汽車安全玻璃漫談 不經意間的發明造福全世界

汽車安全玻璃是被動安全的配置之一，但它卻總是被人忽略。大家總感覺就是一塊玻璃，怎么會影響安全呢？實際上玻璃的安全作用非常顯著，發生車禍時往往玻璃破碎，如果因此傷及人員就會造成二次事故。所以，汽車玻璃不僅要提供良好的視線，還要達到足夠的強度，同時又不能傷人。你知道汽車玻璃都分哪幾種嗎？哪種可靠性最好？本文將介紹汽車安全玻璃的兩種主要應用：鋼化玻璃和夾層玻璃。

 

安全玻璃是一種經劇烈振動或撞擊不破碎，即使破碎也不易傷人的玻璃。用于汽車、飛機和特種建筑物的門窗。

鋼化玻璃（Tempered glass/Reinforced glass） 表面具有壓應力的玻璃，又稱強化玻璃。采用鋼化方法對玻璃進行增強，1874年始于法國。鋼化玻璃屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性。

 

鋼化玻璃是將玻璃均勻加熱達軟化溫度時，用高速空氣等冷卻介質驟冷而制成的玻璃。這種玻璃表面存在有均勻的壓應力，從而可提高玻璃的機械強度和抗熱震性能。用空氣作冷卻介質時稱鋼化；用油類等液體作冷卻介質時稱液體鋼化；用熔鹽作冷卻介質時稱鹽浴鋼化。鋼化玻璃的抗彎強度比未經處理的玻璃大3～5倍，可達150～250兆帕，熱穩定性提高3～4倍，可經受200～250℃的溫差急變，破碎時形成無尖銳棱角的顆粒，對人體傷害小，是最廣泛使用的汽車安全玻璃。

 

當玻璃受外力破壞時，碎片會成類似蜂窩狀的鈍角碎小顆粒，不易對人體造成嚴重的傷害。同等厚度的鋼化玻璃抗沖擊強度是普通玻璃的3～5倍，抗彎強度是普通玻璃的3～5倍。鋼化玻璃具有良好的熱穩定性，能承受的溫差是普通玻璃的3倍，可承受300℃的溫差變化。

 

從透光性來說，國家的法規要求車玻璃的透光度不能低于可見光照的70%，所以一般車玻璃是不允許有顏色的，一般都是透明，但不僅僅這個玻璃透光度要好，還有我們后期給車的前擋風貼膜的話，這個貼膜的透光度和車玻璃的透光度加在一起的透光度也是不能低于70%。另外，除了保證透光性，這個車玻璃遇到猛烈撞擊容易碎裂，還要保證這個玻璃碎片不會傷害到我們車里的人員，所以，我們看到車發生事故的時候，車玻璃會碎一地的像玻璃球一樣的玻璃碎渣，不會劃傷人，也不會扎傷輪胎。

早在80多年前，玻璃已廣泛安裝在美國福特廠出產的T型車上，當時是用平板玻璃裝在車廂的前端，使駕車者免除風吹雨打之苦。從這以后的幾十年間，玻璃業逐步涉足汽車工業，創造了多種安全玻璃－夾層玻璃、鋼化玻璃和區域鋼化玻璃等品種，極大地改善了汽車玻璃的性能。下面就來說說夾層安全玻璃。

 

夾層玻璃是在兩片或多片玻璃間夾以透明的聚乙烯醇縮丁醛膠片或其他膠合材料，經加熱、加壓膠合而成的復合玻璃制品。當受沖擊時由于中間層有彈性，粘結力強，能提高抗沖擊強度，破碎時其碎片不掉落、不飛濺，能有效地防止或減輕對人體的傷害。此外還可以利用吸熱玻璃、熱反射玻璃、顏色玻璃和導電膜玻璃等，制成特殊的夾層玻璃。

 

夾層玻璃作為一種安全玻璃在受到撞擊破碎后，由于其兩片普通玻璃中間夾的PVB膜的粘接作用，不會像普通玻璃破碎后產生鋒利的碎片傷人。它的PVB中間膜所具備的隔音、控制陽光的性能又使之成為具備節能、環保功能的新型建材：使用夾層玻璃不僅可以隔絕可穿透普通玻璃的1000~2000赫茲的吻合噪聲，而且它可以阻擋99%以上紫外線和吸收紅外光譜中的熱量。

說到夾層玻璃就不得不提一個人，他就是法國化學家——別涅狄克。有一天，報紙上的一篇新聞引起了他的注意。一輛小汽車在霧天撞在電線桿上。三個乘客一個當場死去，另外兩個人被擋風玻璃碎片刺成重傷。玻璃易碎的特性大大增加了車禍傷亡的比重，這讓別涅狄克突然想起了幾年前的一次偶然的發現。

 

1903年的一天，別涅狄克還是像往常那樣在打掃自己的實驗室準備開始工作。一不小心，一個玻璃燒杯從三米多高的架子上摔到了地面上。原以為玻璃燒杯絕對會粉身碎骨，可是別涅狄克仔細一看，盡管壁面上布滿了裂紋，玻璃碎片卻粘在一起。后來，他想起來原來這個燒杯中曾經裝過硝酸纖維溶液。硝酸溶液揮發干凈后，瓶壁上留下一層薄膜。它就像皮子一樣緊緊地貼在壁面上。

 

別涅狄克想到如果將硝酸纖維溶液用到汽車玻璃上，車里的人不是更安全嗎？出于救人的目的，別涅狄克放棄了原本的工作，開始著手探索和制造這種打不碎的玻璃。后來這種玻璃被人們叫做夾層玻璃或安全玻璃，就是在兩層普通玻璃的中間夾上一層透明的硝酸纖維素。今天這種夾層玻璃已經被被不易變色的聚乙烯醇縮丁醛膠片所取代。

 

說得直白一些，夾層玻璃是由兩片或多片玻璃，之間夾了一層或多層有機聚合物中間膜，經過特殊的高溫預壓（或抽真空）及高溫高壓工藝處理后，使玻璃和中間膜永久粘合為一體的復合玻璃產品。常用的夾層玻璃中間膜有：PVB、SGP、EVA、PU等。

 

然而，最初汽車生產對別涅狄克的發明不太感興趣，最先使用這種發明的反而是第一次世界大戰時所生產的防毒面具。到了1936年改良使用聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl?butyral,?PVB)作為夾層后，夾層玻璃才在汽車上大行其道，之后更成為政府強制的安全標準。

 

作為承力的不同以及功能性不同，國內絕大部分車型的前風擋玻璃采用了夾層玻璃。當遇到碰擊或者擊碎的時候，玻璃會分裂成鈍化的顆粒，而且在有夾層的區域玻璃碎顆粒會附著在夾層上不會脫落，其主要目的就是防止傷害到汽車內部的人員。

 

應該說，一百多年前一個不經意間的小發明，卻給我們現在的生活帶來了如此之大的變化，據不完全統計，汽車安全玻璃的出現使得交通事故傷亡率降低了近50%。誰也不會想到不起眼的玻璃也有如此大的學問，您覺得呢？