Verrerie de laboratoire répondant aux exigences les plus élevées

Informations sur DURAN®

Béchers, fioles Erlenmeyer, ballons à fond rond et tubes à essai, ainsi que les montages composés de ballons, de serpentins de refroidissement, de ponts de distillation et autres éléments en verre, caractérisent l’image classique d’un laboratoire de chimie. Le verre est utilisé depuis longtemps en laboratoire et a fait l’objet de développements constants afin de répondre au mieux aux exigences élevées de ce milieu.

  • Excellente résistance chimique
  • Libération minimale d’ions
  • Stabilité maximale de la forme et donc du volume
  • Insensibilité au chauffage et aux variations de température
  • transparence

Qu’est-ce que le verre?
 Le verre est une substance amorphe. Il est généralement produit par fusion, mais peut également être formé par chauffage de sol-gels et par ondes de choc. D’un point de vue thermodynamique, le verre est décrit comme un liquide surfondu. Cette définition s’applique à toutes les substances fondues puis refroidies rapidement. Ainsi, bien que des germes cristallins se forment lors de la solidification du verre fondu, le temps est insuffisant pour que la cristallisation soit complète. La solidification du verre est trop rapide pour permettre la formation de cristaux. La zone de transition entre le verre fondu et le verre solide se situe autour de 600 °C pour de nombreux types de verre. Bien que le verre n’ait pas de point de fusion défini, il est considéré comme un solide. Même s’il se déforme sous une contrainte prolongée, il ne doit pas être qualifié de liquide. Cette déformation lente sous une force constante est également appelée fluage.

Verre DURAN®
 L’excellente résistance chimique, la quasi-inertie, la température de service élevée, la dilatation thermique minimale et la grande résistance aux variations de température qui en découle figurent parmi les propriétés remarquables du verre DURAN®. Ce comportement physico-chimique optimal rend le verre DURAN® parfaitement adapté aux laboratoires et à l’ingénierie des grandes installations chimiques. De plus, il est considéré comme un verre technique universel pour toutes les applications exigeant une résistance extrême à la chaleur, aux variations de température, aux contraintes mécaniques et une résistance chimique exceptionnelle. Les propriétés du verre DURAN® sont conformes aux exigences de la norme DIN ISO 3585. Comparé aux autres verres borosilicatés, le verre DURAN® se distingue par sa qualité très homogène et techniquement reproductible.

Composition chimique du DURAN®

SiO281 % en poids
B2O313 % en poids
Na₂O / K₂O4 % en poids
AI 2 O 32 % en poids

Le verre DURAN® présente une excellente résistance à l’eau, aux solutions salines neutres et acides, aux acides forts et à leurs mélanges, au chlore, au brome, à l’iode et aux substances organiques, ainsi qu’aux halogènes tels que le chlore et le brome. Il offre également une bonne résistance aux bases. Seuls l’acide fluorhydrique, les solutions fluorées, l’acide phosphorique fortement chauffé et les solutions fortement alcalines attaquent la surface du verre de manière croissante avec l’augmentation de la concentration et de la température. Grâce à ses propriétés quasi inertes, aucune interaction (par exemple, échange d’ions) n’a lieu entre le milieu et le verre, ce qui élimine pratiquement toute interférence avec les expériences.

résistance hydrolytique
 La résistance hydrolytique est déterminée à l’aide de deux méthodes, à 98 °C et à 121 °C:

1. Conformément à la norme DIN ISO 719, DURAN® est classé dans la classe de résistance à l’eau la plus élevée (classe 1 sur cinq). La quantité de Na₂O /g de granulés de verre dissoute après une heure d’immersion dans l’eau à 98 °C est mesurée. Pour DURAN®, cette quantité est inférieure à 3 µg/g de granulés de verre.

2. DURAN® répond également aux exigences de la norme DIN ISO 720, classe 1 (sur trois classes). La valeur après une heure est alors de…
À 121 °C, la quantité de Na₂O dissoute était inférieure à 62 μg/g de granulés de verre, grâce à une bonne résistance à l’hydrolyse.
DURAN® est conforme aux normes USP, EP et JP et est un verre neutre, ou équivalent au verre de type I. Par conséquent, il peut être utilisé presque sans restriction dans les applications pharmaceutiques et au contact des aliments.

résistance à l’acide
La résistance à l’acide peut être déterminée par deux méthodes:

1. Selon la norme DIN ISO 12116, DURAN® correspond à la classe de résistance aux acides I (sur quatre classes).
L’érosion acide des surfaces de verre polies au feu est mesurée par la perte de masse en fonction du temps sous l’effet d’une solution d’acide chlorhydrique à 18 %. Après trois heures d’ébullition, cette valeur n’est que de 0,3 mg/ dm² pour le verre DURAN®.

2. Conformément à la norme DIN ISO 1776, l’épaisseur de la couche attaquée sur le verre est mesurée en fonction du type d’acide et de sa concentration. Les résultats obtenus pour quatre acides sont présentés dans le graphique ci-contre. L’attaque la plus importante se produit avec des acides dont la concentration est de 4 à 7 N/L. À des concentrations plus élevées, la vitesse de réaction diminue considérablement, de sorte que même après plusieurs années, l’épaisseur de la couche attaquée reste de l’ordre de quelques micromètres. Pour les épaisseurs de paroi courantes de la verrerie de laboratoire, cette attaque acide est négligeable.

résistance aux alcalis
DURAN® correspond à la classe 2 des nuances de verre classées en trois classes d’alcalinité selon la norme DIN ISO 695. L’érosion superficielle après trois heures d’ébullition dans un mélange à parts égales de solution d’hydroxyde de sodium (concentration 1 mol/l) et de solution de carbonate de sodium (concentration 0,5 mol/l) est d’environ 134 mg/100 cm² seulement. L’érosion alcaline est directement proportionnelle au temps. Cependant, elle ne devient perceptible qu’à des températures supérieures à 60 °C. À des températures inférieures, l’épaisseur de la paroi reste relativement constante, même après de nombreuses années.
Réduction à peine perceptible. Tests à long terme à 50 °C avec une canalisation DURAN® alimentée en continu en NaOH.
Une solution d’une concentration de 1 mol/l la traverse, ce qui entraîne une élimination du verre de seulement 1 mm après 25 ans.

résistance à la température pendant le chauffage et résistance aux variations de température
La température maximale admissible de fonctionnement continu à court terme du DURAN® est de 500 °C, tandis que la température de fonctionnement continu recommandée est de 350 °C. Ce dernier seuil peut être dépassé brièvement. Le DURAN® se ramollit à 560 °C et se liquéfie à 820 °C. Grâce à son très faible coefficient de dilatation linéaire (α = 3,3 × 10⁻⁶ K⁻¹), le DURAN® présente une excellente résistance aux chocs thermiques (jusqu’à Δ = 100 K). Cela signifie que pour chaque variation de température de 1 K, le verre ne se dilate que de 3,3 × 10⁻⁶ unités. La résistance aux chocs thermiques dépend de l’épaisseur de paroi et de la géométrie des produits.

Résistance à la température pendant la congélation
 DURAN® peut être refroidi à la température la plus basse possible et convient également à une utilisation dans l’azote liquide (environ ‑196 °C). Toutefois, la dilatation du contenu doit être prise en compte lors de la congélation. De manière générale, les produits DURAN® sont recommandés pour une utilisation jusqu’à ‑70 °C. Outre la géométrie des produits, les propriétés des additifs utilisés doivent également être prises en considération. Lors du refroidissement et de la décongélation, il convient de veiller à ce que la différence de température ne dépasse pas 100 K. Par conséquent, en pratique, un processus de refroidissement et de décongélation progressif est recommandé.

Utilisation au micro-ondes
 La verrerie de laboratoire DURAN® est adaptée à une utilisation dans les fours à micro-ondes.

Propriétés physiques des types de verre technique courants

DésignationCoefficient de dilatation thermique linéaire (20 °C / 300 °C)Température de transformation (°C)Densité (g/cm³)
DURAN ®3,35252,23
Verre sodocalcique9,15252,5
SBW6,55552,45

propriétés optiques
DURAN® est transparent et incolore. Dans la gamme spectrale de 310 à 2 200 nm, son absorption est négligeable. Les couches plus épaisses (transparence axiale dans les canalisations) présentent une légère teinte jaune-verdâtre. Pour les substances photosensibles, les surfaces de DURAN® sont colorées par diffusion brune. Ceci induit une forte absorption de la lumière de courte longueur d’onde. Le seuil d’absorption se situe aux alentours de 500 nm. Lors des procédés photochimiques, la transmittance de DURAN® dans l’ultraviolet est particulièrement importante. Cette transmittance UV permet la réalisation de réactions photochimiques telles que la chloration et la sulfochloration. La molécule de chlore absorbe dans la gamme de 280 à 400 nm et sert ainsi de vecteur à l’énergie rayonnante.

Brunissement du verre DURAN®
 La teinte brune permet le stockage de substances photosensibles dans la verrerie de laboratoire DURAN®. Pour teinter le verre, un colorant spécial par diffusion est appliqué exclusivement sur sa surface extérieure. Le revêtement est ensuite cuit au four, ce qui le rend résistant aux produits chimiques et au lave-vaisselle. Les propriétés du DURAN® à l’intérieur du verre restent inchangées et toute interaction entre la couleur et son contenu est impossible.

Respect des normes et des directives
 Outre la norme internationale DIN ISO 3585, qui spécifie les propriétés du verre borosilicaté 3.3, la verrerie de laboratoire DURAN® est également conforme aux normes applicables. La norme DIN ISO correspondante est indiquée sur les pages produits de ce catalogue. Le verre DURAN® est un verre neutre à haute résistance à l’hydrolyse et appartient donc au type I selon la Pharmacopée européenne (EP, chapitre 3.2.1), la Pharmacopée japonaise (JP, chapitre 7.01), la Pharmacopée des États-Unis (USP, section 660) et le Formulaire national.

Nettoyage des équipements de laboratoire en verre
 Le matériel de laboratoire en verre DURAN® peut être nettoyé manuellement par immersion ou mécaniquement dans un lave-vaisselle de laboratoire. La contamination de la verrerie de laboratoire lors du transport ne pouvant jamais être totalement exclue, il est recommandé de la nettoyer avant la première utilisation. Pour préserver le matériel, il convient de le nettoyer immédiatement après usage à basse température, par immersion brève et dans une solution faiblement alcaline. La verrerie de laboratoire ayant été en contact avec des substances infectieuses ou des micro-organismes doit être traitée conformément aux recommandations en vigueur. Selon la substance, une stérilisation à l’autoclave (élimination des micro-organismes) peut être nécessaire avant le nettoyage.

1. Nettoyage manuel
 Lors du nettoyage à l’aide d’un chiffon ou d’une éponge et d’une solution nettoyante, il convient d’éviter les produits abrasifs, car ils peuvent endommager la surface du verre. Ces dommages peuvent altérer les propriétés du verre et limiter son utilisation ultérieure. La verrerie de laboratoire peut être nettoyée par immersion dans un bain à l’aide de solutions de nettoyage standard. En général, la température ambiante et un temps de contact de 20 à 30 minutes suffisent. Le verre est ensuite rincé à l’eau du robinet, puis à l’eau distillée. Ce n’est qu’en cas de salissures tenaces qu’il est nécessaire d’augmenter la température et de prolonger le temps de contact. Les temps de contact prolongés à plus de 70 °C dans des milieux fortement alcalins sont à éviter pour la verrerie de laboratoire, car cela peut endommager les marquages imprimés. Il convient également d’éviter toute contrainte mécanique importante pendant le nettoyage.

2. Nettoyage de la machine
 Les programmes de nettoyage des lave-vaisselle de laboratoire sont plus doux que les bains d’immersion, car les instruments ne sont en contact avec la solution de nettoyage que lors des phases de rinçage. Cela protège la surface en verre et les marquages. Les solutions de nettoyage standard pour machines peuvent être utilisées.

3. Désinfection du matériel de laboratoire en verre
 La verrerie de laboratoire peut être désinfectée. Le nettoyage manuel s’effectue à l’aide de produits désinfectants. Pour le nettoyage automatisé, on utilise des méthodes physico-thermiques (maintien à 93 °C pendant 10 minutes selon la norme BGA) ou des méthodes chimiothermiques. Si nécessaire, le matériel de laboratoire peut ensuite être stérilisé à la vapeur.

4. Stérilisation à la vapeur du matériel de laboratoire en verre
 Conformément aux normes DIN 58900, partie 1, 1986 et DIN 58946, parties 1 et 2, 1987, la stérilisation à la vapeur est définie comme « la destruction ou l’inactivation irréversible de tous les micro-organismes viables » sous l’effet de « vapeur saturée à au moins 120 °C et 2 bars ». La durée minimale d’exposition (temps de destruction + marge de sécurité) est de 20 minutes à 121 °C. Cette température élevée de 121 °C ne peut être atteinte qu’à une pression de 2 bars. Les récipients doivent être stérilisés à la vapeur couvercle ouvert afin d’éviter toute surpression et le risque d’éclatement.

Instructions de stérilisation

  • Le matériel de laboratoire contaminé doit être soigneusement nettoyé avant la stérilisation à la vapeur.
  • Lors de la stérilisation à la vapeur, des résidus de saleté se fixent sur le verre, emprisonnant les micro-organismes et les protégeant au sein de la matrice de saleté, ce qui empêche leur destruction efficace. Les substances chimiques incluses dans cette matrice de saleté peuvent endommager la surface du verre en raison de la température élevée de stérilisation.
  • Les récipients doivent être ouverts pendant la stérilisation à la vapeur afin d’éviter toute surpression.
  • Une stérilisation efficace n’est possible que lorsque la vapeur est saturée et peut atteindre sans obstacle toutes les zones contaminées.

Consignes de sécurité importantes pour l’utilisateur

  • Avant d’utiliser la verrerie DURAN®, il convient de vérifier sa compatibilité.
  • La verrerie de laboratoire endommagée présente un risque important pour la sécurité (coupures, brûlures, risque d’infection, etc.). Si une réparation professionnelle n’est pas économiquement viable ou possible, la verrerie doit être éliminée conformément aux règles en vigueur.
  • Les réparations doivent être effectuées uniquement par des professionnels afin de garantir une utilisation sûre et continue.
  • N’exposez la verrerie à des changements de température brusques que si sa résistance aux chocs thermiques (T = 100 K) est prise en compte.
  • Installez l’appareil de manière sécurisée et sans tension à l’aide d’un matériau de trépied approprié.
  • La verrerie sous pression ou sous vide doit être manipulée avec précaution afin d’éviter tout dommage de surface.
  • Pour éviter les tensions dans le verre, les récipients en verre sous vide ou sous pression ne doivent pas être chauffés d’un seul côté ni avec une flamme nue.
  • Avant toute opération d’évacuation ou de mise sous pression, les récipients en verre doivent être inspectés visuellement afin de s’assurer qu’ils sont en parfait état.
  • Ne jamais soumettre la verrerie à des changements de pression brusques, par exemple, ne jamais ventiler soudainement de la verrerie sous vide.

Élimination
 La verrerie de laboratoire DURAN® ne doit jamais être jetée avec le verre recyclé classique, car son point de fusion élevé pose problème lors de sa fusion avec d’autres verres recyclés (verre sodocalcique). Il incombe à l’utilisateur de veiller à ce que le verre soit éliminé correctement, soit avec les ordures ménagères, soit, en fonction du risque de contamination, conformément à la réglementation en vigueur.