"Растворим в циклогексаноне, тетрагидрофуране (THF), диметилформамиде (DMF), дихлорэтане, в ограниченной степени в бензоле, ацетоне. Нерастворим в воде, спиртах, углеводородах (включая бензин и парафин). Устойчив к кислотам, щелочам, растворам солей, жирам, спиртам, обладает хорошими диэлектрическими свойствами".
О простых вещах трудно говорить. Письмо от химика к 3D-принтеру. Пластиковые растворители и защита от них
Один из наиболее часто задаваемых вопросов в моей консультационной практике связан с растворением/склеиванием пластмасс всевозможными органическими растворителями. В последнее время возрос интерес к химии высокомолекулярных соединений в связи с появлением недорогих 3D-принтеров и необходимостью ориентироваться в их "чернилах" (т.е. полимерных нитях). В очередной раз я подтверждаю свою уверенность в том, что даже самый продвинутый "музей науки" со зрелищной демонстрацией не сможет заинтересовать компьютерщика пластиком так же сильно, как его собственный 3D-принтер. Итак, читатели, если вы когда-либо задавались вопросом, как склеить пластик, который не был склеен стандартным суперклеем, если у вас были сомнения по поводу растворения опор свежеотпечатанной детали, или если вам просто интересно, как избавиться от клея с магазинной подарочной бирки – пишите. Я также настоятельно рекомендую добавить эту страницу в закладки не только тем, кто занимается склеиванием пластика, но и всем, кто часто работает с различными растворителями/растворителями. Сделано для себя – подарок для Губера!
Как я уже несколько раз писал в комментариях к своим статьям, в последнее время мне периодически приходит в голову мысль сделать для себя "демонстрационный" стенд с образцами пластика. Просто потому, что почти каждый второй вопрос по химии включает в себя вопрос "какой пластик". Это говорит о том, что возможности 3D-печати привлекли такое внимание общественности к пластику, полимерам и т.д., какое не смогли бы сделать сотни онлайн-популяризаторов науки. И в целом, глядя на эти тенденции, можно смело сказать, что будущее не столько за металлами, сколько за композитами и новыми видами полимеров. Поэтому, кто сегодня задумывается о выборе химической специальности – стоит рассмотреть этот вариант. Поэтому в очередной раз и ваш покорный слуга решил внести свою скромную лепту и рассказать вам о том, с чем мне постоянно приходится иметь дело. Сегодня мы прочитаем о растворителях для пластмасс и особенностях работы с ними. Сначала краткое теоретическое введение.
"Материнство – часть с материнством. "
Рассказать в двух словах о растворении полимеров не получится при всем желании, потому что тема обширна и неоднозначна (можно даже сказать "потянет на университетский курс", приветствую Вас, Леонид Петрович Круль, я Вам обязан за 8-ю степень по CPA). Хороший (читай учебный) обзор для тех, кто имеет достаточно высокий уровень технических знаний (химиков и инженеров), можно прочитать здесь. Процесс растворения будет рассмотрен ниже, а пока несколько слов о выборе растворителя (т.е. почему что-то растворяет пластик, а что-то нет).
В общем случае выбор подходящего растворителя осуществляется двумя способами:
1. используя параметры растворимости Хильдебранда. Этот расчет применяется, если полимер (p) и растворитель (s) имеют одинаковый параметр полярной и водородной связи, тогда действует следующее простое правило
|δs – δ p | ≤ 3,6 МПа 1/2
В качестве примера я приведу параметры Хильдебранда для некоторых полимеров:
Те, кто хочет проверить себя, могут рассчитать растворимость на досуге :). Вы можете и должны проверить константы, приведенные в этой книге. Обратите внимание, что параметры Хильдебранда полезны только для неполярных и слабополярных смесей при отсутствии водородных связей (дипольного момента).
Внимание: Для тех, кто традиционно "знал, но забыл", напоминаю, что согласно стандартам ИЮПАК (см. статью о Периодической таблице), растворители качественно группируются на неполярные, полярные апротонные и полярные протонные, часто используя для группировки их диэлектрическую проницаемость. Наиболее распространенным протонным растворителем является растворитель, в котором атом водорода связан с кислородом (как в гидроксильной группе), азотом (как в аминной группе) или фтором (как во фтористом водороде). В общем, любой растворитель, содержащий подвижный H+, называется протонным растворителем. Молекулы в таких растворителях могут легко отдавать протоны (H+ ) другим реагентам. Апротонные растворители, с другой стороны, не могут отдавать протоны, поскольку не содержат H+. Они обычно имеют высокую диэлектрическую проницаемость и высокую полярность. На рисунке ниже показаны примеры распространенных растворителей, разделенных на классы.
Производство
В промышленности ацетон производится следующим образом. Бензол реагирует с пропеном при кислотном катализе (фосфорная кислота), в результате чего образуется соединение кумен.
С химической точки зрения, это форма электрофильного замещения. Один атом водорода в бензольном кольце замещается карбеновым ионом. Карбеновый ион образуется при присоединении протона к двойной связи пропена. Этот процесс, "присоединение карбенового иона к бензольному кольцу", известен как алкилирование по Фриделю-Крафтсу.
Полученный кумен затем вступает в реакцию с кислородом воздуха с образованием гидропероксида кумена.
Гидропероксид кумена затем расщепляется кислотным катализом до фенол и ацетона – двух видов сырья, которые очень востребованы в промышленности для дальнейшего химического синтеза:
Другим методом получения ацетона является нагревание ацетата кальция, при котором он разлагается на ацетон и оксид кальция.
Применение
Промышленное применение
Ацетон является ценным растворителем в акриловых/нитроцеллюлозных лаках. Он является предпочтительным растворителем при нанесении пленочных покрытий с использованием сополимеров винилиденхлорида и акрилонитрила.
Ацетон используется как разбавитель полиэфирных смол и как растворитель для очистки.
Ацетон входит в состав смесей растворителей в промышленных уретановых клеях, нитрильный каучук и неопрена. Ацетон является основным растворителем в клеях на основе смол и клеях из хлорированного каучукаОн является основным растворителем для клеев на основе смол, чувствительных к давлению. Ацетон можно использовать для извлечения жиров, масел, восков и смол из натуральных продуктов, для депарафинизации смазочных масел и для извлечения некоторых эфирных масел.
Вероятно, самым важным применением ацетона является производство ПММА (полиметиленметакрилата). Для производства акрила и акрилового стекла, также часто называемого "оргстеклом", требуется большое количество ацетона.
В некоторых странах ацетон добавляют в небольших пропорциях (от 1:2000 до 1:5000) в бензин или дизельное топливо, чтобы оно лучше горело.
Ацетон вместе с перекисью водорода является ключевым химическим веществом для производства взрывоопасного пероксида ацетона.
Фармацевтическое применение
Ацетон используется в качестве растворителя или сорастворителя в препаратах местного действия и в качестве вспомогательного вещества для влажной грануляции. Он также используется при производстве таблеток с чувствительными к воде активными ингредиентами или для растворения плохо растворимых в воде связующих веществ при влажной грануляции. Его использовали при изготовлении микросфер для усиления высвобождения лекарственных веществ. Благодаря низкой температуре кипения, используется для экстракции термолабильных веществ из неочищенных лекарств.
Самодельный жидкий пластик для антикоррозийных покрытий
При ремонте своего автомобиля я столкнулся с необходимостью защитить части кузова от ржавчины, а доступные мне материалы были либо дорогими, либо недостаточно эффективными. После нескольких дней исследований возник вопрос, что мешает мне сделать собственную смесь для антикоррозийного покрытия. В общем, такие материалы представляют собой жидкие пластики, другими словами, полимеры, растворенные в органических растворителях.
В принципе, в этом нет ничего сложного. Первый шаг – выбрать пластик и растворитель для него, второй – измельчить сырье и добавить реагент. Что вышло из этой идеи: читайте в обзоре.
Используемые материалы и инструменты
- Две банки для теста с плотно закрывающимися крышками.
- Для больших объемов в качестве емкости можно использовать (ПЭТ) бутылку из-под уксуса или растворителя.
- Кусочки различных видов пластика: в нашем случае черный – это корпус зарядного устройства, прозрачный – оргстекло, серый – от какого-нибудь электронного устройства.
- Три вида растворителей: "646", ацетон и ксилол (для автомобильных красок).
Разломайте черный пластик руками или плоскогубцами, чем меньше фрагменты, тем лучше. Лучше всего использовать рашпиль, чтобы превратить его в порошок (хлопья).
Проводим ту же операцию с оргстеклом и помещаем кусочки в контейнер для анализа.
Дробленое оргстекло заливаем растворителем "646", а пластик – ксилолом.
Жидкости заливаем столько, чтобы она полностью покрывала полимерный материал с небольшим припуском. Оргстекло неплохо, для замедления его полимеризации можно добавить немного ксилола.
vad5050
С нами с 16/05/2014 Сообщения 1,872 Репутация 629 Возраст 87 Место жительства Нью-Йорк
А чего боится пвх ткань?
Растворима в циклогексаноне, тетрагидрофуране (THF), диметилформамиде (DMFA), дихлорэтане.
Я не уверен, что это такое.
Я думал, что будут практические ответы, например: однажды я уронил каплю этого на лодку.
Я не думаю, что у кого-то есть это дома.
Так что вы, должно быть, опасаетесь прорыва.
Самое главное, что он не боится воды, бензина или масла.
Ответ: IvanGG
Andrew_Sonar
С нами с 06/06/2013 Сообщения 4,888 Репутация 4,303 Возраст 43 Место жительства СПб
А чего боится ПВХ ткань?
Растворима в циклогексаноне, тетрагидрофуране (THF), диметилформамиде (DMF), дихлорэтане.
Я не уверен, что это такое.
Я думал, что будут практические ответы, например: я капнул каплю этого на лодку и…
Для обычного пользователя лодки контакт с большинством этих веществ практически нулевой. Но в случае с ацетоном это так, потому что ацетон является одним из основных ингредиентов клея для ПВХ.
Ацетон растворяет ПВХ, но довольно медленно. ПВХ разбухает и постепенно превращается в кашицу при контакте с ацетоном, но длительное воздействие ацетона на ткань практически невозможно из-за его летучести.
Конечно, лучше не использовать краски, содержащие ацетон.