي از اکسيد کبالت و براي تهيه رنگ آبي زنگاري از اکسيد مس و کرمات استفاده به عمل مي آيد . بي کرمات و اکسيد آهن براي تهيه رنگ سبز و اکسيد مس يک ظرفيتي يا سلينيوم براي به دست آوردن رنگ قرمز مورد استفاده قرار مي گيرد . همچنين استفاده از بي اکسيد منگنز به اضافه کبالت براي تهيه رنگ بنفش و بي اکسيد منگنز براي تهيه رنگ زرشکي مرسوم است . رنگ شيري نيز به وسيله نمک هاي فسفر يا فلوريد ها . رنگ قهوه اي از پيريت ، گوگرد و زغال چوب به دست مي آيد .
اين اکسيد ها به اندازه مورد نياز با خرده شيشه يا سيليس مي بايست مخلوط گردد و آنگاه جهت ذوب شدن به مدت هشت ساعت در داخل کوره اي با حرارت 1050 تا 1200 درجه سانتيگراد قرار گيرد . در صورتي که مقدار سيليس موجود در ماده اوليه زيادتر باشد به همان نسبت درجه حرارت بيشتري جهت ذوب لازم است .
کوره شيشه گري مي بايست در تمام مدت شبانه روز روشن باشد و شيشه را به حالت ذوب در درجه حرارت دلخواه نگاه دارد . چه در غير اين صورت به شيشه لطمه وارد خواهد شد .
ساخت اشياء شيشه اي از جمله هنرهايي است که احتياج به کارآيي و مهارت فوق العاده اي دارد و بيشتر دست اندرکاران اين صنعت کساني هستند که با سالها کار ، تجربه و مهارت لازم را کسب کرده اند .
اشيايي که معمولا توسط شيشه گران ايراني ساخته مي شوند مبتني بر طرح هايي است که طراحان سازمان صنايع دستي ايران با الهام از طرح هاي سنتي و اصيل ايراني خلق مي کنند ، ولي از آنجا که در حال حاضر توليدات شيشه اي علاوه بر جنبه تزييني موارد مصرف متعددي نيز يافته و فروش آن به بازارهاي جهاني رقم بزرگي از صنايع دستي ايران را تشکيل مي دهد ، طراحان سازمان صنايع دستي ايران مي کوشند طرح هايي جديد و ابتکاري را که برخوردار از ويژگي هاي هنر ايران باشد ، در اختيار صنعتگران قرار دهند .
ناگفته پيداست براي تهيه هر طرح مي بايست طراح قبلا از کارگاهي که قرار است طرح در آن پياده شود بازديد نموده و امکانات و مهارت فني استادکار مربوط را مورد سنجش قرار دهد تا بتواند با توجه به کارآيي استادکار طرحي را که وي قادر به اجراي آن باشد ، تهيه نمايد . طرح ها معمولا بر روي کاغذ به اندازه اصلي کشيده مي شود و براي پياده کردن نمونه اوليه ، طراح ملزم به حضور در کارگاه و راهنمايي استادکار مي باشد .
ابزار کار شيشه گري
ابزار کار شيشه گري دستي بسيار مختصر و ساده است . مهمترين وسيله اين صنعت لوله اي به طول 100 تا 120 سانتيمتر از فولاد با آلياژي مخصوص است که به آن « دم » گفته مي شود . اين لوله توخالي است و براي برداشتن شيشه از داخل کوره مورد استفاده قرار مي گيرد . طرز استفاده از آن نيز چنين است که شيشه گران آن را به داخل شيشه مذاب فرو مي برند و کمي آن را مي چرخانند . بعد از اينکه مقدار کمي از شيشه مذاب که اصطلاحا به آن « بار » گفته مي شود ، از داخل کوره برداشته شد ، در لوله مي دمند . به اين ترتيب گوي کوچکي که به آن « گوي اول » گفته مي شود ، به دست مي آيد . بعد از سرد و سخت شدن اين گوي مجددا « دم » را به داخل شيشه مذاب فرو برده و شيشه لازم را براي ساخت وسيله مورد نظر بر مي دارند .
گردي گوي اول به صنعتگر کمک مي کند تا مقدار شيشه اي که در مرحله دوم بر مي دارد در تمام نقاط داراي قطر مساوي بوده و شييي که ساخته مي شود در تمام نقاط قطر يکسان داشته باشد . ولي چون در اين مرحله غلظت شيشه مذاب براي فرم دادن کم است و از طرفي مي بايست داراي فرم و قطر مساوي باشد ، لوله دم را روي ميله اي که داراي سر دو شاخه است ، قرار مي دهند و در حالي که دم را به طور مرتب مي چرخانند ، آن را در داخل وسيله ديگري که « قاشق » نام دارد ، قرار مي دهند . قاشق عبارت است از چوب استوانه اي شکلي که هفت سانتي متر ارتفاع و ده تا پانزده سانتي متر قطر دارد و در يک سطح داراي فرورفتگي مي باشد و به ميله اي فلزي متصل است .
براي اينکه قاشق نسوزد و همچنين براي اينکه شيشه مذاب به قاشق نچسبد آن را هر چند دقيقه يکبار در داخل آب فرو مي برند و اصطلاحا به اين کار « قاشقي » کردن « بار » مي گويند .
پس از انجام اين عمل ، استادکار به اندازه دلخواه در لوله فولادي مي دمد و گوي گرد کره مانندي به وجود مي آورد . آنگاه پشت دستگاه مخصوص که عبارت از يک نيمکت و دو ميله افقي در اطراف است ، مي نشيند و دم را روي ميله هاي طرفين نيمکت قرار مي دهد و چون اين ميله ها به ارتفاع تقريبي 30 سانتي متر از سطح نشيمن نيمکت هستند،نتيجتا لوله دم به طور افقي در برابر استادکار قرار مي گيرد و در اين حالت دم را روي ميله ها مي غلطانند(براي پيش گيري از کج شدن بار به طرف پايين) و با انبر و تخته ، به فرم دادن آن مي پردازد .
انبري که معمولا براي فرم دادن بار مورد استفاده قرار مي گيرد ، داراي دو شاخه با مقطعي گرد است که سرشاخه ها به تدريج باريک مي شوند . تخته اي نيز که مورد استفاده قرار مي گيرد ، قطعه چوبي به اندازه تقريبي 7*20 سانتي متر است . براي استفاده از آن مي بايست بعد از هر بار استفاده در داخل آب فرو برده مي شود ، البته در بعضي از کارگاه ها استفاده از قالب نيز رايج است . استادکار بعد از قاشقي کردن بار آن را در داخل قالب قرار داده ، عمل دميدن را انجام مي دهد .
پس از اينکه شيء به حالت دلخواه در آمد ، کارگر وردست با لوله ديگري که به آن « واگيره » گفته مي شود ، به کمک استادکار مي آيد و استادکار به آرامي انتهاي وسيله ساخته شده را به واگيره که حاوي مقدار کمي شيشه مذاب است ، مي چسباند و آنگاه با قيچي خيس روي شيشه را خط مي اندازد و با ضربه ملايمي آن را از لوله اصلي جدا مي کند و شيء به واگيره منتقل مي شود .
بعد از انتقال به واگيره ، استادکار وسيله ساخته شده را مجددا به دهانه کوره نزديک مي کند و حرارت مي دهد تا دوباره نرم شده و دهانه آن قابل شکل گيري به نحو دلخواه باشد .
بعد از طي مرحله فرم دادن شيء شيشه اي تقريبا آماده است ولي چنانچه احتياج به پايه يا دسته يا تزيينات ديگر داشته باشد ، يکي از کارگران وردست به وسيله لوله فولادي ديگري مقدار کمي شيشه مذاب را از داخل کوره بر مي دارد . استادکار آن را به شيء ساخته شده مي چسباند و با تخته و انبر به فرم دادن آن مي پردازد .
آبگز کردن
آبگز کردن يکي از کارهاي تکميلي و جنبي شيشه گري است . اين کار در زيباسازي فرآورده هاي شيشه اي اهميت فوق العاده اي دارد و موجب زيبايي وسايل شيشه اي مي شود .
براي آبگز کردن وسايل شيشه اي ، پس از تکميل و قبل از اينکه کاملا سرد شود آن را به مدت چند ثانيه در داخل آب سرد فرو برده و بيرون مي آورند .
انجام اين کار موجب منقبض شدن سريع پوسته رويي شيشه مي شود و در آن صدها شکستگي کوچک به وجود مي آيد ولي چون هنوز داخل شيشه گرم است ، شيشه به طور کامل نمي شکند و فقط سطح آن ترک برمي دارد .
استادکاران معمولا براي استحکام بيشتر وسايل آبگز شده و پيش گيري از شکست هاي احتمالي بعدي پس از آبگز کردن وسيله شيشه اي مجددا آن را مدتي جلوي کوره نگاه داشته و حرارت مي دهند .
تلفيق با فلز
تلفيق ظروف شيشه اي با فلز يکي از شيوه هايي است که پاره اي از شيشه گران به منظور ايجاد تنوع از آن بهره اي مي گيرند . اين کار معمولا در مورد ليوان ، گلدان و ساير اشيايي که قسمت اصلي آن استوانه اي شکل است ، اعمال مي شود . به اين ترتيب که قبلا استوانه اي فلزي از مس يا برنج با قطر و ارتفاع دلخواه و توام با نقش هاي مشبک توسط استادان فلزکار ساخته مي شود . شيشه گر براي تلفيق شيشه و فلز بعد از آماده شدن گوي شيشه ، آن را در داخل اين استوانه قرار داده و در آن مي دمد . شيشه در اثر دميدن منبسط شده و حجم داخل استوانه فلزي را پر مي کند . کمي نيز از ميان شبکه هاي روي فلز به خارج نفوذ مي کند و اين امر باعث مي شود که شيشه بعد از منقبض شدن از فلز جدا نشود .
گرم خانه
اشياء شيشه اي چنانچه در مجاورت هواي عادي نگه داشته شوند ، پس از چند دقيقه به علت سرد شدن سطح شيشه و گرم بودن درون آن مي شکند . به اين جهت بايد اشياء ساخته شده به تدريج و در مدتي طولاني سرد شوند . براي اين منظور در هر کارگاه ، گرم خانه هايي با درجه حرارت 450 تا 550 درجه سانتي گراد وجود دارد . معمولا در هر کارگاه ، گرم خانه ها را اول وقت هر روز روشن مي کنند و هنگامي که حرارت داخل آن به ميزان دلخواه رسيد ، اشياء ساخته شده را درون آن قرار مي دهند و هنگام تعطيل کارگاه ، در گرم خانه را بسته و موتور آن را خامشو مي کنند . به اين ترتيب اشياء ساخته شده مدت 24 تا 48 ساعت در گرم خانه مي مانند تا حرارت داخل گرم خانه به تدريج پايين آمده و به درجه حرارت هواي معمولي نزديک شود .
براي امکان در اختيار داشتن گرم خانه در تمام ساعات کار ، ايجاد چند گرم خانه در هر کارگاه ضروري است تا هميشه يک گرم خانه براي اشياء توليدي روزانه آماده باشد .
استادکار ، اشياء ساخته شده را به داخل گرم خانه مي برد و با ضربه اي که به لوله « واگيره » مي زند ، آن را جدا کرده و شيء را به آرامي روي خاک نرم کف گرم خانه مي اندازد .
در قسمت جلوي گرم خانه کارگري که مسئول گرم خانه است ، با ميله دو شاخه اي اشياء داخل گرم خانه را جا به جا مي کند و به طور مرتب روي هم مي چيند تا امکان حداکثر استفاده از فضاي داخل گرم خانه مقدور باشد .
اشيايي که از گرم خانه خارج مي شوند شيشه هايي شفاف و کامل هستند . در صورتي که نيازي به نقاشي ، مات شدن و تراش خوردن آن نباشد آماده عرضه به بازار هستند .
مات کردن شيشه
بسياري از فرآورده هاي شيشه اي که در بازار عرضه مي شوند ، ظاهري مات و غير شفاف دارند . شيشه يکي از اجسامي است که در برابر اکثر مواد شيميايي مقاوم است . براي مات کردن شيشه مي بايست از اسيدي که بتواند قسمتي از سطح شيشه را در خود حل کند ، استفاده شود .
تنها اسيدي که شيشه در برابر آن مقاومت ندارد اسيد فلوريدريک است . اما کار کردن با اين اسيد نيز علاوه بر آنکه مشکل است ، خطرناک نيز هست و گذشته از اين به علت گراني قيمت مصرفش ، مقرون به صرفه نمي باشد . به همين جهت در بيشتر کارگاه هاي شيشه گري از محلول ( آمونيوم هيدروژن فلوريد ) يا مواد مشابه ديگر ، براي مات کردن شيشه استفاده مي کنند .
براي مات کردن شيشه وسايل شيشه اي را به مدت چند دقيقه در محلول قرار داده و سپس خارج مي کنند و با آب مي شويند . اگر سطح شيشه هاي مات شده را زير ميکروسکوپ نگاه کنيم ، ناهمواري هاي فراواني را بر روي آن ها مشاهده خواهيم کرد .
نقاشي روي شيشه
يکي از عوامل فزاينده زيبايي فرآورده هاي شيشه اي ، نقاشي روي آن است .
رنگ هايي که معمولا براي نقاشي روي شيشه به کار مي رود ، اکسيدهاي فلزات مختلف به صورت پودر است که با تربانتين و روغن مخصوصي مخلوط و ساييده مي شود . بعد از اينکه مخلوط ، غلظت لازم را به دست آورد ، نقاشان با آن به تزيين شيشه و نقاشي روي آن مي پردازند . مرحله بعد از نقاشي روي شيشه مرحله ثابت کردن رنگ ها است . به منظور ثابت کردن رنگ اشياء نقاشي شده ، آنها را به مدت 2 تا 4 ساعت در کوره اي با دماي 500 تا 600 درجه سانتي گراد قرار مي دهند . سپس کوره را خاموش کرده و بعد از سرد شدن کامل کوره ، اشياء را از آن خارج مي کنند .
تراش دادن شيشه
بسياري از فرآورده هاي شيشه اي دست ساخت با نقوشي به صورت تراش به دست خريدار مي رسد .
براي تراش دادن اين گونه وسايل از سنگ هاي مخصوصي که درجه سختي آنها بيش از سختي شيشه است ، استفاده مي شود .
تراش دادن وسايل شيشه اي به وسيله سنگ هاي ديسک مانندي که با سرعت لازم قادر به چرخش هستند ، انجام مي شوند . سرعت چرخ هاي تراش و ديسک تراش کاري بستگي مستقيم به نوع تراش دارد و هر چه ميزان عمق تراش مورد نظر بيشتر باشد ، سرعت چرخ تراش نيز بيشتر است و بالعکس در صورتي که تراش سطحي باشد ، سرعت چرخ تراش کاري کمتر است .
صنعت گران تراش کار نخست محل هايي را که مي بايست تراش بخورد ، مشخص نموده و سپس با نگه داشتن ظرف شيشه اي در دست و نزديک کردن آن به سنگ تراش ، نقوش دلخواه را روي شيشه حک مي کنند . پس از تراش نقاط تراش خورده را صيقل مي دهند .
کاربردهای شیشه :
شیشه سیلیس گداخته
شیشه سیلیسی گداخته یا سیلیس شیشه‌ای را می‌توان با گداختن سیلیس خالص تولید کرد، اما چنین محصولاتی معمولا حباب دارند و نمی‌توان آنها را به‌صورت شفاف تولید کرد. اکنون کمپانی کورنینگ ، این شیشه را به روش تفکافت فاز بخار تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا تولید می‌کند. این نوع فرایند ، بطور طبیعی برای کنترل سیستمهایی مناسب است که در آنها امکان تولید خالص فراهم باشد.
سیلیس خامی که با این روش تولید می‌شود، به شکل ورق یا بول (بول ، خرده سنگهای استوانه‌ای یا گلابی شکل کانی مصنوعی است) است. دمای بالای واکنش ، باعث بیرون رانده شدن آلاینده‌های نامطلوب می‌شود و مقدار ناخالصی‌های موجود در سیلیس گداخته را به حدود یک در صد میلیون قسمت می‌رساند. شیشه سیلیس گداخته ، حداقل مقدار جذب فراصوت را داراست. از این شیشه بدلیل انبساط گرمایی کم آن در آینه‌های تلسکوپی استفاده می‌شود.
شیشه پر سیلیس
این محصول که به نام ویکور شناخته می‌شود، پیشرفت مهمی درجهت تولید شیشه‌ای است که از نظر ترکیب و خواص به شیشه سیلیس گداخته نزدیک است. در این روش ، محدودیتهای پیشین در زمینه ذوب و شکل‌دهی از میان رفته است. کالاهای نهایی ، حدود 96% سیلیس و 3% اسید بوریک دارد و 1% بقیه از آلومین و قلیا تشکیل شده است. از ترکیبات بورو سیلیکات-شیشه حاوی حدود 75% سیلیس ، در مراحل اولیه فرایند هنگامی که شیشه‌ها ذوب و قالبگیری می‌شوند، استفاده می‌شود. پس از خنک شدن ، کالاها را تحت عملیات گرمایی و تابکاری قرار می‌دهند که سبب جدا شدن شیشه به دو فاز فیزیکی متمایز می‌شود. کالای شیشه‌ای را در حمام محلول اسید هیدرو کلریک 10% (98C) به مدت کافی فرو می‌برند تا فاز انحلال‌پذیر ، کاملا از آن خارج شود.
سپس با شستشوی کامل ، کمترین مقدار باقیمانده از فاز انحلال‌پذیر و همچنین ناخالصی‌ها شسته می‌شوند و سپس تحت عملیات گرمایی از بدنه ، آب‌زدایی شده و ساختارسلولی به شیشه غیر متخلخل تبدیل می‌شود. این روش از تولید شیشه ، سبب ساخت محصولی می‌شود که می‌توان آن را تا حرارت قرمز آلبالویی ، گرم کرده ، سپس بدون ایجاد هیچگونه آثار نامطلوب ، آن را درمخلوط آب و یخ فرو برد. این شیشه در برابر مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم و در برابر تمام اسیدها به جز اسید هیدرو فلوئوریک بسیار پایدار است. البته این اسید (درمقایسه با سایر شیشه‌ها) با سرعت کمتری به این شیشه حمله می‌کند. در ضمن ، انقباض این شیشه به نسبت یکنواخت و مساوی صورت می‌گیرد، بطوری که شکل اولیه همچنان حفظ می‌شود.
شیشه رنگی
هر چند قرنها از این شیشه‌ها تنها برای تزئین استفاده می‌شد، امروزه استفاده از شیشه‌های رنگی برای مقاصد صنعتی و علمی ضروری است. این شیشه‌ها ، در صدها رنگ مختلف تولید می‌شوند. شیشه رنگی ممکن است یکی از انواع سه‌گانه زیر باشد:
رنگ شیشه براثر جذب فرکانس خاصی از نور ، توسط عوامل موجود در محلول بوجود می‌آید. عوامل ایجاد رنگ در این گروه ، اکسیدهای عناصر واسطه بویژه گروه اول هستند (مانند Cr , V , Ti ). این طبقه را می‌توان به دو زیر گروه تقسیم کرد، یکی شیشه‌هایی که رنگ آنها ، بدلیل محیط ساختاری شیمیایی آنهاست و دیگری شیشه‌هایی که رنگ آنها به دلیل اختلاف در حالت اکسایش آنهاست. مثلا NiO حل شده در شیشه سدیمی _ سربی است که رنگ قهوه‌ای ایجاد می‌کند. اما این ترکیب در شیشه پتاسی تولید یک سرخ ژاسپ می‌کند.
رنگ بر اثر ترسیب ذرات کلوئیدی در شیشه بی‌رنگ ، ضمن انجام عملیات گرمایی بوجود می‌آید. مثال معمول این نمونه ، ترسیب طلایی کلوئیدی است که شیشه طلایی _ یاقوتی پدید می‌آورد.
رنگ بوسیله ذرات میکروسکوپی یا ذرات بزرگتر که ممکن است خود رنگی باشند، بوجود می‌آید. مانند قرمز سلنیمی که در چراغهای راهنمایی ، حباب فانوسها و غیره بکار می‌رود. البته ممکن است این ذرات ، بی‌رنگ باشند و شیشه نیمه‌شفاف تولید کنند.
شیشه‌های پوشش دار
این شیشه‌ها با ترسیب فیلمهای فلزی شفاف بر روی سطح شیشه شفاف یا رنگی تولید می‌شوند. این فیلمها طوری طراحی می‌شوند که مشخصات عبور و بازتابش خاصی از نور را که در معماری امروز دارای اهمیت است، ایجاد کنند.
شیشه‌های مات یا نیمه شفاف
این شیشه‌ها در حالت مذاب ، شفاف‌اند. اما هنگام شکل دهی به دلیل جدایی و تعلیق ذرات ریز در محیط شیشه ، کدر می‌شوند. این ذرات از نظر اندازه و چگالی در شیشه ، انواع متفاوتی دارند و نور را به هنگام عبور ، پخش می‌کنند. شیشه مات ، اغلب از شیشه شفاف حاوی نقره بدست می‌آید. این ذرات نقره در واقع نقش هسته را برای رشد بلورهای غیر فلزی ایفا می‌کنند. این نوع شیشه برای ایجاد برخی سبکهای معماری مثلا در پنجره نورگیرها به منظور عبور طول موج مشخصی از نور و برای ظروف غذا خوری بکار می‌رود.
شیشه ایمنی
شیشه‌های ایمنی در دو نوع چندلایی و با پوشش سخت می‌باشند و شیشه نشکن را نیز می‌توان شیشه ایمنی به حساب آورد. این شیشه‌ها به‌آسانی شیشه معمولی نمی‌شکنند و ظروف غذا خوری ساخته شده از اینها ، در مقایسه با ظروف غذا خوری معمولی سبکتر و سه برابر محکمترند.
شیشه فوتوفرم
شیشه فوتو فرم ، نسبت به نور ، حساس است و عمدتا از سیلیکات لیتیم تشکیل یافته است. اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم موجود در این شیشه ، خواص آن را اصلاح می‌کند و مقادیر بسیار کم ترکیبات سریم و نقره ، اجزایی هستند که نسبت به نور ، حساس‌اند. بر اثر تاباندن نور فرابنفش به این شیشه ، نقره توسط سریم حساس می‌شود و با انجام عملیات گرمایی در دمایی نزدیک به 600درجه سانتی‌گراد در اطراف آن ، تصویری از متاسیلیکات لیتیم ایجاد می‌شود.
متاسیلیکات لیتیم در اسید حل می‌شود. لذا می‌توان آن را به کمک اسید هیدروفلوئوریک 10% حذف کرد. اگر نور پس از عبور از نگاتیو یک نقشه شیشه ، تابانیده شود، یک کپی بسیار دقیق با تمام جزئیات و ریزه کاریها بر روی شیشه بدست می‌آید. مثلا به همین روش می‌توان نقشه مدارهای الکتریکی شیشه‌ای را به ارزانی و به شکل دقیقی تولید کرد. این فرایند ، ماشین‌کاری شیمیایی شیشه نامیده شده است.
شیشه فوتوکرومیک سیلیکاتی
این نوع شیشه‌ها مکمل شیشه فوتوفرم هستند، اما در عین حال خواص نامعلوم زیر را نیز دارند:
تیره شدن در نور بر اثر وجود نور فرابنفش درطیف مرئی
بی‌رنگ شدن یا کمرنگ شدن در تاریکی و بی‌رنگ شدن گرمایی در دماهای بالاتر.
این خواص نور رنگی واقعا برگشت پذیرند و دچار خستگی نمی‌شوند. در این شیشه ، ذرات هالید نقره در اندازه‌هایی کمتر از یک میکرون موجودند که در مقایسه با هالید نقره معمولی عکاسی ، واکنش متفاوتی را در برابر نور از خود نشان می‌دهند. این ذرات را در شیشه صلب و نفوذناپذیری که از نظر شیمیایی بی‌اثر است، جای می‌دهند. بدین ترتیب ، مراکز رنگی که محل نورکافت‌ هستند، نمی‌توانند از مکان خود به جای دیگر نفوذ کنند و ذرات پایدار نقره را تشکیل دهند و ترکیب برگشت ناپذیر تولید کنند.
شیشه - سرامیک
این ماده ، ماده‌ای است که مانند شیشه ، ذوب و شکل داده می‌شود و سپس بوسیله فرایندهای واشیشه‌ای شدن کنترل شده ، تا حد زیادی به سرامیک بلورین تبدیل می‌شود. از این مواد ، در ساخت پوشش آنتن رادار هواپیما ، موشکهای هدایت شونده و وسایل الکترونیکی مختلف استفاده می‌شود. همچنین این مواد تحت نام تجاری پیرو سرام در تولید ظروف آشپزخانه که همزمان برای هر سه کار پخت ، پذیرایی و انجماد غذا استفاده می‌شوند، بکار می‌روند.
الیاف شیشه
اگرچه الیاف شیشه ، محصول جدیدی نیست، با این حال سودمندی آن بدلیل ظرافت فوق‌العاده‌اش افزایش یافته است. می‌توان این ماده را به صورت رشته کشید، یا آنکه برای تولید عایق ، نوار و صافیهای هوا می‌توان آن را به روش دمشی به شکل شبکه حصیری در آورد. الیاف کشیده شده برای تقویت پلاستیک‌های مختلف بکار می‌روند و محصول چند سازه حاصل در ساخت لوله ، مخزن و وسایل ورزشی نظیر چوب ماهیگیری و چوب اسکی استفاده می‌شوند. متداولترین رزین‌هایی که با الیاف شیشه مصرف می‌شوند، رزینهای اپوکسی و پلی استر هستند.
بازیافت شیشه :
بازيافت شيشه چهار هزار سال قابل از ميلاد مسيح، شيشه به صورت يک لعاب آبگونه تزييني در خاور ميانه استفاده مي شد. ظرف هاي شيشه اي رنگي براي خوردن و آشاميدن از سال 1550 گسترش يافته و مورد استفاده قرار گرفته است. قديمي ترين شيشه صاف و شفاف، يک گلدان ريخته گري شده در نينواي آشور است که در حدود 800 سال قبل از ميلاد توليد شد و اکنون در موزه British لندن قرار دارد. در قرون هجدهم و نوزدهم شيشه بسيار گران بود و براي کاربردهاي محدود همانند توليد پنجره هاي شيشه اي رنگي کليسا استفاده مي شد.
در ابتداي قرن بيستم با انقلاب صنعتي توليد شيشه با مقياس بزرگي آغاز گرديد. براي مثال توليد لامپ سبک شيشه اي ماشين در سال 1926 آغاز شد. امروزه شيشه ماده گران بهايي به شمار نمي رود و براي بسته بندي مواد، توليد پنجره و ساير محصولات استفاده مي شود. شيشه هاي جديد از چهار ترکيب شن، خاکستر سودا( کربنات سديم)، سنگ آهک و ساير افزودني ها ساخته مي شود. اين افزودني ها شامل آهن در رنگ (قهوه اي يا سبز)، کروميوم(فلز درخشان)، فلز لاجورد در رنگ سبز مايل به آبي، آلومينا براي دوام و برم براي بهبود عمليات حرارتي به آن افزوده مي گردد.
سالانه تمامي شيشه استفاده شده در اروپا در حدود 6/11ميليون تن تخمين زده مي شود. صنعت شيشه در انگلستان با به کارگيري تکنولوژي بالا ظرفيت بازيافت خود را به بالاي يک ميليون تن در سال رسانيده است. وابستگي مواد ديگر و قابليت غيرقابل انکار شيشه، با توجه به تمامي مشکلات، بازيافت آن يک مساله اجباري و اضطراري مي باشد. 7 درصد شيشه ها به طور ميانگين از زباله هاي خانگي توليد مي شود، به طوري که در سال 2001 بيش از 5/2 ميليون تن از اين مواد سوزانده شده است.
براي ساخت شيشه انرژي زيادي در استخراج و حمل و نقل مواد صرف مي شود. در اين فرآيند ترکيب مواد را بايد در دماي بسيار بالا انجام داد و حجم بالاي سوخت فسيلي استفاده شده در آن دي اکسيد کربن و گازهاي گلخانه اي بسياري توليد مي کند. به طور مثال در سال 2002 در صنعت شيشه انگلستان در حدود 8611000000 کيلووات ساعت برق مصرف شد و 8/1 ميليون تن دي اکسيد کربن از سوخت فسيلي در کارخانه ها توليد گرديد. يک کوره کارآمد حدود 4 گيگا ژول برق براي گداختن يک تن شيشه لازم دارد.
شيشه را مي توان به عنوان يک ماده ساده بازيافت نمود و ساختار آن در گونه هاي مختلف بازيافت از بين نمي رود و اين بسيار مهم است. در مورد توليد بطري هاي شيشه اي مي توان گفت که 80 درصد از کل شيشه مصرف شده بازيافتي است که Cullet ناميده مي شود. Cullet که همان خرده شيشه است، ساختار شناخت شده اي براي کارخانه ها دارد و به صورت خرده شيشه بومي شناخته مي شود. نمودار اگر شيشه بازيافتي براي ساخت بطري و جارها استفاده شود، انرژي لازم براي کوره ها کاهش مي يابد. علاوه بر حمل و نقل و مراحل توليد، حدود 315 کيلوگرم از توليد CO2 در هر تن شيشه ذوب شده کاهش يافته است.
از بازيافت دو بطري شيشه اي انرژي لازم براي جوش آمدن آب براي 5 فنجان چاي توليد مي شود. بازيافت، تقاضاي بازار براي مواد اوليه را کاهش مي دهد. اين مساله استفاده از مواد را کم نمي کند اما هزينه خاک برداري را کاهش مي دهد و اگر از منظر ديگري به آن توجه کنيم، فوايد استفاده مجدد و بازيافت به محيط زيست مرتبط مي شود. براي بازيافت هر تن شيشه حدود 2/1 تن از مواد اوليه صرفه جويي مي شود. بازيافت موجب کاهش ضايعات شيشه در کره زمين مي شود. هر چند شيشه مستقيما سلامت زمين را تهديد نمي کند و مي توان آن را به مدت نامحدودي ذخيره نمود.