Користні статті

Корисна стаття про розчинники, їх різновиди, властивості та їх застосування

Розчинниками називаються хімічні сполуки, які можуть розчинювати різноманітні речовини, тобто утворювати з ними однорідні суміші змінного складу з двох чи більше компонентів.
      Розчинник є одним з найнеобхідніших компонентів при виробництві плівкоутворюючих речовин. Найрозповсюджений розчинник у природі – це звичайна вода, але у лакофарбовій промисловості цей розчинник використовується, в основному, у виробництві вододисперсійних фарб, грунтовок та лаків. Серед розчинників для фарб, емалей та лаків найбільш загальне розповсюдження отримали органічні розчинники. Усі органічні розчинники, що використовуються у лакофарбовій промисловості по хімічній природі можливо розділити наступними шістю групами:

1) вуглеводні – аліфатичні, аліциклічні, ароматичні, а також нафтові та терпінові;

2) кетони;

3) прості та складні ефіри;

4) спирти;

5) галогеновмісні розчинники;

6) інші розчинники.

Вуглеводневі розчинники знайшли широке застосування у лакофарбовій промисловості через свою низьку вартість і загальну доступність.

До цієї групи розчинників відносяться граничні вуглеводні аліфатичного ряду (парафіни чи алкани), аліциклічні вуглеводні та ароматичні вуглеводні.

Вуглеводні розчинники отримують з сухого перегону деревини та камʼяного вугілля, також з сланцевого бензину, з нафти та нафтового газу.

Зараз основним природним джерелом більшості вуглеводневих розчинників є нафта. У ній, в основному, містяться парафінові, нафтенові та ароматичні вуглеводні. В залежності від типу нафти, у ній переважає той чи інший клас вуглеводнів.А ось фракції нафти, що були перегнані у широкому діапазоні температур, складаються з суміші вуглеводнів різноманітної хімічної будови.

Аліфатичні вуглеводні – у лакофарбовій промисловості знаходять застосування насамперед парафіни.

За кордоном широке застосування знайшли ізопарафіни, бо вони практично не мають запаху (запах органічних розчинників обумовлений їх високою летючістю та відноситься до шкідливих факторів роботи з розчинниками). Ізопарафіни застосовуються для створення малотоксичних покриттів, у медицині при виробництві хірургічних шовних матеріалів и т. п.


Аліциклічні вуглеводні мають органічне застосування у виробництві та технології нанесення лакофарбових покриттів, хоча і володіють більш високою розчинною здібністю, чим аліфатичні розчинники, та меншою токсичністю на відміну від ароматичних. Головним природним джерелом отримання цих розчинників є нафта. Аліциклічні розчинники достатньо широко використовуються у виробництві синтетичних волокон, різанини, друкарських фарб.
 

Головним застосуванням у якості розчинника отримав циклогексан, який застосовується для розчинення етилцелюлози, олив та жирів, восків и каучуків.


Ароматичні вуглеводні – найбільш обширна група вуглеводневих розчинників, що виробляються хімічною промисловістю.

У даний час ароматичні вуглеводні отримують переважно з нафтових фракцій методами каталітичного риформінгу та піролізу а також, значно у меншій степені, при переробці камʼяного вугілля.

Вітчизняною промисловістю випускаються практично усі ароматичні розчинники.

Ароматичні розчинники мають більш високу розчинну здібність, в порівнянні з іншими вуглеводневими розчинниками та в якості компонентів складу, відносяться до більшості сумішевих розчинників.

До ароматичних розчинників відносяться: бензол, толуол та ксилол, ізопропілбензол, сольвент, тетралін та декалін.

Нафтовими розчинниками вважаються фракції нафти, що отримуються у результаті перегону та що складаються з сумішей індивідуальних вуглеводнів (парафінових, нафтенових, ароматичних).

Для характеристики нафтових розчинників, що обʼєднуються терміном “нафроз” (нафтовий розчинник), використовуються ознаки, що характеризують їх вуглеводний та фракційний склад; останні виявляють основні фізико-хімічні властивості розчинників.

Вказуються також і інші параметри, такі,наприклад,як температура спалаху.

Розрізняються наступні типи нафтових розчинників за їх вуглеводневому складу:

Нафроз-З – розчинники змішаного складу, у яких присутні вуглеводні усіх груп (але не більш 50% масової частки вуглеводнів кожної з груп).

Нафроз-А – розчинники з переважно аліфатичних вуглеводнів з пониженим вмістом ароматичних вуглеводнів (не більш ніж 2,5%).

Нафроз-І – ізопарафінові розчинники.

Нафроз-П – парафінові, що складаються з більш ніж 50% масової частки парафінових вуглеводнів.

Нафроз-Н – переважно з нафтенових вуглеводнів.

Найважливішими експлуатаційними властивостями нафтових розчинників є:

– здатність розчиняти органічні сполуки;

– здатністьвидаляти органічні забруднення з поверхні металів;

– здатністьшвидко випаровуватись;

– здатність до мінімального утворення осаду своїх компонентів;

– корозійна агресивність (виявляється наявністю у розчинниках сірчаних сполук);

– стабільність якості нафтових розчинників, яка характеризується їх гарантійним терміном придатності.

Прикладами нафтових розчинників є: бензини, уайт-спіріт, гексанові та гептанові розчинники.

Терпенові вуглеводні є одним з давно відомих класів розчинників рослинного походження.

До їх складу відносяться природні та синтетичні вуглеводні.

Терпени містяться в ефірних маслах квітів, листях різних рослин, у природних смолах (бальзамах), у хвої та деревині хвойних дерев (сосни, ялинки, ялиці, ялівцю, модрини).

До кількості тих, що широко застосовуються терпінових розчинників відносяться скипидар, дипентен, соснова олійка (пайнойль), ізопропилтолуол.

Кетони є розчинниками більшості плівкостворюючих речовин.

У лакофарбовій промисловості застосовуються аліфатичні та циклічні кетони.

З аліфатичних граничних кетонів широке використання мають: ацетон, метилетилкетон, метилізобутилкетон, діізобутилкетон, діацетоновий спирт.

Основною перевагою аліфатичних кетонів є їх висока здібність до розчинення та відносно мала токсичність.

З циклічних кетонів знайшли призначення циклогексанон та метилциклогексанон.

Вони мають більш високу токсичність, чим аліфатичні кетони.

До простих ефірів відносяться похідні одноатомних та двоатомних (гліколей) спиртів та їх циклічні сполуки.

З похідних одноатомних аліфатичних спиртів знаходять призначення діетиловий та дібутиловий ефіри.

Найбільший інтерес являють собою моноалкілові ефіри етиленгліколю – целозольви та діетиленгліколю – карбітоли.

Складні ефіри – найрозповсюдженіший клас органічних розчинників, маючих велике практичне застосування.

Складні ефіри одержують етерифікацією відповідних спиртів мінеральними чи органічними кислотами.

Найбільше застосування у якості розчинників отримали ефіри оцтової кислоти – ацетати (метилацетат, етилацетат, бутилацетат).

Інші ефіри (кислот молочної – лактати, масляної – бутирати, мурашиної – форміати) знайшли обмежене застосування, у тому числі за їх достатньо високої вартості.

Форміати через сильну омивання та високу токсичність у даний час майже не використовуються.

Спирти теж отримали широке застосування у якості розчинників.

Більш за все розповсюджені метанол, етиленгліколь, гліцерин, пентаерітрит, бутанол, ізопропанол.

Серед розчинників широке розповсюдження мають самі різні класи спиртів: одноатомні та багатоатомні; аліфатичні та циклічні.

Спирти відносяться до полярних розчинників та застосовуються у самих різних галузях промисловості.

Найрозповсюдженішим зі спиртів, серед розчинників є етанол – його світовий обʼєм споживання у цій якості майже досягає 4 млн тон за рік.

Іншими популярними розчинниками є метанол та ізопропанол з обʼємами споживання у цій якості більш ніж 1 млн тон за рік.

Використання спиртів у якості розчинників містить в собі наступні напрямки: технологічний розчинник;
розчинник у виробництві фарб та покриттів;

  • очисник;
  • розчинник у виробництві споживчої продукції;
  • аерозольний розчинник.

Галогеномісні розчинники (хлорметани, хлоретани, фторхлормістячі розчинники, водневі фторалкани) мають найбільшу з розчинної якості, та на їх основі отримують якісні засоби для обезжирювання.

Такі розчинники використовуються, зокрема для обезжирювання кислородних балонів чи манометрів.

Дані розчинники відрізняються зниженою горючістю, вони володіють кращим випарюванням, чим більшість розчинників та більш ефективні.

Їх основним недоліком є дуже висока токсичність, але застосування вносить не малий “вклад” у парниковий ефект та “кислотні” дощі, та за цією причиною їх відносять до матеріалів, що призводять до руйнування озонового шару атмосфери Землі. І за те зрозуміло, що вони користуються дуже великою нелюбовʼю екологів.

Розчинники повинні мати властивість хімічної інертності за відношенням до розчиненої речовини, тобто не повинні вступати у хімічну взаємодію з ним.

Розчинники повинні мати низьку гігроскопічність: навіть при незначній кількості води їх здатність до розчинення різко знижується.

Органічні розчинники токсичні, вони (та їх пари) надають шкідливий вплив на людину.

При роботі з ними необхідно суворо дотримуватися заходів безпеки, зокрема, забезпечувати достатнє провітрювання приміщень, а у крайніх випадках застосовувати захисні засоби – рукавички та респіратори.

Під час роботи з розчинниками необхідно звернути увагу на їх вогненебезпечність.

Переважна більшість органічних розчинників являють собою горючі рідини, а суміш їх випаровувань з повітрям при деякій концентрації утворює вибухонебезпечну суміш.

Тому у приміщеннях, де зберігаються розчинники та проводяться роботи з ними, треба суворо дотримуватись правил пожежної безпеки!

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *