Природные и синтетические смолы.
В качестве пленкообразующих наряду с нитроцеллюлозой широко применяются смолы.
Основными качествами, характеризующими пленкообразующие смолы, являются: полная растворимость; температуры размягчения и плавления, обеспечивающие твердость пленки . достаточная стойкость к свету и воде, эластичность пленки и сохранение этой эластичности со временем, прозрачность пленки.
Смолы подразделяются на природные и синтетические.
Природные смолы по преимуществу являются продуктами, выделяемыми деревьями естественным методом или в результате подсочки. Природные смолы получаются в виде полу ископаемых , ископаемых и свежих смол.
Свежими называют смолы, добываемые с растущих деревьев путем подсочки или путем сбора естественных выделений смолы растущим деревом.
К ископаемым относятся смолы, выделенные много лет назад нередко уже несуществующими ныне видами деревьев и пролежавшие в земле длительные сроки. За это время они претерпели ряд изменений, окислились, стали тверже.
Смолы, получаемые путем раскопок из земли. Но пролежавшие в земле сравнительно недолго – десятки или сотни лет, называют полуископаемыми.
Наиболее распространенными природными смолами являются следующие.
Канифоль. Из природных смол наибольшее значение имеет канифоль, добываемая из смолы хвойных деревьев.
Существует два способа получения канифоли: путем обработки собранной с деревьев живицы и обработки измельченных в мелкую щепу пней.
Для получения живицы на растущем дереве срезают слой коры. Из срезанного места начинается обильное выделение смолы, которая по надрезам стекает в углубление, вырубленное в стволе, или же в специальные металлические банки, подвешенные к стволу. Сбор живицы как правило продолжается обычно с марта по октябрь. Живица представляет собой бесцветную, прозрачную, липкую, достаточно текучую жидкость. При долгом хранении на открытом воздухе она превращается в твердую желтую массу.
Процесс обработки живицы в канифоль заключается в нагревании ее в котлах с холодильником. Котлы обогреваются снизу. Кроме того, через слой живицы пропускают пар. В результате нагревания из живицы отгоняется скипидар, охлаждающийся в холодильнике и собираемый в сборнике установки. Канифоль после отгонки скипидара плавится в течение некоторого времени. После чего сливается в приемники ля охлаждения.
Полученную канифоль называют живичной.
Переработки осмола заключается в легком нагревании щепы, смешанной с бензином. Бензин достает из щепы скипидар и смолу. После этого бензиновый раствор подвергается разгонке: в первую очередь отгоняется бензин, затем скипидар, и в остатке получается канифоль, называемая экстракционной.
Канифоль – твердая коричневая прозрачная смола с изломом стекловидной формы. Точка плавления канифоли 35- 70 градусов. Канифоль состоит в значительной степени из смоляных кислот ( содержание свободных кислот в канифоли обычно составляет 83 -85 процентов. Очень высокое содержание кислоты в канифоли является ее отрицательным качеством.
Склонность канифоли к кристаллизации ухудшает растворимость ее в растворителях.
Высокая кислотность канифоли ограничивает ее применение в качестве пленкообразующего. Для уменьшения кислотности ее нейтрализуют путем сплавления с гашеной известью или с окисью цинка цинковыми белилами. Для нейтрализации канифоли гашеной известью ее нагревают до 230 градусов и медленно, постоянно помещивая , добавляют в не пушонку. Затем нагревают до 275 градусов и выдерживают смолу до той поры , пока взятая для пробы капля не будет прозрачной. При этом гашеная известь или окись цинка соединяется с кислотами, в результате чего число кислоты снижается до 90 -120. Кроме того, точка плавления смолы повышается до 80 - 120. Полученный продукт называется резинатом канифоли.
Канифоль растворяется в метиловом и этиловом спиртах и во многих летучих растворителях, в жирных и эфирных маслах, а также частично керосиновых а также бензиновых погонах нефти. Пленка чистой канифоли блестящая, но хрупкая. Резинаты канифоли растворяются в масла; в спиртах и других растворителях не растворяются. Канифоль в переработанном виде имеет широкое применение при изготовлении различных лаков и эмалей. Канифоль, получаемая из еловой серки, иногда называют винсолом.
Эфир гарпиуса . Лучшие показатели дает обработка канифоли глицерином, в результате чего получается эфир канифоли, так называемый эфир гарпиуса. Он представляем собой прозрачную смолу. Температура плавления не ниже 70 градусов, кислотность в десятки раз ниже кислотности канифоли.
Эфир гарпиуса растворяется в масле и спиртобензольной или бензино толуоловой смеси. Пленка эластична и достаточно водостойка. Применяется в производстве масляных лаков.
Абиетиновая смола имеет темный цвет, отличается раковистым изломом. В тонком слое прозрачна, имеет красновато – коричневый цвет. Абиетиновая смола получается в результате окисления еловой живицы с добавлением окисленных смоляных кислот первого осмола. Температура размягчения 90 -100 градусов Кислотное число не выше 100. Абиетиновая смола применяется в производстве нитролаков.
Берестяная смола получается путем переработки березовой коры азотной кислотой. Она представляет собой смесь сложных химических веществ – бетулина и суберина.
Бетулин, выделенный путем экстракции, - это кристаллическая масса желтоватого или серого оттенка ; температура плавления 220 – 230 , извлекается из бересты в пределах 250-40 % от веса сухой бересты. Суберин – мазеобразное вещество, температура плавления которого 65 - 70 градусов, выход 25 – 30 % от веса сухой бересты. Для получения лака смола растворяется в горячей смеси этилового и бутилового спиртов в отношении три к одному. Берестяная смола в реставрации мебели применяется для изготовления спиртовых политур и конечно лаков.
Капал – ископаемая растительная смола в кусках до 5 см в поперечнике, от прозрачного янтарного до темно – коричневого цвета. Добывается в Африке, Южной Америке, Австралии. Лучшие сорта копала являются смолой уже исчезнувших видов деревьев, встречаются в земле на глубине от одного метра и более, иногда довольно большими залежами. У нас в России небольшое месторождение копала обнаружено в Армянской территории.
По внешнему виду копал несколько похож на янтарь. Точка плавления ископаемых копалов 270 – 360 градусов. Кислотное число равно 60- 65 .Копалы живорастущих деревьев имеют более низкие точки плавления. Эта смола дает прозрачную твердую. Прочную, упругую, глянцевитую пленку, отличающуюся водоупорностью, теплостойкостью, химической стойкостью и высокими изоляционными свойствами. Она растворяется в этиловом и метиловом спиртах, эфире. Ацетоне, льняном масле и др. Копал – одна из лучших смол для производства лаков. Растворы их обладают высокой адгезией.
Сандарак – смола, получаемая при надрезе коры дерева, растущего преимущественно в северо-западной Африке. Он представляет собой небольшие округлые зерна светло-желтого цвета, иногда с разовым оттенком. Обладает слабым ароматическим запахом. Температура плавления 140 – 180 С. Кислотное число равно 90- 160. Дает блестящую, твердую, глянцевую теплостойкую пленку. Сандарак применяется в виде примеси к политурам и для приготовления лаков.
Янтарь – это ископаемая смола , выделяемой разными, ныне исчезнувшими видами хвойных растений, обычно в виде живицы. И затем подвергшаяся изменениям под воздействием времени, давления и влажности, температуры и др. Встречается чаще всего в кусках. Место рождения – берега Балтийского моря, Сибирь и Украина. Янтарь имеет желтый цвет с различными оттенками. Температура размягчения 150 – 400 градусов. Растворяется в небольших количествах в спирте, а также эфирных и жирных маслах. В расплавленном виде растворяется в сероуглероде и бензоле. Может служить заменителем капалов, применяется для получения янтарного лака.
Шеллак – натуральная смола, выделяемая молодыми побегами некоторых тропических растений при участии насекомых – лаковых червецов. Укус червеца вызывает обильное выделение смолы, увлекающей с собой и насекомое. Некоторые группы шеллака, например восковые, имеют животное происхождение, и в их образовании принимает участие червец. Таким образом, наиболее справедливым будет отнесение шеллака к смолам растительно- животного происхождения. Наплывы шеллачной смолы отрывают от коры деревьев, обрабатывают горячей водой, промывают, расплавляют и фильтруют для освобождения от кусочков коры и дерева. Расплавленная и отфильтрованная смола разливается на металлические листы тонкой пленкой, размалывается и поступает на рынок в виде тонких чешуек.
Шеллак характеризуется следующими показателями, температура размягчения 65 70 градусов. Плавления 115 – 120 градусов, кислотное число 30 – 80. Удельный размер веса составляет 1,007 – 1,036 грамм на см. куб. Применяемый в технике шеллак имеет цвет от светло-желтого до темно-коричневого и обычно содержит 85% смолистых веществ и 15 % шеллачного воска. Последний придает эластичность пленке, создаваемой шеллаком. В некоторых случаях шеллак обесцвечивается путем обработки хлорной известью и приобретает белый цвет. Пленка отбеленного шеллака бесцветная, но менее эластичная. Шеллак хорошо растворяется в абсолютном спирте. В жирах и маслах не растворяется. Применяется для приготовления политур, спиртовых лаков, граммофонных пластинок и др.
Естественные смолы ( копал, шеллак, сандарак и др.) Представляют собой ценный импортный товар и являются дефицитными. Для их замены в настоящее время широко пользуются синтетическими смолами. Они обладают высокими техническими свойствами и во многих случаях с успехом заменяют естественные. Важным преимуществом синтетических смол является то, что они могут быть получены с заранее заданными свойствами и однородного качества. Для производства лаков наибольшее применение нашли виниловые, фенольные. Карбамидные и алкидные смолы.
Полихлорвиниловые смолы получают из жидкого хлористого винила путем полимеризации его в присутствии перекиси водорода как катализатора. Полихлорвиниловые смолы используют для приготовления лаков, а также мебельной фурнитуры.
. Перхлорвиниловые смолы добывают дополнительным хлорированием смолы. Такие смолы по сравнению с полихлорвиниловыми обладают лучшей растворимостью. Из них приготовляют самые разнообразные лаки и краски, отличающиеся высокой атмосферо-устойчивостью , кислото и щелочестойкостью.
Новолачные фенолформальдегидные смолы. Из новолачных смол широкое применение имеет идитол -спирторастворимая смола желтого цвета с достаточно сильным запахом фенола. Она вполне хорошо растворяется в спирте и ацетоне, но не светостойка.
Глифталевые смолы получают при взаимодействии глицерина с фталевой кислотой при их нагревании до 200 -250 градусов. В глифталевые смолы вводят различные масла или канифоль. Применяют для приготовления нитроцеллюлозных и масляных эмалей и лаков.
Фенолформальдегидная отделочная пленка из-за присутствия в ней фенола под воздействием света краснеет. Поэтому может быть применена только для отделки древесины в темноватые тона.
В наше время отделочные пленки из смолы изготовляют из кобоамидных и меламиновых видов смол. Подобные пленки светоустойчивы, бесцветны, могут быть окрашены в абсолютно любой цвет. Наибольшее применение для отделки имеет пленка из карбамидоформальдегидной водорастворимой смолы. Однако существенным недостатком этой пленки – является малая жизнеспособность. В связи с этим варку смолы и приготовление из нее пленки производят непосредственно на производства столярных изделий.
Клеи. В качестве пленкообразующих составов растительные и животные клеи имеют применение ограниченное. Главными недостатками клеев т пленкообразующих являются их большая хрупкость. Очень слабая сопротивляемость различным механическим воздействиям, в особенности истиранию, не водоупорность.
Костный и мездровые клеи применяются при приготовления подмазочных масел для местной шпаклевки древесины. Для повышения эластичности в эти компоненты обычно вводят в незначительных количествах масло или олифу.
Относительно большее применение имеют казеиновые клеи, их используют в качестве связывающего вещества в пигментных красках для кажи. В малярных колерных красках, в шпаклевках и грунтовках для дерева. Из растительных клеев в отделочной технике применяют крахмал в колерных красках для внутренней окраски помещений в Крахмальные грунты под лаковую отделу древесины широкого распространения не получили.
ВОСКИ вещества, выделяемые растениями в виде небольшого налета цветах или листьях, по внешнему виду похожие на жир. В химическом отношении воски представряют из себя смесью достаточно сложных эфиров, близких по свойствам к жирам.
Восковые пленки не прочны, имеют слабую адгезию, незначительной твердостью и невысокой температурой плавления. Их применяют в качестве грунтов для некоторых видов отделки спиртовыми лаками , а также в качестве составляющих компонентов отделочных мастик. Натуральный воск обычно плавится при температуре 63 – 64 градуса. Кроме натуральных восков, употребляются их заменители, церезин, парафин – вещества, по внешнему виду весьма схожие с восками, но совершенно отличающиеся от них химическим составом
