Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат.

Тема: Возобновляемые виды промышленного химического сырья.

Содержание

Введение

1. Краткая информация о живице

2. Образование, добыча и применение сосновой живицы

3. Отраслевой стандарт сосновой живицы

4. Использование различных смол в производстве отделочных (лакокрасочных) материалов

5. Талловый пек

6. Развитие рынка химических волокон технического назначения

7. Лом черных металлов

Заключение

Приложение

Список литературы

Введение

Минеральные ресурсы постепенно истощаются, и человечество скоро будет вынуждено вновь обратиться к использованию возобновляемых ресурсов: растений, животных, микроорганизмов. Поэтому не стоит забывать, как именно человек применял растительные продукты: со временем история может превратиться в воспоминание о будущем. Вещества, о которых пойдёт речь в статье, в недалёком прошлом играли важную роль в жизни человека, но сейчас, благодаря успехам современной химии и технологии, утратили былое значение. Но не стоит забывать об этих ценных дарах природы.

Существует много видов возобновляемого сырья.

Развитие лесного комплекса предполагает рациональное использование продуктов леса и лесопереработки. Один из продуктов жизнедеятельности леса - сосновая живица является основой канифольно-скипидарного производства и производства ряда химических продуктов. Учитывая трудоемкость сбора, сложный состав и характерные свойства живицы, ее целесообразно рассматривать как цельный сырьевой компонент, не имеющий синтетических аналогов и пригодный для самостоятельного применения. Комплексный анализ проблемы использования живицы должен учитывать масштаб и трудоёмкость сбора сырья, свойства и экономические показатели получаемой продукции и конкурентоспособность с другими продуктами, в частности нефтехимическими.

Мы рассмотрим основные направления добычи, применения и переработки природной смолы - сосновой живицы. Также мы изучим ее свойства, распространение и отраслевой стандарт.

Также мы узнаем и о других видах возобновляемого сырья, таких как талловый пек и лом черных металлов. А также синтетических смолах, их использовании в производстве лакокрасочных материалов и развитии рынка химических волокон технического назначения.

1. Краткая информация о живице

· Семейство: Скипидар, терпентинное масло, живичный скипидар.

Описание: Живица или скипидар - общее название природных экссудатов, являющихся физиологическим продуктом хвойных деревьев. Живицей называют как смесь масла и смолы, так и ректифицированное ароматическое масло. Живица, терпентин, смолистое вещество, выделяющееся при ранении хвойных деревьев; содержится в смоляных ходах, пронизывающих древесину сосны, кедра, ели, лиственницы. Застывшая на поверхности ствола Живица предохраняет древесину от проникновения короедов, грибов и др., «заживляет» рану (отсюда название).

· Добыча: Для добычи живицы на стволах растущих деревьев делают ряд неглубоких надрезов (т. н. подсочка). Выход Живицы в основном зависит от породы или вида дерева и климатических условий. В СССР наиболее пригодна для подсочки сосна обыкновенная (Pinus silvestris); одно дерево даёт от 0,9 до 2,0 кг Живица в год. Сосновая Живица -- вязкая прозрачная жидкость с приятным хвойным запахом; состоит из летучей части -- скипидара и нелетучих смоляных кислот (канифоли), в качестве примеси содержит поду. Вследствие испарения скипидара и кристаллизации смоляных кислот Живица на воздухе густеет, становится мутной, напоминающей засахаренный мёд. На заводы поступает живица, содержащая около 75% канифоли, 18% скипидара и 6% воды. Переработка Живица заключается в её очистке, отгонке (с паром) скипидара и одновременном сплавлении твёрдых смоляных кислот.

· Распространение: По всему миру. Больше всего производится в США, Мексике, Франции, Португалии, Испании, Греции, Скандинавии, Новой Зеландии, Тасмании, Индии, Китае, России.

· Традиционное использование: Известна со времен Галена и Гиппократа. Широко применялась для лечения легочных заболеваний, мочеполовых инфекций, нарушений пищеварения, ревматизма, кожных заболеваний. В Китае живицу на протяжении многих веков использовали (наружно и внутрь) при бронхите, ревматизме, зубной боли, ожогах, язвах и дерматите. Скипидарный спирт в четыре раза активнее, чем сырая живица. .

· Действие: Обезболивающее, противомикробное, антиоксидантное, антисептическое, противоспазматическое, рассасывающее, бактерицидное, мочегонное, отхаркивающее, противоревматическое, заживляющее, желудочное, тонизирующее.

· Экстракция: Ароматическое масло получают методом дистилляции с паром из сырого экссудата с последующей ректификацией.

· Характеристика: Бесцветная текучая жидкость с теплым бальзамовым ароматом.

· Содержание: Альфапинен (около 50%), бетапинен (25-35%), карин (20-60%) (американское масло). В европейском масле альфапинен может составлять до 95% - в зависимости от сырья.

· Меры безопасности: Отравляет окружающую среду. Относительно нетоксичное и не вызывает раздражения. У некоторых людей может вызывать аллергические реакции.

· Ароматерапия: В домашних условиях можно осторожно применять при порезах, экземе, сыпи, педикулезе, чесотке, артрите, подагре, мышечных болях. Необходимо соблюдать умеренность.

Другое применение: Является компонентом многих мазей и лосьонов с обезболивающим действием, входит также в лекарственные препараты от кашля и простуды. Масло и спирт не используются в парфюмерии, однако смолистые производные применяются как фиксаторы в промышленных продуктах с сосновым запахом. Служит для смывания краски, как растворитель и инсектицид, используется в изготовлении лаков и красок. Исходное сырье для производства терпинеола.

2. Образование, добыча и применение сосновой живицы

Известно, что сосна заливает свои раны и трещины особой вязкой жидкостью -- живицей. Она препятствует проникновению бактерий, которые не прочь попользоваться питательными веществами дерева. Живица выделяется не только на соснах, но и на стволах и ветвях других хвойных пород: ели, лиственницы, пихты. Поначалу жидкая, живица со временем застывает, превращается в смолу, долгое время сохраняя полутвёрдую консистенцию. Это объясняется тем, что в застывшей живице остаётся небольшое количество эфирного масла.

Живица образуется в наружных слоях древесины, называемых заболонью. Вырабатывают её клетки эпителиального слоя, выстилающего смоляные ходы древесины. В разных странах живицу получают из различных видов сосны. Так, в Северной Америке используют болотную сосну, во Франции, Италии и Испании -- сосну приморскую, в Австралии -- сосну чёрную, в Индии -- сосну длиннохвойную. У нас в стране живицу получают из сосны обыкновенной, Pinus silvestris L. В небольших количествах её добывают также из различных видов пихты и из лиственницы. В эпоху парусного флота много живицы добывали из ели -- она шла на смоление канатов. За год одна сосна может дать несколько килограммов живицы. Больше всего её даёт крымская сосна -- около 15 килограммов.

Добывают живицу путём подсочки живых деревьев. За 4-5 лет до их рубки в нижней части ствола делают косые канавки-карры, по которым живица стекает в чашечки-приёмники, откуда её время от времени забирают. На гектар лесной плошади закладывают в среднем 400 карр, дающих 150-300 килограммов продукта в год. Количество и даже качество живицы зависит от предшествующей зимы и места произрастания дерева. Живица содержит 30-35% эфирного масла (скипидара) и до 65% смолы (канифоли). Давно минуло то время, когда живицу использовали главным образом для смоления корабельных канатов. Она, а точнее продукты её переработки, скипидар и канифоль, стали играть важную роль в промышленном производстве, и по мере возрастания индустриальной мощи страны стремительно росла добыча живицы.

В настоящее время её используют в 70 отраслях промышленности. А в начале 30-х годов канифоль дала возможность решить одну очень важную проблему. До этого во всём мире в качестве лаков, устойчивых к воздействию атмосферных условий, применяли в основном копаловые. Копалом или копалами называют смолы различного происхождения со сходными свойствами. Своей твёрдостью они напоминают янтарь, но непрозрачны и имеют тёмную окраску. Деревья, дающие копаловые смолы, произрастают в Африке, Южной Америке, на Зондских, Филиппинских и Молуккских островах. Ими покрывали кузова автомобилей, железнодорожных вагонов, их использовали в судостроении и других отраслях промышленности. Для изготовления стойких лаков приходилось импортировать большое количество копала -- ископаемой смолы, потребность в которой возрастала по мере промышленного развития страны. И вот в 1930 году учёные получили искусственный копал путём взаимодействия канифоли с фенолальдегидной смолой. Появление лака на синтетической смоле привело к резкому снижению потребности в природном копале.

Проблема копала -- это только одна из ряда важных проблем, решить которые удалось с помощью канифоли. Ещё одна возникла, когда началось производство „лампочек Ильича“. Для их изготовления требовался надёжный и дешёвый клей, пригодный для прочного соединения стеклянного баллона с металлическим цоколем. Было предложено множество составов, но все они оказались малопригодными. Хороший клей получили только после того, как в рецептуру ввели канифоль.

С расширением области применения канифоли потребность в этом продукте быстро возрастала. Нужда в ней особенно увеличилась с середины 40-х годов прошлого столетия. Окончилась Вторая мировая война, многие отрасли промышленности переключились на выпуск потребительских товаров которые выпускали в красивой бумажной или картонной упаковке. Изготовление упаковки стало важной отраслью производства. При его организации пришлось столкнуться с трудностями одна из которых заключалась в подборе подходящих клеящих материалов. Они должны были не бояться гнили и воды и, что очень важно для массового производства, мгновенно высыхать. Ни один из известных в то время клеев, ни крахмал, ни декстрин, ни клеи на альгиновой и пектиновой основе не удовлетворяли всем требованиям. Поиски подходящего клея заставили учёных, как и в предыдущем случае, вспомнить про канифоль. На её основе были получены принципиально новые клеи, не содержащие растворителя, -- клеи-расплавы.

Неудивительно, что производство канифоли росло быстрыми темпами. В 1972 году в СССР было произведено 127 950 т канифоли, а в 1974-м -- уже 163 414 т.

3. Отраслевой стандарт сосновой живицы

Технические условия

Дата введения 1994.02.01

1.Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сосновую живицу, получаемую при обычной подсочке, подсочке со стимуляторами выхода живицы, разрешенными к применению, и осмолоподсочке.

Живица сосновая -- продукт жизнедеятельности деревьев сосны, состоящий из смеси смоляных кислот и терпенов. Живица сосновая является сырьем для получения ряда лесохимических продуктов.

Стандарт пригоден для целей сертификации.

2. Нормативные ссылки

3 . В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и технические условия:

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия.

ГОСТ 450-77 Кальций хлористый технический. Технические условия.

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое.

ГОСТ 1571-82 Скипидар живичный. Технические условия.

ГОСТ 1594-69 Аппараты для количественного определения содержания. воды в нефтяных, пищевых и других продуктах. Технические условия.

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки.

ГОСТ 4234-77 Калий хлористый. Технические условия.

ГОСТ 4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления реактивов, индикаторов.

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия.

ГОСТ 8777-60 Бочки деревянные заливные и сухотарные. Технические условия.

ГОСТ 9078-64 Поддоны плоские. Общие технические условия.

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия.

ГОСТ 13950-84 Бочки стальные сварные и закатные с гофрами на корпусе. Технические условия.

ГОСТ I4I92-77 Маркировка грузов.

ГОСТ I49I9-83 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы. Общие технические условия.

ГОСТ 17299-78 Спирт этиловый технический. Технические условия.

ГОСТ 17811-78 Мешки полиэтиленовые для химической продукции. Технические условия.

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый технический. Технические условия.

ГОСТ 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка.

ГОСТ 20292-74 Приборы мерные лабораторные стеклянные. Бюретки, пипетки. Технические условия.

ГОСТ 24I04-88E Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия.

ГОСТ 24597-81 Пакета тарно-штучных грузов. Основные параметры и размеры.

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры.

Наименование показателя	Норма	Методы анализа
	Высший сорт	1 сорт	2 сорт	3 сорт
	ОКП 2455110120	ОКП 2455110130	ОКП 2455110140	ОКП 2455110150
1. Внешний вид	Вязкая, клейкая, малоподвижная масса белого, желтоватого или серо-коричневого цвета. Запах скипидарный	По п. 6.2
2. Массовая доля смолистых веществ, % не менее В том числе скипидара, %, не монее	94 13	93 13	88 13	85 Не нормируется	По п.6.4 По п. 6.5
3. Массовая доля воды, механических примесей и сухих веществ концентрата сульфитно-дрожжавой бражки, %, не более В том числе механических примесей и сухих веществ концентрата сульфитно-дрожжевой бражки, %, не более В том числе сухих веществ концентрата сульфитно-дрожжевой бражки, %, не более	6 1,5 Отсутствие	7 1,5 0,1	12 2,5 0,5	12 8,0 0,7	По п.6.3 По п. 6.3 По п.6.7
4. Массовая доля щелочи в пересчете на гидроксид натрия, %, не более	Отсутствие	0,03	0,03	0,03	По п. 6.7

ГОСТ 26663-85 Пакеты транспортные. Формирование на плоских поддонах. Общие технические требования.

ТУ 6-02-1244-83 Эфир петролейный.

ТУ 6-09-2540-72 Кислота соляная (фиксаналы нормадозы).

ТУ 13-0281036-05-89 Лигносульфонаты технические.

ТУ 13-794-84 Инструменты вспомогательные для подсочки леса.

3. Технические требования

3.1. По физико-химическим показателям сосновая живица должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.

Примечание: 1. В состав живицы третьего сорта входит баррас - закристаллизовавшаяся и превратившаяся в твердое вещество живица.

2. Массовую долю сухих веществ концентрата сульфитно-дрожжевой бражки и щелочи определяют только в живице, которая добыта с применениём этих стимуляторов.

3.2. Упаковка

3.2.1. Сосновую живицу (кроме барраса) упаковывают в деревянные бочки вместимостью 200 дм³ по ГОСТ 8777 с защитным покрытием внутренний поверхности или стальные со съемным верхним дном вместимостью 200 дм³ по ГОСТ 13950.

Бaррac упаковывают в деревянные бочки по ГОСТ 8777.

По согласованию с потребителем допускается упаковывать живицу в деревянные и металлические бочки вместимостью 100 и 150 дм³, баррас в полиэтиленовые мешки (двойные, вложенные один в другой) по ГОСТ 17811-78 о номера б по номер 10 с внутренним объемом наполнения 40-50 дм³ из пленки толщиной не менее 0,230 мм.

3.3. Маркировка

3.3.1. Транспортную с маркировку производят по ГОСТ I4I92 с указанием манипуляционного знака "Боится нагрева".

3.3.2. На ярлыках из фанеры или других материалов, обеспечивающих сохранность надписи при транспортировании, или на днище (обечайке) бочки наносят следующие надписи, характеризующие груз:

- наименование предприятия - изготовителя или его товарный знак;

- наименование продукта (живица или баррас),

- номера бочек,

- месяц и год заготовки,

- масса брутто, нетто,

- обозначение настоящего стандарта,

- классификационный шифр транспортной опасности груза - 3313 и знак опасности по черт. 3, согласно ГОСТ 19433.

На бочках с живицей, добытой со стимуляторами выхода живицы, после наименования продукта дополнительно наносят буквенное обозначение вида стимулятора:

К - при подсочке о серной кислотой,

Б - при подсочка о сульфитно-бардяными концентратами,

Д - при подсочке с дрожжевыми концентратами,

Х - при подсочке с хлорной известью,

Щ - при подсочке со щелочью,

Н - при подсочке с новыми видами стимуляторов (в сопроводительном документе приводят

полное наименование стимулятора).

3.3.3. Размер ярлыка должен быть не менее 60 см² с соотношением сторон 2:3. Ярлыки прикрепляет к стальным бочкам и полиэтиленовым мешкам проволокой, а к деревянным бочкам - гвоздями.

4. Требования безопасности

4.1. Сосновая живица - легковоспламеняющееся вещество.

Температура вспышки 46°С, воспламенения 58°С, температурные пределы воспламенения: нижний 4б°С, верхний 85°С.

4.2. При загорании сосновой живицы тушить ее тонкораспыленной водой, пеной, песком или углекислотой.

4.3. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров скипидара, входящего в состав живицы, в воздухе рабочей зоны 300 мг/м³ в закрытом помещении.

Сосновая живица малотоксичное вещество. Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 - 4-й.

4.4. При работе с продуктом необходимо применять индивидуальные средства защиты (спецодежду, спецобувь) в соответствии с типовыми отраслевыми нормами.

4.5. Помещения, в которых проводится работа с живицей, должны быть оборудованы приточно-вытяжными вентиляционными установками общего и местного назначения.

5. Правила приемки

5.1. Сосновая живица должна поставляться партиями. В партию включает продукт, однородный по своим качественным показателям, в любом количестве, одновременно отправляемый в один адрес и сопровождаемый одним документом о качестве.

Документ должен содержать:

в) наименование предприятия-изготовителя или его товарный знак,

б) наименование продукта (живица или баррас),

в) наименование стимулятора выхода живицы, с которым заготовлена живица,

г) номера бочек,

д) год заготовки,

в) массу брутто, нетто

ж) обозначение настоящего стандарта,

з) результаты проведенных анализов или подтверждение о соответствии качества продукции требованиям настоящего стандарта,

и) классификационный шифр транспортной опасности - 3313 и знак опасности по черт.З, согласно ГОСТ 19433.

Допускается не указывать в документе данные, предусмотренные пунктом з), если представитель поставщика проводит анализы в лаборатории потребителя самостоятельно или совместно с ОТК завода.

5.2. Для проверки качества сосновой живицы на соответствие ее показателей требованиям настоящего стандарта отбирают пробы от каждой партии совместно с представителем поставщика. Число проверяемых единиц продукции (бочек) должно составлять при количестве бочек в партии:

до 25 ... 4шт.

от 26 до 60 6 шт.

От партии, состоящей более чем из 60 бочек, должно отбираться 10% от общего числа бочек.

5.3. Для проверки качества сосновой живицы отбирает каждую третью, пятую или десятую бочку в зависимости от количества бочек в партии согласно их расположению на площадке или по мере выгрузки из автомашины, вагона или баржи.

По согласию сторон допускается отбор бочек подряд по мере выгрузки.

5.4. При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей, производят повторные анализы контрольной пробы.

Результаты повторного анализа является окончательными и распространяются на всю партию.

6. Транспортирование и хранение

6.1. Сосновую живицу транспортирует железнодорожным, водным и автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на каждом виде транспорта.

Допускается транспортирование живицы в железнодорожных цистернах.

Железнодорожным транспортом живицу транспортируют в крытых вагонах повагонными отправками согласно "Правилам перевозки грузов" часть II издания "Транспорт", Москва, 1983 г.

6.2. При отправке грузов пакетами необходимо соблюдать требования ГОСТ 9078-84. ГОСТ 26663-85 и ГОСТ 24597-81.

6.3. Погрузка живицы в транспортные средства должна производиться согласно требованиям технических условий погрузки и крепления грузов, действующих на каждом виде транспорта.

6.4. Сосновую живицу у поставщика (потребителя) хранят в упакованном виде в складских помещениях и на открытых специально оборудованных площадках.

6.5. Живица горючий продукт, поэтому склады хранения должны иметь естественную вентиляцию и противопожарное оборудование.

Площадки должны быть оборудованы на расстоянии не менее 50 м от источников огня.

7. Гарантии изготовителя

7.1. Изготовитель должен гарантировать соответствие выпускаемого продукта требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

7.2. Гарантийный срок хранения живицы 12 месяцев со дня ее отгрузки. По истечении указанного срока перед использованием продукт должен быть проверен на соответствие требованиям настоящего стандарта.

4. Использование различных смол в производстве отделочных (лакокрасочных) материалов

Отделочные материалы, применяемые для производства малярных работ, называют лакокрасочными, или малярными, материалами. Малярные материалы подразделяют на основные и вспомогательные.

К основным относят краски (суспензии пигментов в связующем), лаки (растворы пленкообразующих веществ в растворителях), эмали (суспензии пигментов в лаке), грунтовки (жидкие суспензии пигментов в связующем), шпатлевки (густые смеси пигментов и наполнителей в связующем), связующие (олифы, полимеры, эмульсии, клеи). К вспомогательным материалам относят пасты, мастики, замазки, разбавители, растворители, смывки, сиккативы (сушки) и др.

Лакокрасочные материалы, как правило, состоят из сухого и жидкого компонентов. В первую группу входят пигменты и наполнители, во вторую -- связующие и растворители, а также добавки.

Смолы -- природные или синтетические соединения, которые растворяются в определенных растворителях.

Природные смолы -- канифоль, шеллак, даммара -- имеют вид кремово-коричневых камушков или красноватых чешуек.

Канифоль получают из живицы путем отгонки скипидара. В чистом виде она практически не применяется. Для использования ее обрабатывают глицерином. Продукт этой обработки и служит исходным сырьем для приготовления лаков и красок. Лаки высокого качества, применяемые в основном для художественно-живописных работ, получают из смолы фисташкового дерева.

Шеллак -- это натуральная смола, выделяемая молодыми побегами некоторых растений. После этого смолу собирают, отрывая её кусочки от ветвей и стволов Собранный материал плавят, фильтруют, чтобы очистить от механических примесей, и в расплавленном виде наливают на металлические листы, где она застывает в тонкие, хрупкие пластинки.

Шеллак используют для приготовления высококачественных мебельных лаков и политур, в ювелирном деле -- для склеивания металлов. Его добавляют в виде порошка к фейерверочным составам, чтобы замедлить сгорание массы, это один из основных материалов для приготовления сургуча и некоторых специальных мастик.

Его используют для приготовления спиртовых лаков и политур. Кроме спирта шеллак растворяется в щелочах и растворах буры, образуя при этом водяные лаки, которые применяются как фиксативы для работ, выполненных карандашом, углем и пастелью.

Синтетические смолы -- полиэфирные, формальдегидные, виниловые, эпоксидные -- существуют в виде густых пластических соединений или стекловидных масс, которые растворяются под действием различных растворителей. Без добавлений пигментов или красителей эти растворы образуют различные лаки, а с добавлениями -- красочные составы. Синтетические смолы придают образованным на их основе составам свойства, которые нельзя получить, применяя природные смолы, например повышенную термохимическую стойкость, прочность образующейся пленки. Этим и объясняется их широкое применение.

Меламино-формальдегидные смолы совместно с алкидными и соответственными пигментами образуют красочные составы как для наружных, так и для внутренних работ.

Красочные составы на основе эпоксидных смол используются в основном для работ внутри помещений, так как под воздействием солнечных лучей они со временем желтеют.

Поливинилацетатные смолы позволили широко применять для внутренних работ составленные на их основе составы, создающие матовые пленки.

Пек, битум, гудрон -- продукты переработки химического и каменноугольного сырья. В соединении с органическими растворителями они образуют защитные лаки, однако обладают невысокими декоративными свойствами, что снижает их использование в оформительских работах.

Нитроцеллюлоза -- белое волокнистое вещество, получаемое в результате обработки целлюлозы смесью серной и азотной кислот. Она является основным материалом для производства нитролаков и нитроэмалей, недостаток которых -- высокая воспламеняемость.

Растворители -- это одно- или многокомпонентные органические соединения, представляющие собой жидкости, применяемые для растворения природных и синтетических смол, а также для доведения красочных составов до рабочей консистенции и разбавления загустевших масляных красок, лаков и грунтовок.

Основное требование к растворителям -- быть инертными в соединениях, т. е. не вступать в реакцию с лакокрасочными материалами или с окрашиваемой поверхностью, быть достаточно летучими для полного испарения из лакокрасочного слоя в процессе его высыхания.

По степени активности растворители разделяют на три группы: высшую, среднюю и малую.

По назначению различают растворители: для масляных красок и лаков; алкидных, пентафталевых, битумных лаков и красок; для эпоксидных, перхлорвиниловых нитроцеллюлозных лаков и красок.

Простые растворители -- это органические вещества в чистом виде, используемые для растворения пленок или приготовления смесей.

К ним относят скипидар, ацетон, этилацетат, амилацетат, уайт-спирит, сольвент каменноугольный технический, дихлорэтан.

Скипидар -- бесцветная или слабоокрашенная, прозрачная, легковоспламеняющаяся жидкость (температура вспышки 30--32°С) с характерным запахом. Его получают путем сухой перегонки сосновой древесины (древесный скипидар) или путем разгонки смолы хвойных деревьев -- живицы (живичный скипидар). Древесный скипидар должен проходить дополнительную очистку, в процессе которой удаляются содержащиеся в нем окрашивающие вещества.

Живичный скипидар (терпентиновое масло) отличается большей чистотой, легкостью и менее резким запахом.

Скипидар не токсичен. Его плотность 0,86--0,875 г/см3.

Скипидар -- растворитель средней активности. Применяют его для растворения масляных, алкидных, алкидно-стирольных лаков и красок, а также для обезжиривания поверхностей (стекла, оргстекла, пластмасс) при последующей работе лакокрасочными составами. Это -- наиболее дорогой растворитель, с хорошими качественными характеристиками.

Чтобы определить пригодность скипидара, его проверяют на высыхание в смеси с олифой. Для этого смешивают равные количества олифы и скипидара и смесью делают выкраску. Через 24 часа на окрашенной поверхности должна образоваться прочная пленка.

Ацетон, этилацетат, амилацетат -- довольно распространенные растворители. Они хорошо смешиваются с водой, поэтому, применяя их как растворители нитролаков и красок, необходимо следить, чтобы вода не попала в их состав, так как при этом произойдет побеление прозрачной пленки. Добавление в состав этих растворителей бутилового спирта (бутанола), бутилацетата предупреждает побеление лаковой пленки и улучшает ее блеск.

Комбинированные растворители -- это смеси различных простых растворителей. Полученные таким образом, они значительно дешевле и выше качеством. Эти растворители особенно эффективны для сложных лакокрасочных составов.

При выполнении высококачественных оформительских работ с использованием художественных масляных красок применяют специальные разбавители.

Разбавитель №1 -- очищенная нефть, бесцветная, быстроиспаряемая жидкость. Добавление к краскам в больших дозах может вызвать их помутнение.

Разбавитель №2 -- смесь в равных долях терпентинового скипидара и разбавителя №1.

Разбавитель №3 -- терпентиновый скипидар.

Все эти разбавители нужно брать лишь в незначительных пропорциях к краскам, так как художественные масляные краски сами по себе стерты на масле и в разбавителях почти не нуждаются.

Известны также различные смеси разбавителей лака и масла, так называемые тройники и двойники. От их употребления нередко происходит пожелтение, пожухание и потемнение красок. Чем меньше применять различные разбавители и растворители, тем больше гарантий избежать порчи работы.

Лучшим разбавителем в настоящее время принято считать разбавитель №2.

Перхлорвиниловые эмали подобны нитроцеллюлозным, но пленкообразователем у них является перхлорвиниловая смола, растворенная в органических растворителях. Пленка этих красок имеет высокую атмосферостойкость и эластичность. Она не горит, хорошо противостоит действию щелочей, кислот и жиров. Однако при температуре более 60°С краски становятся мягкими и сильно пылятся, кроме того, они плохо соединяются с поверхностью, поэтому работать ими можно только на хорошо подготовленных основаниях. Почти аналогичными свойствами обладают поливинилхлоридные и винилхлоридные эмали.

Применяют эти эмали в основном для выполнения наружных работ. Характерная особенность этих видов эмалей -- высокая огнестойкость.

Эпоксидные эмали. Основой для их производства служат эпоксидные смолы с добавлением пигментов. Для образования красочной пленки необходима добавка затвердителей. Промышленность выпускает эпоксидные эмали ОЭП-4171-1 зеленого и ОЭП-4173-1 кремового цветов. Эти эмали кислотостойкие и обладают хорошими антикоррозийными свойствами.

Алкидно-эпоксидные эмали получают путем добавления алкидных смол. Они дают прочную, водостойкую полуглянцевую пленку. Используют эти эмали для работ по металлическому основанию, с условием эксплуатации внутри помещений.

Большинство приведенных эмалей выпускается в банках или в аэрозольных упаковках, которые необходимо беречь от огня, высоких температур и механических повреждений.

Лаками называют растворы природных или синтетических смол, а также препарированных растительных масел в летучих растворителях, образующие после высыхания твердую, прозрачную однородную пленку. Лаки придают поверхностям декоративный вид и создают защитные покрытия. Большинство лаков бесцветны. Применяют также лаки, окрашенные красителями, и черные (на основе битумов и каменноугольных пеков).

Лаки по характеру образования пленки делят на две группы: образующие пленку только за счет улетучивания растворителей (например, спиртовые, нитроцеллюлозные) и образующие пленку в результате химических реакций полимеризации и поликонденсации, в результате чего они переходят в нерастворимое состояние (например, масляные, полиэфирные, полиуретановые, мочевиноформальдегидные).

В зависимости от вида входящих в их состав компонентов лаки подразделяются на масляные (натуральные и синтетические), спиртовые, нитролаки, битумные и др.

Масляные лаки представляют собой растворы природных смол и полимеров в высыхающих растительных маслах, содержащих растворители и сиккативы. Смолы и полимеры придают пленкам лака твердость и блеск, сиккативы способствуют быстрому высыханию, а растворители обеспечивают лаку необходимую консистенцию и пластичность и увеличивают сцепление пленки с обрабатываемой поверхностью.

Качество пленки масляного лака характеризуется и определяется так же, как и для всех остальных лаковых составов (вязкость, прозрачность, цвет по йодометрической шкале, содержание примесей, скорость высыхания, твердость и пластичность высохшей пленки).

Лаки с высоким содержанием масла считаются жирными, с низким -- тощими.

Для изготовления масляных лаков из природных смол применяют копал, даммару, канифоль и др., из синтетических полимеров -- алкидный полимер, полиперхлорвинил, поливинилхлорид, полифенолформальдегид и др., в зависимости от которых лак получает свое название.

В настоящее время природные смолы используют в меньшем количестве, так как их вытесняют полимерные вещества, обладающие рядом преимуществ. Некоторые виды масляных лаков имеют специальное назначение. Так, для защиты от коррозии применяют кислотостойкие и щелочестойкие перхлорвиниловые лаки.

Спиртовые лаки представляют собой раствор в спирте или в смеси спирта с другими легколетучими растворителями синтетических полимеров или твердых растительных смол (до 40%), например шеллака, идитола, канифоли.

Нитролаки получают на основе нитратов целлюлозы, нитроцеллюлозы, главным образом коллоксилина. Нитроцеллюлоза -- сложные эфиры целлюлозы и азотной кислоты в виде белой волокнистой рыхлой массы. В состав нитролаков входят также растворители^ кетоны, сложные эфиры, спирты, а также их смеси с толуолом, ксилолом. В результате улетучивания растворителя нитролаки образуют (в течение 30 минут) бесцветные (или окрашенные) прозрачные обратимые пленки, стойкие к бензину и минеральным маслам, ограниченно водостойкие и не стойкие к щелочам, кислотам и ультрафиолетовым лучам. Если к коллоксилину добавить высыхающую алкидную смолу, то образуются при комнатной температуре через 30 минут необратимые пленки, превосходящие по всем показателям обратимые. Нитролаки наносят на поверхности распылением. Они пожароопасны. Применяют нитролаки для покрытий деревянных и металлических изделий и для изготовления эмалевых красок.

Пленку черного цвета, хорошо защищающую металлы от коррозии, образуют лаки, получаемые на основе битума и каменноугольного пека, растворенных в маслах. Так, битумно-масляный лак, нанесенный на металлическую поверхность, образует нейтральную пленку при температуре 120--200°С за 0,5--2 ч; его используют как внутри помещений, так и на открытом воздухе.

Водостойкость лаковой пленки может быть проверена, если стеклянную пластинку с нанесенным на нее лаком, выдержанным до его полного высыхания при 18--20°С, на 2/3 ее высоты помещают на 3 ч в стакан с водой при такой же температуре. Сравнив между собой эти участки, можно судить о водостойкости данного лака. Водоустойчивая пленка не должна изменять свой цвет, размягчаться и отслаиваться от поверхности.

Средство деревозащитное «Пинотекс» предназначено для отделки наружных и внутренних деревянных поверхностей. Придавая поверхности декоративные свойства, это средство одновременно защищает древесину от плесени, гниение, повреждения насекомыми и атмосферных воздействий.

Средство выпускается бесцветное и различных цветов, в том числе: красно-коричневое (махагон), коричневое (тик), темно-зеленое (резеда), красновато-желтое (орегон). сосновая живица смола лакокрасочный

Средство применяется для защиты и отделки деревянных наружных стен, карнизов, дверей, окон, лестниц, заборов, лодок, перегородок из плиточных материалов и фанеры. Применяется также для отделки и защиты древесины ценных пород.

5. Талловый пек

Талловый пек - плавкий остаток от перегонки сырого талового масла - является многотоннажным побочным продуктом сульфат-целлюлозного производства. Будучи доступным и относительно дешевым возобновляемым сырьем растительного происхождения и обладая ценными свойствами, талловый пек в настоящее время не находит достаточного квалифицированного применения и используется в основном при строительстве дорог, а значительная его часть сжигается в смеси с мазутом непосредственно на сульфат-целлюлозных предприятиях. Одной из причин этого является нестабильный химический состав таллового пека и низкая температура его размягчения, которые вызывают определенные трудности при его применении. Поэтому для улучшения физико-химических, технологических и потребительских свойств таллового пека целесообразно, используя реакционную способность компонентов, входящих в состав таллового пека, его модифицирование различными веществами.

В качестве модифицирующих агентов исследователями предлагались самые разнообразные соединения и продукты: оксиды кальция и магния, ацетат кальция, моногидрид серной кислоты, антигидриды малеиновой и фталевой кислот, кислород воздуха, сера и многие другие. Большой интерес представляет взаимодействие таллового пека с параформальдегидом, который широко используется в лесохимической промышленности при получении продуктов на основе канифоли.

6. Развитие рынка химических волокон технического назначения

На протяжении последних десяти лет технический текстиль, включая волокна и материалы, превратился в растущий рынок в странах Западной Европы и Северной Америки. Этому процессу содействуют инновации в сфере промышленности химических волокон наряду с появлением новых технологий, особенно в области производства нетканых материалов.

В объеме производства технического текстиля доминируют в качестве сырья высокопрочные полиамидные и полиэфирные комплексные нити, а также полипропиленовые волокна всех типов, включая пленочные волокна (преимущественно для нетканых материалов). В США и странах Западной Европы производство таких волокон и международная торговля ими в 2004 г. характеризовались относительно высокими темпами по сравнению с обычными текстильными волокнами. В связи с развитием промышленности нетканых материалов расширяется сфера применения полипропиленовых волокон. Мировое потребление полипропиленовых волокон, по оценке бельгийской фирмы-производителя полипропиленового полимера Borealis Polymers NV, в 2003 г. составило 10,3 млн. т. Мировое потребление полипропиленовых нетканых материалов, достигшее 2,7 млн. т в 2003 г., как ожидают, вырастет до 3,55 млн. т в 2008 г.

Сфера применения технического текстиля расширяется главным образом благодаря использованию волокон со специальными эксплуатационными свойствами. В эту группу входят высокопрочные и огнезадерживающие арамидные волокна и углеродные волокна, по которым существенно расширяются мировые производственные мощности. Мировой рынок углеродных волокон на 80% контролируется японскими компаниями.

Природные полимеры, получаемые из возобновляемого сырья, также находят растущее применение для производства технического текстиля. Сюда относятся разработанные более 15 лет назад волокна лиоцелл, перерабатываемые в возрастающих количествах для нетканых материалов. Следует отметить, что промышленность нетканых материалов представляет собой также растущий рынок для вискозного штапельного волокна.

7. Лом черных металлов

Лом черных металлов - это возобновляемое сырье для металлургии, широкое применение которого ведет к экономии таких ресурсов, как руда и уголь и снижает количество вредных выбросов.

Лом черных металлов - это выбывшие из строя вследствие износа машины и оборудование и их детали; металлические части, получаемые при разборке зданий и старых судов; чёрные и цветные металлы, содержащиеся в непригодных к использованию предметах широкого потребления и быта, конечные отходы производства, которые для данного предприятия являются безвозвратными потерями (например, зола на электростанциях и другие).

«Металлолом - возобновляемое сырье для металлургии, широкое применение которого ведет к экономии таких ресурсов, как руда и уголь и снижает количество вредных выбросов».

Наиболее полный сбор образующегося металлолома возможен только на основе отказа государства от установления лишних административных барьеров на пути его обращения. Что интересно, от такого решения Российские металлурги не пострадают. Так как оно повлечет за собой приход на рынок сбора лома новых участников, предложение лома возрастет и его цена, в соответствии с законами рынка снизится.

Заключение

Важной тенденцией в современной органической химии является переход на широкое использование возобновляемого сырья в тонком органическом синтезе с поиском новых полезных соединений.

Следует отметить, что подавляющее большинство существующих технологий переработки растительного сырья устарело и не отвечает современным требованиям.

С точки зрения устойчивого развития важна комплексная экологическая чистота проводимых процессов, что включает в себя не только использование возобновляемого сырья, но и применение безопасных технологических методов, увеличение селективности процессов, уменьшение энергозатрат на единицу готового продукта, рекуперацию и безопасную утилизацию использовавшихся в синтезе катализаторов и образовавшихся побочных продуктов.

Направленность на развитие лесоперерабатывающего комплекса России делает полученные результаты востребованными в промышленности. Ведь зачастую самое ценное с точки зрения химии природных соединений сырье просто уничтожается непосредственно в месте заготовки, поскольку существующие методы его переработки не позволяют рентабельно получать из него товарные продукты.

В реферате рассмотрены различные виды возобновляемого сырья, их происхождение, переработка и применение. В качестве основного примера возобновляемого сырья выступает природная смола - сосновая живица.

Также изучены существующие способы переработки возобновляемого природного сырья - сосновой живицы. Показано, что наряду с традиционным использованием её в производстве канифоли и скипидара (и продуктов на их основе) заслуживают внимания новые направления, предполагающие применение живицы без разделения на компоненты и позволяющие реализовать её биологически активные, гидрофобизирующие, липкогенные и другие свойства.

Приложение

Некоторые перспективные направления применения сосновой живицы -возобновляемого природного сырья

Ю.Л. Сангалов, А.Н. Ильясова,

Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН, г. Уфа

Р.Л. Турьянов, Л.Л. Мифтахов, Ф.Ш. Латыпов

Центральная станция защиты леса РБ, г. Уфа

Рассмотрены существующие способы переработки возобновляемого природного сырья -сосновой живицы. Показано, что наряду с традиционным использованием её в производстве канифоли и скипидара (и продуктов на их основе) заслуживают внимания новые направления, предполагающие применение живицы без разделения на компоненты и позволяющие реализовать её биологически активные, гидрофобизирующие, липкогенные и другие свойства.

Развитие химической промышленности предполагает рациональное использование природных ресурсов. В полной мере это относится и к продуктам леса и лесопереработки. Одним из продуктов жизнедеятельности леса является сосновая живица - смолообразное вещество, служащее основой для канифоль-скипидарного производств и ряда специальных химических продуктов [1].

Комплексный анализ проблемы использования живицы должен учитывать масштаб и трудоёмкость сбора сырья, свойства и экономические показатели получаемой продукции и конкурентоспособность с другими продуктами, в частности нефтехимическими. В состав сосновой живицы, кроме воды (6-7%), входят канифоль (75-76%) и скипидар (16-18%). Канифоль включает смоляные кислоты C₁₉Н₂₉COOH: палюстровую (24%), декстропимаро-вую (18%), абиетиновую (43%), левопимаровую (1%), неоабиетиновую (9%), дегидроабиетиновую (5%). Скипидар представляет собой смесь терпено-вых углеводородов: альфа-пинена (61-71%), камфена (0,7-2,8%),бетта-пинен - 2,0-5,0% дельта в кубе-карен (17-26%), дипентен (3,5-6,0%), терпинолен (1,5-3,0%), (бетта-мир-цен (0,5-1,5%).

Все перечисленные продукты, кроме альфа-пинена, трудно разделяются и потому используются в виде смеси [1].

Хотя сферы применения канифоли (флюс при пайке металлов и др.) и скипидара (растворитель) давно определены, не менее важны продукты их химической переработки. Так, конденсация канифоли с малеиновым ангидридом и этерификация глицерином (или этиленгликолем) позволяют устранить один из серьёзных недостатков канифоли -склонность к кристаллизации при сохранении других ценных свойств. Каталитическое гидрирование повышает устойчивость её к окислению на воздухе. Одновременное улучшение устойчивости к кристаллизации и к окислению достигается путем обработки канифоли в присутствии кислых катализаторов. Все перечисленные приемы значительно расширяют возможности ее применения, а соли кислот канифоли используются в качестве эмульгаторов и сиккативов.

Сосновый скипидар в результате химических трансформаций даёт медицинскую камфару. Продукты полимеризации с повышенной вязкостью служат замасливателями для стекловолокна или компонентом в печатных красках. При совместной конденсации терпенов с фенолоформальдегидными олигомерами образуются продукты, растворимые в углеводородах и заменяющие растительные масла в производстве олиф.

Как видно, направления применения канифоли и скипидара разнообразны. Однако с точки зрения технологических решений и требований экологии не все они могут считаться оптимальными

[1]. Как правило, лесохимические производства характеризуются высокой энергоёмкостью, большим расходом воды, наличием кислых стоков, в том числе фенолсодержаших, что затрудняет их обеззараживание. Традиционные абсорбционные и каталитические методы очистки газовых выбросов имеют в ряде случаев ограниченное направление. Учитывая значительно больший масштаб химических и нефтехимических производств, некоторые лесохимические продукты, например, пленкообразующие, оказываются не конкурентоспособными с синтетическими продуктами, рынок которых постоянно растет. Очевидно, максимальный экономический и социальный эффекты могут быть получены, если принять во внимание специфику сырья, в частности отсутствие синтетических аналогов.

Нам представляется, что сосновую живицу как весьма трудоёмкое сырьё сложного состава, характеризующееся биологической активностью, и др. полезными свойствами, целесообразно рассматривать как цельный компонент, имеющий самостоятельное значение. Последнее связано, прежде всего, с биологически активными (антифидантными) свойствами, незаслуженно забытыми и мало используемыми в практике борьбы с вредителями лесов, т.е. среде, из которой получается живица. Это трудно объяснить, учитывая возрастающую роль экологически чистых биологического и биотехнического методов зашиты в интегрированной системе борьбы с вредителями растений, позволяющих значительно ограничить, а в ряде случаев исключить, применение опасных пестицидных препаратов (2-4].

Использование биологически активных веществ для защиты растений предполагает разработку удобных препаративных форм. Однако, для живицы, кроме эмульсий (5], в рецептуру которых входят токсичные вещества (метанол и др.) и паст [6] (загущенные соединениями металлов смеси живицы и растительного масла, трудно наносимые на объект) отсутствуют указания на другие препаративные формы. При создании последних следует иметь в виду и другое потенциально ценное свойство сосновой живицы - липкость, которая из-за склонности к кристаллизации или твердению носит временный характер. Очевидно, сохранение присущей нативной живице поверхностной энтомологической липкости расширяет препаративные и функциональные возможности её применения, в частности в качестве клеевых биотехнических средств. Указанное направление тем более заслуживает внимания, что канифоль и другие природные смолы первоначально использовались в качестве компонента энтомологических клеевых составов (2,3).

Учитывая вышесказанное, предложено несколько новых вариантов препаративных форм живицы.

Использование живицы в композициях с химически активными разбавителями в определенных концентрациях дает возможность ограничить не только кристаллизацию (как в случае взаимодействия с глицерином), но и твердение живицы при сохранении поверхностной липкости, т.е. реализуется вариант биологически активных энтомологических клеев [7]. Разбавление ограничивается концентрациями добавки, позволяющими сохранить предел текучести композиции при температурах до 60-70°С. Другими словами, высокоплавкие смоляные кислоты живицы выполняют роль структурообразователей, обеспечивающих отсутствие хладотекучести в системе. Найдено, что такими разбавителями могут случить сложноэфирные пластификаторы, например, диоктилфталат и дибутилфталат, вводимые в количестве 20-40% масс. Смешение со смоляными кислотами при повышенной температуре (100°С) обеспечивает оптимальное сочетание липкости (0,6-0,7 кГс/см²), высокого предела текучести (-70°С) и биологической активности (Таблица 1). Следует отметить, что стабильный комплекс свойств таких композиций (не менее 3 недель с момента приготовления) при практически полном подавлении процесса отрождения гусениц (в контрольном опыте выход гусениц составлял около 100%) достигается при введении в них антиоксиданта 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (ионола) и увеличении длительности нагрева до нескольких часов. Схема такого процесса на примере абиетиновой кислоты представлена ниже:

При высоком пределе текучести 55-60°С композиция отличается стабильностью свойств (отсутствие расслаивания не менее 3 месяцев), низкой вязкостью и легкостью нанесения на объект любыми подручными средствами. Равновесная потеря воды из композиций на воздухе при 20°С (50% масс от введенной в рецептуру) обеспечивает обратимое изменение основных свойств в интервале температур в пределах минус -10+60°С, удовлетворительную водостойкость, отсутствие твердения и проявление биологического действия (по хроматографическому обнаружению летучих компонент живицы) в период не менее 100 суток. Это позволяет про- гнозировать эффективные антифидантные и репеллентные свойства указанных композиций живицы.

Что касается прямых эмульсий, наиболее час- то используемых на практике, то в этом случае следует рекомендовать нетоксичные разбавители живицы (изопропиловый спирт и др.) и канифольное мыло, обеспечивающее стабильность эмульсий.