Органические растворители: свойства и применение

Растворители органического происхождения широко востребованы в химической промышленности, а также в сферах строительства, ремонта, производства ЛКМ, автомобилестроения, полиграфии и др. Их применяют для расщепления жиров, приготовления клеевых составов и пропиток, удаления загрязнений и наслоений. В статье речь пойдет о разнообразии и правильном использовании органических растворителей.

Содержание:

1. Органические растворители
2. Использование органических растворителей
3. Растворитель или разбавитель
4. Виды органических растворителей
5. Обзор популярных органических растворителей
   • Группа углеводородов
   • Группа кетонов
   • Группа простых и сложных эфиров
   • Группа спиртов
6. Правила работы с органическими растворителями
7. Безопасность и здоровье
8. Уничтожение отходов

Органические растворители

Особенностью веществ является их органическая природа и способность растворять соединения различных типов. По способу их получения выделяют такие основные группы, как:

• углеводороды;
• кетоны;
• простые и сложные эфиры;
• спирты;
• галогенсодержащие растворители.

Плотности органических растворителей зависит от температуры.

Растворитель органических веществ фото

Использование органических растворителей

• Растворяющие жидкости и их гомологи широко применяются во многих промышленных сферах. Также они востребованы при восстановительных и реставрационных работах художественных ценностей. Их используют для приготовления пропиток, лаков и очищения предметов из любых материалов.
• На автомобильных предприятиях и в ремонтных цехах в основном в ход идет бензин, ксилол, хлорированные углеводороды, уайт-спирит и керосин. С их помощью осуществляется промывка, отмочка, мойка и обезжиривание машинных деталей.

Производство лакокрасочных материалов невозможно представить без органических растворителей, которые по большей части являются основой для изготовления ряда продукции.

В быту растворители необходимы в следующих случаях:

• для разбавления высококонцентрированных ЛКМ до необходимой консистенции, вязкости;
• для удаления с одежды или поверхностей пятен от красящих материалов;
• для чистки рабочего инструмента, который использовался в малярных работах (кисть, краскопульт, валик и т.д.).

Эффективное очищение наслоений или загрязнений зависит от грамотного подбора подходящего растворителя. Наиболее распространенные примеры по удалению наплывов разного характера указаны в таблице ниже.

Растворитель или разбавитель

• Многие люди используют эти слова в качестве синонимов. Однако химический состав органических растворителей обладает совершенно разными физико-техническими характеристиками. Добавление разбавителя в концентрированные материалы не предполагает протекания каких-либо реакций.
• Растворитель, в свою очередь, наоборот, воздействует на вещество, проникая в его структуру, растворяет пленкообразующие компоненты. Таким образом, краски, лаки эмали приобретают оптимальную текучесть (вязкость) для окрашивания.

Используемые растворители должны отвечать 2-м основным требованиям:

• способность преобразовывать пленкообразующие вещества в жидкое состояние;
• при испарении обеспечивать оптимальную структуру покрытия, без потери первоначальных свойств и без образования дефектов на окрашиваемой поверхности.

Виды органических растворителей

Органические растворители являются чаще жидкими веществами с характерным острым запахом. Классификация проводится по химическому строению, физическим свойствам и другим параметрам, определяющим их способность взаимодействия с различными веществами.

По составу:

• однородные составы - это бутиловый спирт, ацетон, сольвент, бензин, изопропанол;
• многокомпонентные (комбинированные) вещества – Р646, 649, Р-4 и др.

По скорости испарения:

• вещества с низкой летучестью (скипидар) применяются для эмалей и лаков;
• растворители со средней летучестью (керосин) используются в качестве разбавителей масляных красок;
• высоко летучие органические растворители (бензин, уайт-спирит) подойдут практически для всех видов лакокрасочной продукции.

Следует помнить, что чем больше степень летучести, тем выше их взрывоопасность и воспламеняемость.

По точке кипения:

• низкокипящие – до 100 градусов;
• среднекипящие – до 150 градусов;
• высококипящие – свыше 150 градусов.

По работе с органическими растворителями

В зависимости от типа растворителя, а именно его густоты, нанесение может осуществляться следующими способами:

• кистевой метод;

• окунание;
• струйный облив;
• выдержка в парах вещества;
• пневматическое, безвоздушное или электростатическое распыление;
• электроосаждение.

Обзор популярных органических растворителей

Растворители органического происхождения получили активное распространение на территории постсоветского пространства за счет высокой устойчивости к суровым климатическим условиям.

Группа углеводородов

Бензин «Галоша», Нефрас

• Данные вещества получают в ходе перегонки малосернистой нефти. Они представляют собой прозрачную жидкость (допускается желтоватый оттенок) со сладковатым запахом. Главным отличием представленных продуктов является ярко выраженные свойства по растворению красок и эмалей.
• Их используется для разбавления ЛКМ, подготовки и очистки поверхностей. Эти сильные растворители востребованы в ювелирном деле, где требуется высокий результат при минимальных дозировках.

Скипидар

• Бесцветная и легковоспламеняющаяся жидкость – результат перегонки сосновой древесины или разгонки смолы хвойных пород (живичный скипидар). Температура ее воспламенения составляет 34 градуса.
• Резко пахнущий растворитель применяют для разжижения масляных и алкидных красок, лаков, а также для очистки инструментов. Он прекрасно подходит для обезжиривания поверхностей перед их покраской или склеивания.

Уайт-спирит

• Жидкое прозрачное вещество с острым специфическим запахом получается в результате смешивания алифатических и ароматических углеводородов. Субстанция характеризуется большой эффективностью по обезжириванию поверхностей и удалению масляных загрязнений.
• Кроме этого, он используется в качестве разбавителя алкидных эмалей, лаков, мастик на основе битума или каучука. Композит растворит жиры, нефтяные фракции, органические соединения кислорода, азота и др.

Ксилол

• Этот ароматический углеводород представляет собой бесцветную жидкость без посторонних примесей. Приятный запах не должен ввести в заблуждение, большая концентрация паров однозначно нанесет вред здоровью.
• Он легко справляется с такими функциональными задачами, как: растворение красок на основе эпоксидных смол, полимерных лаков, полиуретановых мастик. Низкая степень испарения обеспечивает более гладкую и блестящую поверхность.

Группа кетонов

Ацетон

• Бесцветная летучая жидкость с резким запахом легко воспламеняется. Ее получают в процессе синтеза фенола. Выгодно отличается хорошим смешиванием и с водой, и другими подобными растворителями.
• Он широко применяется для растворения нитроэмалей и нитролаков, а также некоторых солей: иодида калия, хлорида кальция. Способен расщепить жиры на резиновых поверхностях, удалить жирные и восковые загрязнения.

Метилизобутилкетон

• Данный растворитель не имеет цвета, обладает резким сладковатым запахом. Он является результатом конденсации ацетона с дальнейшей дегидратацией и гидрированием окиси мезитила.
• Его активно используют в качестве важного компонента при производстве красок на основе эпоксидных смол. Он прекрасно растворяет канифоль, каучук, сополимер винилхлорида, многие природные и синтетические смолы.

Циклогексанон

• Чуть вязкая бесцветная жидкость имеет очень резкий запах с мятным оттенком. Легко воспламеняющееся вещество схоже по свойствам с ацетоном. Его получают путем окисления циклогексана в присутствии нафтената.
• Незаменим при растворении нитратов, природных смол, масел, ацетатов целлюлозы, поливинилхлоридов. Вместе с этилацетатом подходит для разбавления большинства видов красок. Он является составной частью пятновыводителей.

Группа простых и сложных эфиров

Диоксан 1,4

• Это простой эфир, получаемый синтетическим путем. Он представляет собой бесцветную жидкость с сильным запахом. Легко растворяется в воде, спирте и смешивается с эфирами.
• Особо востребован при производстве нитро и ацетилцеллюлозных лаков. Применяется как растворитель для красок. Свободно расщепляет жиры, масла, воски и др. Подходит в качестве стабилизатора для хлорсодержащих растворителей.

Этилацетат

• Сложный эфир, не имеющий цвета, обладает приятным запахом (при небольших концентрациях). Получение осуществляется в результате переработки синтетической уксусной кислоты. Горючая жидкость характеризуется высокой растворимой способностью и летучестью.

• Его используют для очищения и обезжиривания поверхностей, а также растворения пленок, эфиров целлюлозы, пигментов, масляных красок, полиэфирных лаков, эмалей, смазочных масел.

Метилацетат

• Бесцветный этиловый эфир уксусной кислоты используется для растворения эфиров целлюлозы, большинства видов смол, жиров, лакокрасочной продукции. Может выступать в соединении с другими растворителями.
• По своим растворяющим способностям схож с ацетоном и вполне может использоваться как его заменитель. Однако метилацетат отличается высокой токсичностью, несмотря на приятный запах.

Группа спиртов

Этанол

• Легкоподвижную жидкость с характерным запахом получают путем анаэробного брожения углеводородов растительного происхождения. Легко воспламеняется при контакте с огнем.
• Технический спирт применяют при производстве лакокрасочной продукции. Широко используются для дезинфекции, а также обезжиривания поверхностей перед дальнейшим их окрашиванием или склеиванием.

Метанол

• Бесцветный одноатомный спирт отличается повышенной воспламеняемостью и характерным запахом. Его получение производится синтетическим способом. Легко смешивается с водой и большинством органических растворителей (этанолом, ацетоном, бензолом).
• Он нашел широкое применение при изготовлении ЛКМ. Из-за высокой токсичности запрещено использование метанола в ряде потребительских товарах.

Бутанол

• Слегка вязкая жидкость не имеет цвета, но обладает характерным сивушным запахом. Ее получение основывается на процессе оксосинтеза из ацетальдегида. Является важным компонентом при производстве ЛКМ, пластификаторов и смол.
• Химические свойства органических растворителей позволяют растворять олифы, лаки, краски, каучуки, природные и синтетические смолы. Применим для удаления наслоений и загрязнений различного происхождения.

Правила работы с органическими растворителями

Большая часть растворителей органического происхождения негативно влияют на здоровье человека. Тяжесть воздействия определяется их видом. Чтобы исключить отравление или хотя бы снизить токсичное действие необходимо при работе с ними соблюдать правила безопасности.

• Использование индивидуальных средств защиты, то есть не пренебрегать очками, перчатками, респираторными масками.

• При попадании на кожу вещество немедленно вытереть сухой чистой тканью и промыть под проточной водой.
• Помещение, выделенное под работы, должно быть оснащено вентиляционной системой. В крайнем случае, открываются окна, входные двери.
• Важно следить за температурой в рабочем боксе, некоторые растворители взрывоопасны. В связи с этим запрещается их использование в непосредственной близости от горячих (раскаленных) предметов.
• Тара с органическими растворителями транспортируется и хранится в прохладных помещениях строго в вертикальном положении (горлышком вверх).

Безопасность и здоровье

Способность растворяться в жирах и летучесть органических растворителей обуславливает их токсичное воздействие на здоровье человека. Обычно негативное воздействие происходит через дыхательные пути и кожу.

• Отравление проявляется в следующих симптомах: раздражение кожных покровов, слизистой оболочки дыхательных органов, пищеварительной системы. При острой токсичности может появиться шум в ушах, тошнота, возбуждение, онемение подушечек пальцев, потливость, аритмичное сердцебиение.
• В производственных условиях, где, как правило, происходит длительной контакт с веществами небольшой концентрации, у работников развивается хроническое отравление. Оно сопровождается плохим аппетитом, усталостью, сонливостью, потерей веса.

Специфическое действие органических растворителей может проявиться в любых признаках, а также их сочетаниях. 

• Углеводороды ароматического ряда вызывают раздражение центрально-нервной системы, изменение картины крови. На коже может появиться покраснение, сопровождающееся зудом.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров бензола должна составлять не более 5 мг/м.куб., для толуола и ксилола – 50 мг/м.куб.

• Углеводороды жирного ряда. Сюда входят такие популярные растворители, как бензин, петролейный эфир и уайт-спирит. При хроническом отравлении наблюдается психическая нестабильность, дрожание век и вытянутых рук. Наличие хлора в углеводородах жирного ряда (хлорзамещенные вещества) придает специфическое воздействие на внутренние органы, развивает анемию, расстраивает сердечную деятельность.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров для смеси алифатических и ароматических углеводородов должна составлять не более 100 мг/м.куб., для четыреххлористого углерода – до 2 мг/м.куб., дихлорэтана – 10 мг/м. куб.

• Спирты поступают в организм через дыхательные пути или кожу. Углеродные атомы медленно накапливаются в организме и еще медленнее выводятся. Среди распространенных признаков отравления можно отметить: головные боли, атрофию зрительного нерва, а также хронические заболевания почек, сердца.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе метанола не должна превышать 5 мг/м.куб., для пропилового и бутилового спирта – 10 мг/м.куб.

• Сложные эфиры оказывают сильное воздействие на здоровье человека. При длительном вдыхании появляется головная боль, повышенное сердцебиение, снижение зрения, раздражение слизистых оболочек глаз.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров сложных эфиров должна составлять не более 100 мг/м.куб.

• Кетоны. Популярным растворителем данной группы выступает ацетон. Его большая концентрация приводит к острому отравлению, симптомами которого является анемия, раздражение слизистых оболочек, головокружение, слезотечение.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров кетонов должна составлять не более 200 мг/м.куб.

• Сероуглерод это высокотоксичное вещество. При тяжелых отравлениях замечено нарушение психики, расстройство желудочно-кишечного тракта, ослабление памяти, дрожание рук, потеря зрения.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров сероуглерода должна составлять до 1 мг/м.куб.

• Нитро- и аминопроизводные и их гомологи представляют расширенную группу растворителей. Хроническая картина отравления выражается в виде головной боли, апатии, синюшного цвета кожи, нарушения работы печени и центральной нервной системы.

Для рабочих помещений концентрация в воздухе паров аналина должна составлять не более 0,1 мг/м.куб, соединения бензола и толуола – до 1 мг/м.куб.

Уничтожение отходов

• Проблема с утилизацией актуальна в промышленной деятельности. Некоторые предприятия обращаются за помощью в специализированные компании. Уничтожение должно быть безотходным и безвредным как для человека, так и окружающей среды.
• Химические соединения и их смеси токсичны, активны, а многие из них пожаро- и взрывоопасны. Испарения, производимые этими летучими веществами, наносят непоправимый вред людям и природе. Поэтому к процессу необходимо подходить с соблюдением правил безопасности, включая использование средств личной защиты.