Показано с 1 по 2 из 2

Тема:

  1. Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для А.Воробьев
    Регистрация
    20.05.2005
    Адрес
    Кишинев
    Возраст
    64
    Сообщений
    691

    По умолчанию FAQ: Растворители

    Растворители

    Роль различных растворителей в современных технологических процессах невозможно переоценить. Только хорошее знание их физико-химических свойств может гарантировать качественное лакокрасочное покрытие, надежную пропитку и прочное и долговременное клеевое соединение. Автором данной статьи была предпринята попытка собрать и систематизировать данные об основных растворителях, применяемых как в производстве, так и в быту. Насколько это удалось - судить Вам.
    Растворителями называются легколетучие органические жидкости, применяемые для растворения лаковой основы и способные улетучиваться в процессе образования пленки. Жидкости, не растворяющие пленкообразующие вещества самостоятельно, в отличие от растворителей, называют разбавителями: они служат в основном для разбавления готовых лаков.
    Назначение растворителя - перевести лаковую основу в раствор, с тем чтобы создать возможность нанесения жидкого лака на какую-либо поверхность одним из существующих способов: погружением, кистью или пульверизацией. После испарения растворителя на поверхности образуется лаковая пленка.
    Качество растворителей и разбавителей оказывает существенное влияние на качество получаемой лаковой пленки, поэтому к ним предъявляются требования, рассмотренные далее.
    Растворяющая способность по отношению к лаковой основе
    Растворитель должен обладать хорошей растворяющей способностью по отношению к той лаковой основе, для которой он применяется, т. е. полностью ее растворять и не вызывать коагуляции лака при длительном его хранении и применении. В зависимости от химического состава пленкообразующего вещества, применяется один растворитель или смесь растворителей, обладающая комплексом необходимых свойств.
    Оптимальная скорость испарения
    Растворитель должен полностью улетучиваться из лака во время процесса сушки, не оставляя никакого нелетучего остатка, могущего ухудшить качество лаковой пленки (уменьшить ее прочность, увеличить время сушки и т. п.). Применение таких легколетучих растворителей, как бензол, ацетон и аналогичных из-за быстрого их испарения из лаковой основы и резкого ее охлаждения вызывает побеление или потускнение лаковой пленки вследствие конденсации влаги из окружающего воздуха на ее поверхности.
    Скорость испарения (летучесть) растворителя в значительной степени зависит от его температуры кипения. Однако при температуре ниже температуры кипения, скорость испарения растворителя сильно зависит от степени ассоциации его молекул, т. е. от его химической природы. Так, бутиловый спирт, имеющий температуру кипения 114°С, испаряется при температуре 20°С в З раза медленнее, чем ксилол, имеющий температуру кипения 140°С.
    Летучесть растворителей определяют по времени испарения капли растворителя, нанесенной на фильтровальную бумагу. При этом за единицу измерения принимают время испарения серного эфира или ксилола.
    Растворители обладают высокой упругостью пара, а следовательно, большой летучестью. Измерение упругости пара при нормальной температуре сложно, а поэтому чаще всего приводится температура, при которой упругость пара растворителя равна атмосферному давлению, т. е. температура кипения данного растворителя.
    По температуре кипения различают три группы растворителей:
    * низкокипящие - температура кипения 30-70°С;
    * средне кипящие - 70-110°С;
    * высококипящие - 110-170°С.
    Чтобы судить о летучести смеси растворителей и лаков, следует учитывать летучесть отдельных растворителей при обычной температуре. Более точно летучесть растворителей определяется по их потере в массе при высыхании. Для воспроизводства таких опытов необходимо строго соблюдать постоянство множества параметров: температуры, скорости движения воздуха, площади поверхности испарения и толщины слоя жидкости.
    Минимальная токсичность
    Все органические растворители, применяемые в производстве лаков, являются в той или иной степени токсичными, причем наиболее токсичными являются ароматические углеводороды (особенно бензол), хлорированные углеводороды и сложные эфиры. Наименее токсичными являются алифатические углеводороды, бензин и скипидар.
    Пары растворителей вредны для здоровья, так как они действуют как на органы дыхания, так и непосредственно на кожные покровы. Летучесть растворителей является основным фактором, повышающим токсичность. Пары легколетучих растворителей всегда содержатся в воздухе в больших концентрациях, чем пары менее летучих, и поэтому они более опасны, чем менее летучие. В таблице 1 приведены данные по токсичности наиболее распространенных растворителей.
    Воспламеняемость и взрывоопасность
    Все почти без исключения органические растворители являются огне- и взрывоопасными. Взрывы происходят только при определенных соотношениях паров растворителей и воздуха (кислорода).
    Для каждого растворителя существуют определенные границы концентрации паров в воздухе, в пределах которых может произойти взрыв (таблица 2). Повышение температуры смеси вызывает расширение пределов взрыва.
    Вспышка паров большинства растворителей при наличии источника огня происходит при нормальной температуре, но возможно также и самовоспламенение смеси паров растворителей с воздухом (т.е. без наличия искры или других источников огня). Температуры самовоспламенения различных растворителей приведены в таблице 3.
    При выборе растворителей и разбавителей для пропиточных лаков следует иметь ввиду их действие на эмалевую изоляцию проводов. Поэтому для пропитки обмоток, выполненных из провода с изоляцией из масляной эмали, лаки должны содержать минимальное количество ароматических растворителей; для пропитки провода с винифлексовой изоляцией лаки не должны содержать спиртов и сложных эфиров. Ароматические растворители при длительном воздействии вызывают набухание и размягчение пленки. Наименьшее активное действие оказывают на эмалевую изоляцию проводов скипидар и бензин.
    Основные типы растворителей
    Характеристики наиболее распространенных растворителей приведены в таблице 3. Растворители делят на следующие основные группы: нефтяные или алифатические углеводороды, ароматические углеводороды, терпены, спирты, сложные и простые эфиры, кетоны, хлорированные углеводороды и пр.

    Нефтяные или алифатические углеводороды

    Нефтяные углеводороды представляют собой продукты фракционной перегонки нефти. Химический состав нефти и ее фракций зависит от месторождения. В основном она состоит из смеси алифатических углеводородов общего состава СnН2n+2. К нефтяным углеводородам относятся бензины, уайт-спирит и керосин.
    Бензин марки Б-70 и бензин "Галоша" применяются для растворения некоторых видов масляных лаков. В масляно-битумных лаках и других они применяются главным образом в качестве разбавителей в смеси с ароматическими углеводородами. По отношению к масляно-битумным лакам бензины обладают меньшей растворяющей способностью и в больших количествах могут вызывать коагуляцию лаков.
    Специально для лаков применяется сорт тяжелого бензина, называемый лаковым бензином, или уайт-спиритом, который обладает лучшей растворяющей способностью по сравнению с простыми бензинами, так как содержит в своем составе некоторое количество ароматических углеводородов. Кроме того, он обладает более высокими температурами кипения и вспышки и замедленной летучестью, что делает его весьма ценным растворителем в производстве лаков.
    Керосин представляет собой наименее токсичный растворитель с содержанием ароматических углеводородов 11-18%. Он имеет высокую температуру кипения и находит широкое применение в кабельной промышленности для изготовления масляных эмаль-лаков, а также масляных лаков для лакировки сегментов электротехнической стали. Сушка лаков с керосином в качестве растворителя происходит при температурах порядка 400-600°С. Также керосин применяется в качестве растворителя и для эскапоновых лаков, где сушка производится при температуре 250-280°С.

    Ароматические углеводороды

    К ароматическим углеводородам относятся продукты перегонки каменноугольного дегтя, получаемого при коксовании угля, и продукты пиролиза нефти. Растворители, применяемые при производстве лаков (бензол, толуол, ксилол и сольвент), получаются при помощи повторной перегонки из первых двух фракций (легкого масла) каменноугольного дегтя Исходным материалом для получения бензола является также газ, получаемый в процессе коксования угля.
    Бензол (С6Н6) является хорошим растворителем для лаков, но благодаря своей высокой летучести и токсичности сегодня он повсюду заменяется толуолом.
    Толуол (С6Н5СН3) менее летуч, чем бензол, имеет более высокие температуры кипения и вспышки, но по растворяющей способности к пленкообразующим веществам почти не уступает бензолу. Он является хорошим растворителем для большинства масляно-смоляных, масляно-битумных и смоляных лаков, не растворяет сложные эфиры, целлюлозу, шеллак и копалы, но может применяться как разбавитель их растворов. Толуол применяется в качестве одного из основных растворителей в производстве электроизоляционных лаков и эмалей.
    Ксилол (С6Н4(СН3)2) представляет собой еще менее летучую жидкость, чем толуол, и имеет более высокие температуры вспышки и кипения. По растворяющей способности уступает своим гомологам бензолу и толуолу. Благодаря преимуществам в противопожарном отношении и в отношении токсического действия на организм человека ксилол с успехом применяется как растворитель для большинства лаков.
    Сольвент каменноугольный представляет собой смесь ароматических углеводородов с небольшим количеством нафтеновых и парафиновых углеводородов, получаемых из остатков от очистки и ректификации сырого бензола. Легкий сольвент (1-й сорт) является растворителем для смол и масел и разбавителем для эфиров целлюлозы. Тяжелый сольвент (2-й сорт) является растворителем для смол и лаков, но малопригоден для эфиров целлюлозы. В производстве электроизоляционных лаков находит применение вместо ксилола.

    Терпены

    Скипидар представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость с характерным запахом. По химическому составу является смесью углеводородов - терпенов, которые являются гидрогенизированными производными цимола (С10Н10). Из терпенов в отечественных сортах скипидаров преобладают ?- и ?-пинен. Скипидар получают из живицы путем отгонки (в остатке образуется канифоль) при температуре, не превышающей 150°С, или непосредственно из сучьев и пней хвойных деревьев другими способами (перегонкой с водяным паром, экстракцией и др.). Обычно скипидар подвергают вторичной перегонке для получения более чистого продукта.
    Скипидар обладает способностью окисляться кислородом воздуха, образуя перекиси, чем способствует ускорению сушки лаковой пленки. Скипидар обладает хорошей растворяющей способностью по отношению к маслам, смолам, битумам и их композициям и поэтому находит применение наряду с такими растворителями, как уайт-спирит, ксилол, сольвент, но выгодно отличается от последних, так как имеет пониженную токсичность и не оказывает вредного воздействия на эмалевую изоляцию проводов, благодаря чему рекомендуется для растворения лаков, применяемых при пропитке катушек, выполненных из провода ПЭЛ.

    Спирты

    Этиловый (винный) спирт (С2Н5ОН) представляет собой прозрачную легкоподвижную горючую жидкость с характерным, всем известным, запахом. Он образуется в результате брожения сахарных или крахмалсодержащих веществ (картофеля, хлебных злаков и др.). В последнее время широко организовано производство этилового гидролизного спирта, получаемого из продуктов химической переработки и последующего осахаривания древесины. Известны и также широко применяются синтетические методы получения этилового спирта из крекинг-газов, ацетилена и природных газов. Спирт-сырец содержит в себе воду и сивушные масла, а также тяжелые продукты брожения с характерным неприятным запахом. Дальнейшей очисткой и повторной перегонкой спирт-сырец превращают в ректификованный спирт с содержанием алкоголя 94-96%.
    Этиловый спирт хорошо смешивается с водой во всех отношениях и является хорошим растворителем для некоторых смол, шеллака, бакелита, канифоли, но чаще применяется в смеси с ароматическими растворителями, а также как разбавитель эфиров целлюлозы в смеси с другими растворителями
    Бутиловый спирт (С4Н9OН), или бутанол, получается обычно путем брожения крахмалистых веществ под влиянием микроба - возбудителя брожения, а также и синтетическим путем. Бутанол - бесцветная жидкость с запахом спирта и сивушного масла, растворяется в воде в соотношении 1:12, менее летуч и имеет более высокую температуру кипения, чем этиловый спирт. Обладает хорошей растворяющей способностью и применяется в смеси с другими растворителями для смоляных и эфироцеллюлозных лаков. Бутанол понижает вязкость растворов и улучшает блеск пленки.
    Другие спирты, главным образом высшие - изоамиловый (C5H11OH) и др., применяются в производстве эфироцеллюлозных лаков.

    Сложные эфиры (ацетаты)

    К этой группе принадлежат растворители, получаемые путем синтеза из органических кислот (преимущественно, уксусной) и спиртов. Применяются они главным образом в качестве растворителей для эфиров целлюлозы. Их названия: этилацетат, бутилацетат, амилацетат. Для растворения и разбавления лаков из эфиров целлюлозы а также их композиций со смолами, находят широкое применение смеси ацетатов со спиртами и ароматическими растворителями.

    Простые эфиры

    Гликолевые эфиры являются растворителями эфироцеллюлозных, поливинилацеталевых и других смол. Они нейтральны, не имеют запаха и хорошо смешиваются с другими растворителями. Из этих эфиров этиленгликоля следует отметить моноэтиловый эфир этиленгликоля (С2Н5OС2Н4OН) или этилцеллозольв.
    Этот эфир смешивается с водой и углеводородами в любых соотношениях. Обладает хорошей растворяющей способностью и является хорошим растворителем для нитроцеллюлозы, полиэфирных смол, эпоксидно-полиэфирных лаков и др.

    Кетоны

    Ацетон (СН3СОСН3) получается при сухой перегонке кальциевых солей уксусной кислоты, брожением углеводов, а также из уксусной кислоты. Ацетон весьма летуч, смешивается с водой во всех отношениях и является весьма активным растворителем для ряда пленкообразующих веществ, в том числе для эфиров целлюлозы и многих синтетических смол. В лаках ацетон применяется обычно в смеси с другими более высококипящими растворителями.

    Хлорированные углеводороды

    Дихлорэтан (C2Н4Cl2) получается при взаимодействии этилена с хлором. Он представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, которая хорошо растворяет жиры и большинство смол. Как разбавитель дихлорэтан применяется для эфиров целлюлозы в смеси со спиртом. Трудно воспламеняется, пары его очень токсичны, по запаху напоминает хлороформ.
    Хлорбензол (С6Н5Сl) получается хлорированием бензола в присутствии железа или алюминия. Смешивается со многими растворителями, растворяет эфиры целлюлозы и виниловые смолы.
    Для большего удобства, по применению и составлению различных растворителей, разжижителей и разбавителей в таблице 4 приведены составы большинства промышленных растворителей.

    Клей для оргстекла и других видов пластмасс

    В заключение, хотелось бы пожелать при составлении различных растворителей, использовать по возможности менее ядовитые соединения и обращать повышенное внимание на пожаробезопасность. Это поможет сохранить не только здоровье, но также избежать несчастных случаев. В качестве удачного примера можно привести малотоксичный и весьма активный растворитель - мономер метилметакрилата.
    Оргстекло (плексиглас, полиметилметакрилат) растворяется в сложных эфирах, ароматических углеводородах (например, бензоле, толуоле, ксилоле), кетонах (например, ацетоне). Поэтому все эти растворители пригодны для склеивания и ни в коем случае не годятся для протирания оргстекла. Если есть необходимость его почистить, воспользуйтесь водой или спиртом. Однако эфира, ацетона, толуола может и не оказаться под рукой. Тогда сделайте клей сами. При температуре выше 200 °С полиметилметакрилат деполимеризуется, то есть разрушается и образует пары мономера метилметакрилата (СН2ССН3СООСН3), кипящего при 100,6°С. Если собрать несложный прибор из стеклянной круглодонной колбы и охлаждаемой отводной трубки, то пары можно сконденсировать. При этом получится жидкость, прекрасно совмещающаяся с полимером, - идеальный клей. Для тех, кто захочет воспользоваться этим советом, напомним, что метилметакрилат горюч, поэтому его перегонку следует проводить на закрытом источнике тепла - электрической плитке - и в хорошо проветриваемом помещении.
    Сополимеp метил- и бутилметакpилата - он же клей "бутакpил технический" ТУ6-0304-73 - не токсичен, предназначен для ремонта медицинской и пищевой аппаратуры.
    Для приготовления клея достаточно растворить в мономере 2-4% мелких опилок или стружки пластмассы, которую необходимо склеить. Прочность шва при этом будет очень высокой и соизмерима со сварными соединениями.
    Автор выражает особую благодарность и признательность всем участникам Fido-конференции su.hardw.technology за прямое и косвенное участие в написании данной статьи.
    Воробьев Александр, г. Кишинев, Fido-Net 2:469/15.30
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Таблица1.GIF 
Просмотров:	1654 
Размер:	9,9 Кб 
ID:	3454   Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Таблица2.GIF 
Просмотров:	1460 
Размер:	16,9 Кб 
ID:	3455   Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Таблица3.GIF 
Просмотров:	1588 
Размер:	36,8 Кб 
ID:	3456   Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Таблица4.GIF 
Просмотров:	1245 
Размер:	43,2 Кб 
ID:	3457  

    "Не видящий, да услышит. Не слышащий, да увидит!"... (C)

  2. Мимо проходил Аватар для Костя Мусатов
    Регистрация
    05.03.2004
    Адрес
    Москва
    Возраст
    51
    Сообщений
    5.502

    По умолчанию Re: FAQ: Растворители

    Просто СУПЕР!

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •