Normering van borosilicaatglas

"Borosilicaatglas" is een verzamelnaam voor verschillende glassoorten die als gemeenschappelijk kenmerk een boriumoxide-aandeel in de glassamenstelling hebben. Wat in het laboratorium doorgaans wordt aangeduid als borosilicaatglas is in werkelijkheid een specifieke kwaliteit: borosilicaat 3.3, genormeerd in ISO 3585. Daarnaast bestaan andere borosilicaatkwaliteiten (zoals 5.1) en aparte farmaceutische glaskwaliteiten (type I, II en III volgens USP en Ph. Eur.). Dit artikel zet alle relevante normen voor laboratoriumglas op een rij.

Voor algemene eigenschappen van laboratoriumglaswerk, zie laboratorium glaswerk. Voor slijpstukverbindingen specifiek: NS-slijpstukken DIN 12242.

ISO 3585: de norm voor borosilicaatglas 3.3

ISO 3585 heeft de titel Borosilicate glass 3.3 — Properties en specificeert de eisen aan het glastype dat wereldwijd als laboratoriumstandaard geldt. De norm regelt onder andere:

• Chemische samenstelling (oxidefracties).
• Thermische uitzettingscoëfficiënt.
• Maximale gebruikstemperatuur.
• Chemische bestendigheid (hydrolytische, zuur- en alkali-klassen).
• Mechanische eigenschappen.

De aanduiding "3.3" verwijst naar de thermische uitzettingscoëfficiënt: 3,3 × 10−&sup6; K−¹ bij 20 tot 300 °C. Deze waarde is bijna drie keer lager dan die van gewoon natronkalkglas (sodaglas), wat verklaart waarom borosilicaatglas zoveel beter bestand is tegen thermische schok.

De officiele samenstelling van borosilicaat 3.3

De typische samenstelling volgens ISO 3585:

Eigenschappen van borosilicaat 3.3

De kerneigenschappen volgens ISO 3585:

Hydrolytische, zuur- en alkaliklassen

De chemische bestendigheid van glassoorten wordt genormeerd in drie aparte ISO-normen:

• ISO 719 — hydrolytische bestendigheid bij 98 °C (afgifte van alkali aan water).
• ISO 720 — hydrolytische bestendigheid bij 121 °C (autoclaaftemperatuur), specifiek voor farma.
• ISO 1776 — zuurbestendigheid (zoutzuur 6 mol/l, kokend).
• ISO 695 — alkalibestendigheid (natriumcarbonaat en natriumhydroxide).

Voor borosilicaat 3.3 zijn de klassen vrijwel optimaal: hoogste hydrolytische klasse, hoogste zuurklasse, en de op een na beste alkaliklasse. Alleen tegen heet, geconcentreerd loog blijft glas (ook borosilicaat) gevoelig — dit is een fundamenteel kenmerk van silica-gebaseerd glas, niet specifiek voor borosilicaat.

Borosilicaat 5.1: het andere borosilicaatglas

Naast 3.3 bestaat borosilicaat 5.1, met een thermische uitzettingscoëfficiënt van 5,1 × 10−&sup6; K−¹. Dit glas heeft een hoger natrium- en boriumgehalte en een lagere productiekost. In Europa wordt het vrijwel uitsluitend gebruikt voor:

• Farmaceutische primaire verpakkingen van type I (zie verderop).
• Verlichtingsglas, oogspoelflessen.
• Goedkoper onderwijsglaswerk — al wordt ook in onderwijslaboratoria steeds vaker 3.3 gebruikt.

Borosilicaat 5.1 is duidelijk minder thermisch schokbestendig dan 3.3. Voor algemeen laboratoriumwerk is 3.3 daarom altijd de juiste keuze.

Farmaceutisch glas: type I, II en III

Voor primaire farmaceutische verpakkingen (injectieflacons, ampullen, infuusflessen) gelden aanvullende eisen voor de afgifte van alkali aan de inhoud. Zowel USP (Verenigde Staten) als de Europese Pharmacopoea (Ph. Eur.) classificeren farmaglas in drie typen:

De aanduiding HGA (Hydrolytic Glass class A) verwijst naar de test volgens ISO 720 bij 121 °C; HGB (Hydrolytic Glass class B) naar ISO 719 bij 98 °C. Voor regulier laboratoriumglas geldt doorgaans alleen de HGB-klasse.

Hoe herken je type 3.3 versus 5.1?

Aan het glas zelf is het type niet eenvoudig te herkennen. De manier waarop:

• Merknaam — DURAN, PYREX en SIMAX zijn alle 3.3. Schott Fiolax is 5.1 (voor farma).
• Productdocumentatie — fabrikanten vermelden het glastype in catalogi en datasheets.
• Brekingsindex — 3.3 heeft een lagere brekingsindex (1,473) dan 5.1 (1,479). Met een refractometer meetbaar, maar in de praktijk zelden gedaan.
• Dichtheid — 3.3 is iets lichter (2,23 g/cm³) dan 5.1 (2,34 g/cm³). Met nauwkeurige weegmethoden te onderscheiden.

In de praktijk vertrouwt men op de fabrikant en op de merknaaminscriptie. Geen merk = onbekend glastype.

Andere glassoorten in het lab

Naast borosilicaat komen in het laboratorium enkele andere glassoorten voor:

• Natronkalkglas (sodaglas) — eenvoudig vensterglas; lage chemische bestendigheid en hoge uitzettingscoëfficiënt. Komt voor in goedkoop wegwerpglaswerk (reageerbuizen, objectglaasjes).
• Kwartsglas (silicaglas) — bestaat vrijwel volledig uit SiO₂. Bestand tot ruim 1000 °C en transparant voor UV-licht tot 170 nm. Voor UV-cuvetten, hoge-temperatuurtoepassingen en thermogravimetrie. Veel duurder dan borosilicaatglas.
• Aluminosilicaatglas — voor speciale toepassingen waar nog hogere temperatuurbestendigheid en chemische resistentie vereist zijn. Komt voor in bepaalde ovenruiten en hoogtemperatuur-laboratoriumglas.
• Glaskeramiek — geen klassiek glas; een gekristalliseerd materiaal (Nextrema, Ceran). Voor kookplaten, kijkglas in hoge-temperatuurtoepassingen.

Markering en herkenning

Hoogwaardig laboratoriumglas draagt een ingegoten of ingeëtste merknaam (DURAN, PYREX, SIMAX). Daarnaast staan op maatglaswerk klasse-aanduidingen (A of B), op slijpstukglaswerk de NS-maat (bijv. NS 29/32), en op flessen de GL-maat van de schroefdraad. Voor farmaceutisch glas wordt soms aanvullend het type vermeld ("Type I borosilicate").

Een productdatasheet of catalogus van de fabrikant is de definitieve bron voor de toegepaste glassoort. Bij twijfel: vraag het materiaalcertificaat aan.

Disclaimer: dit artikel geeft een toelichting op normen en standaarden zoals die op het moment van schrijven gangbaar zijn. Normen worden periodiek herzien en ingetrokken. Raadpleeg voor de actuele, juridisch bindende versie altijd de officiële uitgevende instantie (zoals NEN, ISO, DIN, ASTM of USP) of een geaccrediteerde adviseur. Labvakhandel.nl aanvaardt geen aansprakelijkheid voor beslissingen genomen op basis van deze informatie.