Искусственные смолы. Синтетические смолы

Искусственные смолы и искусственный шеллак

Различные природные смолы имеют широкое применение в лаковарочной промышленности. Так как источник их получения постепенно убывает, они становятся технически малодоступными продуктами. Это обстоятельство послужило причиной появления в химической промышленности новой отрасли, а именно производства синтетических смол.

К производству последних относится получение искусственных шеллаков или новолаков, как их еще называют. Получение этих продуктов основано главным образом на конденсации фенола и его производных с формальдегидом или с другими альдегидами.

Продукты реакции фенола с формальдегидом

Уже давно было известно, что при взаимодействии (конденсации) формальдегида с фенолами получаются различные смолообразные соединения. Эти смолы в зависимости от условий реакции, количественного соотношения взятых продуктов, а также состава конденсирующего вещества (катализатора) обладают различными физическими и химическими свойствами. Некоторые из них легкоплавки и легко растворяются в спирту, ацетоне, водном растворе едкого натра и т. д. и применяются, как новолаки или искусственные шеллаки. Другие нерастворимы, неплавки и служат как поделочный материал для различных целей (бакелит, резинит и т. д.).

Главные исходные материалы

Фенол или карболовая кислота, содержащаяся в каменноугольном дегте, представляет собой бурое масло с очень резким запахом. Чистый фенол представляет собой кристаллическую массу с температурой плавления 45,5° и температурой кипения 182,9°. Искусственная смола

Крезол - метилфенолы С6Н4СН3ОН - содержится в каменноугольной и в буроугольной смоле. Различают три изомерных формы крезолов: ортокрезол, паракрезол и метакрезол.

Ортокрезол образует бесцветные кристаллы, имеет запах фенола. Температура плавления - 31°; температура кипения - 188°.

Формальдегид - бесцветный едкий растворимый в воде газ, образующийся при окислении метилового спирта. В продаже встречается в виде формалина, который представляет собой раствор формальдегида в воде и обычно содержит 40% последнего. Последние исследования показали, что вместо фенола и крезолов можно брать также и производные этих веществ. Вместо формальдегида - другие альдегиды, а также кетоны.

Конденсирующие агенты или катализаторы

Конденсирующие агенты действуют как катализаторы, т.е. принимают только временное участие в реакции. По окончании реакции эти вещества иногда удаляются из полученного продукта. Различают кислые и основные катализаторы. К кислым агентам принадлежат кислоты, кислые соли и вообще любые соли, которые могут при гидролизе производить кислую реакцию. Хлористый аммоний (нашатырь) относится к кислым катализаторам, так как при действии на него формальдегида выделяется соляная кислота.

К щелочным агентам принадлежат щелочи и щелочно-реагирующие соли, а также соли, которые при гидролизе расщепляются на слабую кислоту и сильное основание. По исследованию Бакелянда кислые катализаторы способствуют образованию шеллаков, между тем как щелочи дают по преимуществу смолы типа бакелита.

Процесс получения шеллака

Для получения шеллаковой смолы берут:

• Фенола 50 вес. ч.;
• Формальдегида от 40 до 60 вес. ч.;
• Соляной кислоты от 1 до 5 вес. ч.

Все составные части помещают в сосуд подходящего размера. При достаточном количестве конденсирующих веществ реакция может начаться при обыкновенной температуре, причем происходит разделение жидкой смеси на два слоя: один водянистый, состоящий из отделившейся воды и растворимых в воде веществ, и маслянистый слой, содержащий начальные продукты конденсации. На практике для ускорения реакции смесь слабо нагревают.

Во избежание потери летучих составных частей из смеси нагревание производят в закрытом сосуде, снабженном обратно поставленным холодильником, т. е. пары, подымаясь вверх по трубке, охлаждаются водой и, сгущаясь в жидкость, стекают обратно в реакционный котел.

По мере нагревания вязкость маслянистого слоя увеличивается. Нагревание прекращают, когда достигается густая консистенция. Можно маслянистую массу отделить от водного слоя или можно подвергнуть все вместе выпариванию до тех пор, пока масса при обычной температуре не будет твердой, и, следовательно, обойтись без разделения слоев. Полученная таким образом масса бесцветна или окрашена в желтый цвет, плавится, легко колется и растворима в алкоголе, ацетоне, феноле и растворе едкого натра.

Производственный способ

По этому способу искусственный шеллак приготовляется следующим образом:

Смешивают 10 вес. ч. ортокрезола, 7 вес. ч. продажного формалина (содержит 40% формальдегида), 10 вес. ч. воды и прибавляют 0,4 вес. ч. крепкой соляной кислоты. Полученную смесь нагревают в течение нескольких часов при постоянном помешивании. Полученный смолообразный продукт отделяют от водянистой части и промывают горячей водой или продолжительным действием водяного пара.

Полученная таким образом смола окрашена от желтого до светло-коричневого цвета, легко растворяется в метиловом спирту, ацетоне, сероуглероде, эфире, хлороформе и т. д.; растворима в разбавленных щелочах, труднее растворяется в бензоле и терпинеоле; нерастворима в скипидаре, жирных кислотах и маслах. Лаки, приготовленные на искусственном шеллаке, дают быстровысыхающую, очень блестящую поверхность.

Следующий способ имеет целью получение продуктов конденсации фенола или его гомологов с альдегидами и применение этих продуктов для изготовления лаков.

При конденсации крезолов с формальдегидом в присутствии щелочей получаются продукты, растворимые лишь в спирту и поэтому не поддающиеся смешиванию, например со смолами, нерастворимыми в спирту. Спиртовые растворы их могут служить лаками для покрытия металлов при нагревании, но они не пригодны для покрытия эластичных предметов, например фибры, тонкого железа, брезента, картона и т. п. Если конденсацию вести в присутствии уксусносвинцовой соли, то получается продукт, растворимый и в спирту и в бензоле, смешивающийся е обычными смолами и дающий при нагревании твердые, эластичные покровы.

• Крезоловой кислоты 100 вес. ч.;
• Формалина 40% 130 вес. ч.;
• Уксусносвинцовой соли 15 вес. ч.

Все нагревают до кипения в сосуде с холодильником; после того как наступит момент конденсации (густая, затвердевающая масса), нагревание прекращают, лак отделяют от водного слоя и уваривают до желаемой густоты.

ИСКУССТВЕННЫЕ СМОЛЫ

Натуральные смолы все больше вытесняются из лакокрасочной промышленности искусственными смолами, получаемыми синтетически. Современная химия так хорошо изучила процессы образования синтетических смол, что последние вполне могут заменить натуральные смолы. Подбором сырья и режимов можно придать искусственным смолам такие необходимые свойства, как стойкость к воздействию воды и щелочей, повышенной температуры, света и т. д.

Одновременно с непрерывным усовершенствованием производства растет и число новых видов искусственных смол. В настоящее время существуют сотни искусственных смол. Многие из них еще не стандартизированы, и поэтому нелегко ориентироваться в потоке названий, являющихся торговыми марками, и составить себе объективное представление о свойствах и возможности их применения.

Многие новые материалы похожи своими физическими свойствами на натуральные смолы: они хрупки при нормальной температуре и пластичны при повышенной, не растворяются в воде и т. д.; по химическому составу они, однако, существенно отличаются. Одни получаются полимеризацией, другие — поликонденсацией. При обоих процессах жидкие органические вещества переходят в полужидкие или твердые вещества, образующие с растворителями лаки или используемые в производстве пластических масс.

Полимеризованныесмолы образуются из ненасыщенных органических соединений, например, из стирола (СН 2 =СН—С 6 Н 5), бесцветной жидкости с температурой кипения 146°. Стирол переходит при нагреве или самопроизвольно (при длительном стоянии) в твердое вещество — полистирол. Исходное вещество мы называем мономером, а образовавшееся — полимером. При полимеризации молекулы мономера соединяются между собой в огромном количестве, образуя макромолекулы полимера.

Согласно Эллису макромолекулы низких полимеров образуют линейную цепь простых молекул, между тем как макромолекулы высших полимеров состоят из пространственно сгруппированных цепей. Низшие полимеры лучше растворяются в органических растворителях, и поэтому они более пригодны для производства лаков, чем высшие полимеры, которые либо растворяются лишь незначительно, либо только набухают в растворителе. Как определенное химическое соединение противостоят воздействию кислот и оснований. Из них изготовляют искусственные пластические материалы 15 .

Смолы, получаемые полимеризацией — поливиниловые, стироловые и полиакриловые, являются термопластичными, то есть при нагреве размягчаются подобно натуральным смолам. По охлаждении опять приобретают первоначальные свойства.

Многие новые материалы, получаемые поликонденсацией, в том числе феноло-формальдегидные, аминоформальдегидные, глифталевые, циклогексановые смолы, и другие, в начальной стадии образования термопластичны и легко растворимы, но при нагревании отверждаются, то есть переходят в стекловидную нерастворимую смолу. Эти смолы преимущественно используют для производства пластических масс. Для лакового производства их подвергают дальнейшей обработке, направленной на снижение хрупкости, например совмещению с маслами. Феноло-формальдегидные смолы начальной стадии не совмещаются с высыхающими маслами, и поэтому из них нельзя изготовить масляно-смоляные лаки даже при повышенной температуре. Этот недостаток можно устранить так называемым модифицированием. При модифицировании искусственные смолы сплавляют с масляными или смоляными кислотами (например, с этерифицированнойканифолью). Модифицированные смолы поступают в продажу как «искусственные копалы», из которых вырабатывают синтетические лаки. Методом поликонденсации можно получить и термопластичные смолы, аналогичные термопластичным смолам, получаемым реакцией полимеризации.

А. Искусственные смолы, получаемые полимеризацией

1. Поливиниловые смолы являются хорошим сырьем для изготовления технических лаков и пластических масс. Поливинилацетат получается полимеризацией винилацетата. Получающаяся смола является твердым, прозрачным, бесцветным веществом, растворяющимся во многих органических растворителях, за исключением нефтяных углеводородов и эфира и, кроме того, воды. Она нейтральна, если тщательно изготовлена. Обычные сорта поливинилацетата, предназначенные для технических целей, содержат следы мономера, который в результате гидролиза выделяет уксусную кислоту, ухудшающую качество и стойкость смолы. Поливиниловая лаковая пленка весьма стойка, хорошо противостоит воздействию атмосферы и желтеет в значительно меньшей степени, нежели натуральные смолы. Поливинилацетатные лаки применялись в некоторых галереях для лакирования картин. Согласно имеющемуся опыту, нельзя, однако, совершенно безопасно рекомендовать эту смолу для указанной цели, так как через некоторое время она обнаруживает склонность к образованию матового налета, и, кроме того, не исключено, что спустя более продолжительное время она, подобно полиакриловым лакам, становится нерастворимой в умеренных растворителях, превращаясь в более высокие полимеры. Таким образом, нет гарантии, что будет выполнено основное требование консервирования картин, чтобы можно было когда-нибудь удалить с картины лаковую пленку, не напортив при этом красочного слоя.

Эмульсионные поливинилацетатные лаки обычно содержат значительное количество пластификаторов, которые, хотя и придают лаковой пленке большую эластичность, но делают ее менее прочной. Непластифицированные эмульсионные поливинилацетатные лаки являются значительно более надежными и могут служить для приготовления темперных эмульсий. Начиная приблизительно с 1935 г. делаются попытки организовать производство для художников красок, связанных поливинилацетатом. Однако краски такого состава не нашли до сего времени значительного практического применения. В декорационной и декоративной живописи хорошо зарекомендовали себя краски, изготовляемые на поливинилацетатных эмульсионных лаках. Кроме того, эта смола применяется при переносе стенных росписей* на новое основание.

Поливинилацеталь образуется действием альдегида на сложные виниловые эфиры. Он более тверд и липок, чем предыдущая смола, но не так устойчив к атмосферным воздействиям. Согласно Вудбургу (Woodburg), им можно укреплять разрушающуюся в результате старения кость и выполненные из нее изделия.

Поливиниловый спирт получается гидролизом сложных поливиниловых эфиров. Он растворяется в воде, глицерине и гликоле. Его водные растворы, вплоть до 20%-ных, имеют выраженный коллоидный характер. Его бесцветная пленка абсолютно стойка к воздействию света и воздуха. Так как он очень легко растворяется в воде и это свойство он не теряет даже спустя очень долгое время, он более пригоден для некоторых работ по консервации, нежели полиакрилатовые смолы, которые в результате старения теряют растворимость.

Поливиниловый спирт применяется в качестве защитного коллоида для приготовления эмульсий, консервирования тканей, а в некоторых случаях при закреплении отделившихся или превращающихся в порошок красочных слоев настенной живописи, на которых 5%-ный раствор поливинилового спирта не вызывает по высыхании потемнения или других оптических изменений, так что светлый и матовый характер стенной живописи сохраняется и после закрепления. Иногда им можно заменить клей, желатину или казеин — вещества, вызывающие на поверхности красочных слоев напряжение, которое может привести к растрескиванию и осыпанию этих слоев. Во влажной среде поливиниловый спирт подвергается плесневению, и поэтому его нельзя употреблять на влажных стенах. Этот недостаток проявляется, однако, в значительно меньшей степени, чем у клеев, и ему можно воспрепятствовать добавлением нескольких сотых процента хлористой фенилртути.

Поливиниловые смолы** отчасти заменяют целлулоид, а в пластифицированном состоянии — пленочные материалы. Они отличаются большой кислото- и солестойкостью. В продажу поступают под различными названиями: игелит, винопас, гельва, винофлекс, виниксол и т. д.

2. Полиакриловые смолы образуются полимеризацией сложных эфиров метакриловой кислоты. Это прозрачные бесцветные вещества, которые размягчаются при повышенной температуре, а при высоких температурах деполимеризуются.

Их пленка абсолютно светостойка и хорошо противостоит воздействиям атмосферы, окислению, действию вредных газов и влажности. В толуоле растворяются с образованием низковязких растворов. Их недостатком, который, впрочем, присущ подавляющему большинству искусственных смол, является слабое сцепление с грунтом.

Полиметилметакрилат является очень твердой и стойкой смолой, широко применяемой в практике и хорошо известной под названием органическое стекло (плексигум, плексигласе). Растворенный в толуоле, образует прозрачный лак, пленка которого очень тверда и прочна.

Полибутилметакрилат подобен своими свойствами предыдущему, однако он более прозрачен*** и поэтому в большей степени удовлетворяет требованиям живописной технологии. Его лаковая пленка превосходит своей эластичностью все лаковые пленки из натуральных смол.

Сополимер метилметакрилата и бутилметакрилата объединяет в себе свойства обеих смол. Он более эластичен, нежели полиметилметакрилат, но пленка его обладает более высокой поверхностной твердостью, чем пленка из полибутилметакрилата.

Два обстоятельства препятствуют, однако, тому, чтобы полиакриловые смолы, отличающиеся такой выдающейся прочностью, широко применялись в живописи и заменяли натуральные смолы в живописных техниках: 1) малое сцепление пленки с покрываемой поверхностью; 2) плохая растворимость лаковых пленок в обычно применяемых растворителях. С течением времени лаковая пленка утрачивает растворимость в каких-либо органических растворителях и лишь незначительно в них набухает****. Это обстоятельство препятствует применению полиакрилатных смол для лакирования картин, так как картинный лак должен легко сниматься. В последние несколько лет организовано промышленное производство эмульсионных полиакриловых лаков, о которых в этой книге говорится в разделе о лаках, в абзаце об эмульсионных лаках. Установлено, пока только опытным путем, что эти лаки пригодны для приготовления вполне прозрачных связующих, для грунтов на холсте и в качестве примеси к темперным эмульсиям. Полибутилметакрилат, растворенный в толуоле, применяется для консервирования и укрепления разрушенной древоточцами древесины деревянных скульптур.

3. Полистироловые смолы получают полимеризацией стирола (винилбензола) при нагревании и под воздействием света. Полимер не растворяется в этиловом спирте, ацетоне, эфире и в нефтяных углеводородах. Растворяется в терпентинном масле, углеводородах ароматического ряда, диоксане, пиридине и сложных эфирах. Эти лаки дают твердую, прочную, прозрачную бесцветную и устойчивую на свету пленку. Коэффициент преломления колеблется в пределах от 1,50 до 1,70. Эластичность этих смол повышают пластификаторами, например дибутилфталатом и трифенилфосфатом.

Б. Искусственные смолы, получаемые поликонденсацией

1. Глифталевые смолы получают поликонденсацией многоосновных кислот (фталевой, малеиновой) и многоатомных спиртов (глицерина, гликолей и других). Из этого перечисления видно, что вырабатывают много разных видов этих смол, которые различаются по своим свойствам. Некоторые из них растворяют в растворителях (диоксане, трихлорэтане, этилацетате) и смешивают с пигментами в лаковые краски; большинство модифицируют жирными кислотами, маслами или смолами. Модифицированные глифталевые смолы (смешанные с высыхающими маслами или нитро- и этилцеллюлозой) дают ценные технические лаки и эмали, эластичные, липкие, быстро высыхающие, не желтеющие и устойчивые к химическим и механическим воздействиям.

2. Феноло-формальдегидные смолы получают поликонденсацией фенолов с альдегидами. Если реакция протекает в кислой среде, то образуются новолаки, растворяющиеся в этиловом спирте; если реакция протекает в щелочной среде, то образуются резолы, низшие конденсаты которых растворяются в ацетоне, спирте, бензоле и других растворителях. Высшие конденсаты отверждаются при нагревании (резит, бакелит) и не растворяются в органических растворителях. Применяются они в производстве пластических масс. Из модифицированных фенолоформальдегидных смол изготовляются масляные лаки.

Родственные алкил-фенольные***** смолы образуют с полимеризованным льняным маслом лак, отверждающийся при нагревании до 180—200° в пленку, устойчивую к маханическим и химическим воздействиям. Этим лаком заменяют теплостойкие эмали.

Наряду с хорошими свойствами феноло-формальдегидные смолы обладают, однако, двумя недостатками: они имеют темный цвет и неприятно пахнут.

3. Амино-формальдегидные смолы. Наиболее важными являются аминопласты-поликонденсаты тиомочевины и формальдегида. Это — прозрачные, бесцветные, светоустойчивые и стойкие вещества, служащие для производства лаков, клеев (казерит) и пропиточных составов для бумаги и тканей (резопал, полопас, каурит).

4. На аминопласты похожи меламиновые (меламин формальдегидные.— Ред. )смолы, получаемые из меламина и формальдегида; они легче растворяются и, кроме того, более стойки. Они дороги и поэтому применяются меньше, чем аминопласты.

В. Полисилоксаны

Поласилоксаны — органические производные кремния— представляют собой новые полимерные материалы, которые отличаются исключительной водонепроницаемостью и химической устойчивостью. В начальной стадии поликонденсации полисилоксаны — жидкие, полутвердые или твердые вещества, которые, будучи нанесены тонким слоем, предохраняют другие материалы от воздействия воды. На поверхности материалов образуется прозрачная, твердая пленка, отличающаяся большой прочностью. Некоторые полисилоксаны отверждаются при нагревании. Наконец, их применяют для отделки тканей. Можно надеяться, что эти новые материалы, промышленное производство которых только начинает развиваться, будут выпускаться и для целей реставрации, например консервации камня, и что их будут употреблять и для настенной живописи.

ПРОИЗВОДНЫЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Целлюлоза — поликонденсат глюкозы (полисахарид). Это белое или слегка желтоватое волокнистое вещество. (В воде набухает, еще в большей степени набухает в разбавленных растворах щелочей или солей — Ред.) Распределив тонким слоем набухшую массу и удалив из нее воду, получают бумагу-сырец, называемую также фильтровальной бумагой. Под микроскопом можно на ее волокнах отличить растительные клетки.

Целлюлоза является исходным сырьем не только в производстве бумаги, но и лаков, целлулоида, кинопленки и т. д.

Сложные эфиры целлюлозы

При действии кислот целлюлоза переходит в сложные эфиры, из которых технически наиболее важными являются: нитраты целлюлозы — сложные эфиры азотной кислоты и ацетилцеллюлоза — сложные эфиры уксусной кислоты. (В отличие от целлюлозы ее сложные эфиры растворимы в органических растворителях и образуют прочные прозрачные пленки после испарения растворителя.—Ред.)

1. Нитраты целлюлозы (нитроцеллюлоза) образуются при действии смеси концентрированной азотной кислоты с серной кислотой на целлюлозу. Процесс носит название нитрования. Сухая нитроцеллюлоза является белым или желтоватым веществом, не растворяющимся в воде и легко воспламеняющимся. В зависимости от степени нитрования получаются сорта нитроцеллюлозы с различными свойствами. Из сортов нитроцеллюлозы наиболее пригодными для производства лаков являются нитроцеллюлозы с средним содержанием азота (10,5—12,7%), которые еще сохранили способность растворяться, но не столь взрывоопасны, как нитроцеллюлозы высокой степени нитрования. Их применяют для производства пленок, лаков, коллодия, целлулоида и пластических масс.

Коллодий. Если растворить нитраты целлюлозы в ацетоне, амилацетате или других растворителях, то получается сиропообразная, слегка желтоватая жидкость — коллодий. После удаления растворителя остается прозрачная пленка. Это блестящая, твердая, но хрупкая и не светостойкая пленка; под воздействием света она буреет. Поэтому коллодий не применяется в качестве лака, иногда, правда, им пропитывают ткани, древесину и бумагу, чтобы сделать их водонепроницаемыми.

Эластичность нитроцеллюлозной пленки можно повысить добавлением пластификаторов, особенно, камфары, касторового масла, трифенилфосфата, трикрезилфосфата и дибутилфталата.

Целлулоид. Смешением спиртовых растворов камфары и нитроцеллюлозы и последующим постепенным удалением спирта из смеси получают твердый раствор — целлулоид, содержащий 30—40% камфары. Это прозрачное, бесцветное вещество, твердое при нормальной температуре, эластичное и водостойкое. При нагревании до 80° целлулоид размягчается и приобретает некоторую пластичность, при дальнейшем нагревании воспламеняется. Блок целлулоида нарезают на листы любой толщины, полируют между нагретыми плитами пресса, и, если нужно, штампуют. Под действием ультрафиолетовых лучей целлулоид постепенно желтеет и темнеет. Под действием растворов щелочей целлулоид постепенно омыляется.

Цапоновые лаки изготовляются растворением целлулоида (или также старых кинопленок, с которых удалена в горячей воде желатиновая эмульсия) в ацетоне и амилацетате. Они содержат 3—4% целлулоида. Пятипроцентные лаки до того густы, что их уже нельзя наносить кистью. Будучи нанесены на какую-либо поверхность, они оставляют пленку, предохраняющую (в особенности металлы) от коррозии. Эти технические лаки иногда применяют для художественных целей в качестве фиксажа для рисунков углем и пастели, в качестве матовых лаков для темперы и изолирующего слоя на поглощающих меловых грунтах. Такое применение является неправильным, так как, во-первых, цапонлаки со временем темнеют и, во-вторых, они недостаточно эластичны, причем их эластичность постепенно снижается.

В общем о цапонлаках можно сказать, что по светоустойчивости они несравнимы с традиционными лаками из натуральных смол, восков и масел.

2. Ацетилцеллюлоза получается действием ангидрида уксусной кислоты на целлюлозу. Растворенная в растворителях, она дает после высыхания прозрачную, твердую, водостойкую пленку, которая, в отличие от нитроцеллюлозной пленки, светостойка и не воспламеняется. Кроме того, она обладает и более высокой теплостойкостью, начиная разрушаться лишь при 200°.

Хотя ацетилцеллюлозные лаки всеми перечисленными свойствами превосходят нитроцеллюлозные, их применяют реже, чем нитроцеллюлозные лаки, так как они дороже, растворы их более вязки и пленка менее эластична. Адгезия (прилипаемость) пленки к различным поверхностям ниже, иногда ее можно снять с гладкой поверхности как прозрачную оболочку. Со смолами и пластификаторами, которые могли бы повысить ее прилипаемость и эластичность, ацетилцеллюлоза совмещается труднее. Наилучшие результаты достигнуты сочетанием ацетилцеллюлозы с глифталевыми смолами.

Целон — невоспламеняющийся заменитель целлулоида. Это твердый раствор ацетилцеллюлозы в камфаре или в других пластификаторах. Кроме лаков и невоспламеняющейся пленки, из целона вырабатывают так называемое небьющееся стекло и прозрачные листы, похожие на целлофан.

Ацетилцеллюлозные лаки, называемые также целоновыми, получают из целлюлозы средней степени ацетилирования, содержащей 53—55% ацетатных групп. В основном их применяют в качестве технических лаков для автомашин и самолетов. В связи с высокой вязкостью и малой способностью проникать в глубь лакируемых материалов, ацетилцеллюлозные лаки служат для укрепления и реставрации старых, распадающихся тканей. Однопроцентный раствор ацетилцеллюлозы в ацетоне до того вязок, что он не пропитывает ткань, но прилипает только к ее поверхности. Целоновым лакам следует отдавать предпочтение перед цапоновыми и при реставрации предметов из кости, обожженной глины и древесины. Иногда, скорее для опыта, пропитывают ацетилцеллюлозой живописный холст (вместо проклеивания); такой холст впоследствии значительно слабее реагирует на изменения атмосферной влажности. Однако до настоящего времени мы имеем мало опыта работы с холстом, подготовленным указанным способом, и не знаем, сохраняет ли ацетилцеллюлоза свою эластичность и не разрушается ли связь между холстом и грунтом.

Смешанные сложные эфиры целлюлозы

Смешанные сложные эфиры уксусной и масляной кислот превосходят своими свойствами ацетилцеллюлозу, на которую они похожи. Они более эластичны, блестящи и прочны. Растворенные в ацетоне, они образуют твердую, бесцветную, устойчивую к воздействиям атмосферы и нежелтеющую лаковую пленку. У нас они известны под техническим названием целит.

Простые эфиры целлюлозы

Следующими производными целлюлозы, получившими большое значение в последние годы, являются метил-этил- и бензил-целлюлоза. Они мягче и более тягучи, чем сложные эфиры целлюлозы.

Метилцеллюлоза (тилоза), получаемая действием алкилхлоридов на целлюлозу, предварительно обработанную раствором щелочи, представляет собой светло-серое вещество. В воде растворяется с образованием вязкого раствора, в органических растворителях в лучшем случае набухает. Низковязкие сорта метилцеллюлозы широко применяются в декоративной живописи и заменяют клей, гуммиарабик и другие водные связующие. Она не плесневеет. Продается под техническим названием глютолин (целлюлозный клей). Высоковязкая метилцеллюлоза служит в качестве эмульгатора при производстве темпер и эмульсионных лаков. В соединении с органическими растворителями применяется для удаления старых лакокрасочных покрытий.

Этилцеллюлоза получается действием этилеяхлорида на целлюлозу, обработанную раствором щелочи. Она растворяется в органических растворителях, в воде не растворяется. В виде лаковой пленки этилцеллюлоза устойчива к действию щелочей и кислот, эластична и светоустойчива. Все ее сорта, несколько отличающиеся друг от друга в зависимости от степени этилирования, растворяются в смеси, состоящей из 80 частей толуола и 20 частей этилового спирта. Дает весьма прочные и эластичные лаковые покрытия.

Бензилцеллюлоза образуется при действии бензилхлорида на целлюлозу, обработанную раствором щелочи. Хотя ее лаковая пленка блестит и является водостойкой, однако с течением времени она желтеет, поэтому не применима для живописи.

Кроме целлулоида, целона и целита из целлюлозы получают также вискозу, вулканфибр и пергаментную бумагу.

Растворимость производных целлюлозы

(Р — растворяется. Н. р. — не растворяется. Жел. — желатинируется)

Под действием концентрированной натриевой щелочи сульфитная целлюлоза переходит в щелочную целлюлозу, которая в присутствии сероуглерода переходит в ксантогенат целлюлозы желтое твердое вещество. В свою очередь, ксантогенат целлюлозы, растворенный в растворе соды, образует коричневатую липкую жидкость — вискозу, из которой (продавдиванием через фильтры в подкисленную ванну) получают волокна регенерированной целлюлозы — вискозный шелк или (продавливанием через узкую щель) прозрачную пленку— целлофан. Вискоза, полученная в кислой ванне, не растворяется в органических растворителях. Ее применяют для проклеивания бумаги и пропитки тканей. Живописный холст можно вместо проклеивания пропитать вискозой, стабилизованной в подкисленной ванне, благодаря чему понижается чувствительность холста к колебаниям атмосферной влажности.

Вулканфибр получают действием хлористого цинка на целлюлозную бумагу или картон. Вальцеванием с нагревом и длительной промывкой водой получают твердые, резиноподобные пластины, устойчивые к воздействию воды и кислот.

Пергаментная бумага изготовляется действием серной кислоты на непроклеенную целлюлозную бумагу, которую пропитывают глицерином после предварительной промывки.

* G. L. Stout. R.J. Gettens. Transport des fresques orientales, 1932, Mouseion, I—II.

** Полихлорвиниловые. (Ред.)

*** Пленка более упруга, а раствор более клейкий.

**** Автор это объясняет: «Линейное расположение цепочки молекулярной структуры полиакриловых смол изменяется в результате действия света в пространственно разветвленные цепочки высших полимеров». (Ред.)

***** Алкил-феноло-формальдегидные смолы в начальной стадии поликонденсации. (Ред.).

Синтетические смолы были изобретены в первой половине прошлого века. Данное событие можно считать революционным, так как этот продукт заменил природные смолы и нашел самое широкое применение в различных отраслях строительства, машиностроения, а также в производстве лаков и красок, синтетических материалов и даже медицине.

Немного теории

Синтетические смолы - это высокомолекулярные соединения, которые получают в результате реакций поликонденсации или полимеризации.

Полимеризацией называют процесс соединения определенного количества элементарных мономеров в сложную молекулу без побочных продуктов.

Поликонденсация - процесс преобразования простых молекул в сложную молекулу органического вещества путем возникновения углеродных связей с другими атомами.

В строительстве применяют поликонденсационные и полимеризационные смолы.

Классификация синтетических смол

Синтетические смолы подразделяются на:

• термоактивные
• термопластичные

Термоактивные синтетические смолы обладают пластичностью и плавкостью только в определенных температурных рамках, при превышении которых они переходят в нерастворимое и неплавкое состояние.

Термопластичные синтетические смолы **сохраняют постоянную пластичность и плавкость. В зависимости от способа изготовления смолы, ее назначения и исходного сырья они бывают в виде порошков, блоков, эмульсий, гранул и листов.

Применение синтетических смол

Синтетические смолы нашли настолько широкое применение практически во всех сферах промышленности и строительства, что проще перечислить области, где они не применяются. Тем не менее, попробуем разобраться в этом многообразии.

Синтетические смолы широко используются в производстве компаундов (изоляционная пропитка), клеев, лаков и красок, фрикционных и абразивных материалов.

Благодаря способности синтетических смол к полимеризации, они играют серьезную роль в изготовлении пластика, искусственного камня и окон ПВХ.

Смолы в отверждённом состоянии отличаются высокой адгезией к бетону, металлу, стеклу и прочим материалам.

Синтетические смолы характеризуются повышенной механической и химической прочностью, устойчивостью к влиянию влаги и температур.

Лакокрасочные материалы, изготовленные на основе синтетических смол, имеют высокую устойчивость к истиранию, высыхают в течение нескольких часов после нанесения, образуют водостойкие и твердые покрытия.

Искусственные камни, производимые на основе синтетических смол, широко используют при изготовлении подоконников, раковин, столешниц, мебели и пр. Эти материалы выгодно отличаются от других тем, что они практически не подвержены механическим воздействиям, влиянию химических препаратов и влаги, температурным колебаниям. Изделия из искусственного камня не теряют своей внешней привлекательности и целостности. Искусственный камень визуально практически не отличается от природного камня.

Отдельное внимание следует уделить полимерным монолитным покрытиям полов на основе синтетических смол. Высокая устойчивость к износу, температурным колебаниям, химическим агрессиям, сопротивление скольжению, устойчивость к, долговечность, простота ухода и уборки, минимальные затраты на ремонт и обслуживание, гигиеничность, сохранение внешней привлекательности на протяжении всего срока эксплуатации - это далеко не полный список достоинств таких полов. Монолитные полимерные покрытия оптимально подходят как для мест общественного пользования, так и для жилых помещений.

Клеи на основе синтетических смол дают соединения высочайшей прочности, обладают стопроцентной водостойкостью. Оклеенные поверхности не подвержены воздействию грибков и плесени. В зависимости от вида смол, используемых при производстве клея, они пригодны для склеивания любых поверхностей, от дерева до металла.

Применение обязательно!

Искусственные смолы были придуманы в начале прошедшего века. Это событие возможно считать революционным, потому что данный продукт сменил естественные смолы и отыскал самое обширное использование в всевозможных секторах экономики возведения, машиностроения, и еще в производстве лаков и красок, искусственных которые были использованы причем даже медицине. Немножко доктрины Искусственные смолы – данное высокомолекулярные соединения, которые получают в следствии реакций поликонденсации или же полимеризации. Полимеризацией именуют процесс соединения особого численности простых мономеров в трудоемкую молекулу в отсутствии второстепенных товаров. Поликонденсация – процесс переустройства несложных молекул в трудную молекулу органического препараты методом происхождения углеродных взаимосвязей с иными атомами. В строительстве используют поликонденсационные и полимеризационные смолы. Классификация искусственных смол Искусственные смолы разделяются на: термоактивные термопластичные

Термоактивные искусственные смолы владеют пластичностью и плавкостью исключительно в явных температурных рамках, при превышении которых они переходят в нерастворимое и неплавкое состояние. Термопластичные искусственные смолы берегут многократную пластичность и плавкость. Исходя из приема производства смолы, ее назначения и начального сырья они посещают повторяющий вид порошков, блоков, эмульсий, гранул и листов. Использование искусственных смол Искусственные смолы сыскали так обширное использование почти что во всех сферах индустрии и строительных работ, собственно легче перечислить области, где они не используются. И все же, попробуем разобраться в данном разнообразии. Искусственные смолы обширно применяются в производстве компаундов (изоляционная пропитка), клеев, лаков и красок, фрикционных и абразивных которые были использованы. Благодаря возможности искусственных смол к полимеризации, они играют солидную роль в производстве пластмассы, синтетического камня и окошек ПВХ. Смолы в отверждённом состоянии выделяются высочайшей адгезией к бетону, сплаву, стеклу и прочим материалам. Искусственные смолы характеризуются увеличенной механической и хим стабильностью, стабильностью к воздействию воды и температур. Лакокрасочные материалы, сделанные на базе искусственных смол, имеют высшую стабильность к стиранию, подсыхают на протяжении нескольких часов после нанесения, образуют водостойкие и твердые покрытия.

Синтетические камешки, выполняемые на базе искусственных смол, обширно применяют при производстве подоконников, раковин, столешниц, мебели и так далее Данные материалы выигрышно выделяются от иных тем, собственно они почти что не подвержены механическим действиям, воздействию хим веществ и воды, температурным шатаниям. Продукта из искусственного происхождения камня не утрачивают собственной наружней привлекательности и целостности. Искусственно сделанный камень визуально почти что не различается от естественного камня. Отдельное внимание идет уделить полимерным цельным покрытиям полов на базе искусственных смол. Высочайшая стабильность к износу, температурным потрясениям, хим злостям, противодействие скольжению, стабильность к, прочность, простота ухода и уборки, малые расходы на ремонт и сервис, гигиеничность, сбережение наружней привлекательности в протяжении всего срока службы – данное далеко не полный перечень плюсов этих полов. Монолитные полимерные покрытия оптимально подходят как для мест социального потребления, но и для жилых помещений. Клеи на базе искусственных смол предоставляют соединения высокой крепости, владеют стопроцентной водостойкостью. Оклеенные плоскости не подвержены действию грибков и плесени. Исходя из вида смол, применяемых при производстве клея, они подходящи для слипания всех плоскостей, от дерева до сплава.