admin / 03.06.2019

Какой растворитель лучше?

Содержание

Применение растворителей

Все лакокрасочные материалы принято делить на основные, промежуточные и прочие. Представители промежуточной категории – разбавители и растворители. Растворители принято использовать на разных стадиях лакокрасочной индустрии. Например, они служат в лакокрасочном производстве и необходимы в качестве регулятора вязкости.

Определение данных субстанций звучит следующим образом: растворители — это низкомолекулярные летучие жидкости с невысокими температурами кипения. Они бывают сильными и слабыми: первые характеризуются тем, что с ними данный полимер образует единую систему в любой области концентрации и большом диапазоне температур.

Качественные растворители лакокрасочных материалов обладают следующими качествами: инертность (они не вступают в реакцию с лакокрасочными материалами), летучесть (для полного испарения в процессе высыхания лакокрасочного слоя).

По степени активности растворители разделяют на три группы:

  1. высшую,
  2. среднюю,
  3. малую.

Простые растворители:

  • скипидар,
  • этилацетат,
  • ацетон,
  • амилацетат,
  • дихлорэтан,
  • уайт-спирит,
  • сольвент каменноугольный технический.

Являются органикой в чистом виде, используются для растворения пленок или же приготовления различных смесей.

Виды растворителей

Уайт-спирит

Бензин-растворитель – продукт перегонки нефти. Его физические характеристики таковы: прозрачная бесцветная жидкость. Область назначения: растворение нитрокрасок и некоторых видов смол, а также масляных красок. В случае с красками и лаками дозировку уайт-спирита необходимо ограничивать до 10 % от общей массы лакокрасочного материала.

Скипидар

Бесцветная, часто прозрачная, иногда с красноватым или темно-красным оттенком жидкость, которую принято применять в разбавлении красок и ускорения высыхания лакокрасочного покрытия. Скипидар в основном используют для разбавления масляных красок. Если выбирать между очищенным и неочищенным скипидаром, то для покраски поверхностей стоит обратить внимание на очищенный скипидар.

Скипидар легко воспламеняется. Древесный (неочищенный) скипидар получают путем сухой перегонки древесины; живичный скипидар – посредство разгонки смолы хвойных пород Первый должен пройти дополнительную переработку, благодаря которой содержащиеся в древесном скипидаре окрашивающие компоненты исчезнут из состава растворителя.

Чтобы понять, устраивает ли Вас качество скипидара, необходимо смешать в равных пропорциях олифу и скипидара на поверхность. Если спустя сутки на лакокрасочном покрытии осталась прочная пленка, качество растворителя несомненно.

Живичный скипидар, или, как его ещё называют, терпентиновое масло, более экологичен в отличие от древесного: его отличает более спокойный запах и легкость.

Скипидар также используют для обезжиривания покрытий, несмотря на дороговизну данного растворителя, которое оправдано высоким качеством рабочего материала.

Ацетон, амилацетат, этилацетат

Растворители, которые используют в случае с нитрокрасками. Так как эти вещества достаточно легко смешиваются с водой, необходимо следить за тем, чтобы она не попала в них: это может вызвать побеление прозрачной пленки. Если же добавить в состав этих веществ растворители бутилового спирта, то блеск лаковой пленки значительно улучшится.

Сольвент

Ккаменноугольный технический представляет собой смесь ароматических углеводородов, которые получают в коксохимическом производстве в процессе ректификации очищенных фракций сырого бензола. Физические характеристика растворителя: представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, он выпускается трех марок – А, Б, В, которые различаются между собой следующими параметрами: температурой кипения, плотностью, малыми колебаниями содержания в составе таких химических веществ, как сера и фенолы.

Сольвент является высококачественный растворителем красок, однако за счет своей токсичности, сольвент не столь популярен, в отличие от скипидара. Сольвент применяют лишь для разведения пентафталевых и глифталевых красок.

Дихлорэтан

Следующий растворитель, о котором необходимо упомянуть. Эта бесцветная слабовоспламеняемая жидкость, обладающая запахом хлороформа, также имеет склонность желтеть из-за воздействия солнечных лучей. Меры предосторожности при использовании данного разбавителей: обязательное условие при работе с этим веществом – использование резиновых перчаток, так как разбавитель за счет специфики химического состава может значительно повлиять на кожу Ваших рук.

Сиккативы

Это специальные добавки, которые способствуют повышению декоративности, а также водостойкости уже готового состава красителя. Помимо этого, они позволяют существенно снизить количество времени, требующегося для высыхания масляных красок, лаков, олиф, а также масел. Однако эти добавки обладают довольно серьезным недостатком: при их использовании лакокрасочное покрытие становится чрезвычайно хрупким, в связи с чем рекомендовано при возможности обходиться без их применения при обработке поверхности.

Идеальными растворителями для некоторых видов смол являются такие вещества, как бензин и керосин. Их также используют в мытье рук, испачканных в краске, а также при очищении рабочих инструментов.

Растворители и разбавители

Отличие растворителей и разбавителей

Разбавители — это растворители, которые не способны в одиночку растворить данный полимер, но при введении в раствор полимера не разрушают его структуру.

В действительности очень часто используют смеси растворителей, их альтернативное наименование — номерные растворители.

Так, растворитель Р-4 (содержит ацетон и толуол) подходит для растворения и разбавления алкидных лакокрасочных материалов,эмалей на основе хлорированных полимеров.

Водные лакокрасочные материалы можно разбавлять исключительно водой. Также нужно помнить, что воду необходимо лить постепенно и в очень небольших дозах, иначе вязкость снизится слишком сильно.

Характеристики растворителя 646

Среди мастеров из растворителей наиболее знаменит растворитель 646 (Р-646).

Впервые он был изготовлен в XX веке. Вначале его использовали для разбавления нитролаков, нитроэмалей, его универсальность была обнаружена значительно позже, и он стал использоваться в разбавлении лакокрасочных средств до рабочей вязкости, в процедуре очистки малярного оборудования и рабочего инструмента. Множество компонентов, входящих в состав данного растворителя, играют значительную роль в возможности растворения большинства органических веществ.

Растворитель 646 – бесцветная/слегка желтоватая жидкость, обладает при этом специфичным запахом. Процентное содержание следующих веществ входит в его состав: толуол (50%), этанол (15%), бутилацетат (10%), бутанол (10%), этилцеллозольв (8%), ацетон (7%).

Растворитель 646 является достаточно сильным растворителем, поэтому при использовании его в качестве рабочего вещества необходимо соблюдать меры безопасности и быть предельно аккуратным при его применении.

После высыхания лакокрасочное покрытие приобретает дополнительный блеск.

Растворитель 649 используется для растворения нитроцеллюлозноглифталевых пленкообразователей.

Выбор разбавителя зависит от рабочей ситуации, основные параметры определения – тип лакокрасочного материала и температуры окружающей среды во время нанесения материала.

Виды разбавителей

S10 Разбавитель для ПЭ материалов

Этот разбавитель применяют для разбавления полиэфирных лаков, чтобы получить нужную вязкость. Является прозрачной и бесцветной жидкостью. Основное достоинство – быстро высыхает.

S12 Разбавитель для НЦ материалов

Область применения — разбавление НЦ лаков и грунтов до получения необходимой рабочей вязкости. Также является прозрачной, бесцветной жидкостью. Обладает средней скоростью высыхания.

S30 Разбавитель для красителей

Применяют при разбавлении красителей с целью получить рабочую концентрацию материала.

Физические характеристики: бесцветность, прозрачность. Обладает средней скоростью высыхания.

S50 Разбавитель для ПУ универсальный

Им разбавляют полиуретановые лаки с целью получить рабочую вязкость. Представляет собой прозрачный, бесцветный раствор. По скорости высыхания также занимает среднюю позицию.

Таблица. Виды растворителей.

Марка растворителя Сандарт (ГОСТ или ТУ) Химический состав растворителей Относитель-ная летучесть растворителя (по диэтилово-муэфиру) Назначение и область применения растворителя
Компоненты, входящие в состав растворителей % доля Растворяемые пленко-образователи Основные марки разбавляемых лакокрасочных материалов
Растворитель 645 ГОСТ 18188-72

Толуол

Бутилацетат или амилацетат

Бутиловый спирт

Этиловый спирт

Этилацетат

Ацетон

10-12 Нитроцеллюлозные Лаки: НЦ-134, НЦ-551, НЦ-286 черныйЭмали: НЦ-5121, НЦ-25, НЦ-26, НЦ-27, НЦ-5133 Г, НЦ-5133 М, НЦ-5134, НЦ-272Шпаклевки: НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009
Растворитель 646 ГОСТ 18188-72

Бутилацетат

Этилцеллозоль

Ацетон

Бутанол

Этиловый спирт

Толуол

8-16 Нитратцеллюлозные, нитратцеллюлозно-глифталевые, эпоксидные, нитратцеллюлозно-эпоксидные, мочевиноформальдегидные, кремнийорганические Лаки: НЦ-269, НЦ-279, НЦ-292, НЦ-5108, ЭП-524Эмали: НЦ-170, НЦ-184, НЦ-216, НЦ-217, НЦ-25, НЦ-246, НЦ-258, НЦ-262, НЦ-271, НЦ-273, НЦ-1104, НЦ-282, НЦ-291, НЦ-299, НЦ-929, НЦ-5100, НЦ-5123.Нитроэмали для грузовых автомобилей, нитроэмали № 924, ЭП-773, КО-83, НЦ-1124, НЦ-1120Грунтовки: НЦ-081, МС-067, МЧ-042Шпаклевки: НЦ-007, НЦ-008, НЦ-009, ЭП-0010, ЭП-0020
Растворитель 647 ГОСТ 18188-72

Бутилацетат

Этилацетат

Бутиловый спирт

Толуол

29,8

21,2

7,7

41,3

8-12 Нитратцеллюлозные Эмали: НЦ-280, НЦ-11, НЦ-132 П, АК-194Грунтовка НЦ-097
Растворитель 648 ГОСТ 18188-72

Бутилацетат

Этиловый спирт

Бутиловый спирт

Толуол

11-18 Нитратцеллюлозные, нитратцеллюлозно-эпоксидные, бутилметакрилатные, полиакрилатные Лаки: ЭП-524, КО-940, АС-16Эмали: ХВ-130, АС-85, АС-95, АС-131, ГФ-570Р К, ЭП-51Грунтовки: АК-069, АК-070, ВЛ-02, ВЛ-023
Растворитель 649 ТУ 6-10-1358-78

Этилцеллозоль

Изобутиловый спирт

Ксилол

15-30 Нитратцеллюлозно-глифталевые Эмали: НЦ-132 К, ГФ-570Р К
Растворитель 650 ТУ 6-10-1247-96

Этилцеллозоль

Бутиловый спирт

Ксилол

20-30 Нитратцеллюлозные Эмали: ГФ-570Р К, НЦ-11
Растворитель Р-4 ГОСТ 7827-74

Бутилацетат

Ацетон

Толуол

12,0

26,0

62,0

5-15 Перхлорвиниловые, полиакриловые, сополимеры винилхлорида с винилиденхлоридом или винилацетатом Лаки: ХС-76, ХС-724Эмали: ХВ-16, ХВ-112, ХВ-124, ХВ-125, ХВ-142, ХВ-179, ХВ-518, ХВ-519, ХВ-553, ХВ-714, ХВ-750, ХВ-782, ХВ-1100, ХВ-785, ХВ-1120, ПХВ-29, ПХВ-101, ХВ-1149, ХВ-5169, ХС-119, ХС-527, ХС-710, ХС-717, ХС-720, ХС-724, ХС-747, ХС-748, ХС-759, ХС-781, ХС-5163Грунтовки: ХВ-062, ХВ-079, ХС-010, ХС-059, ХС-068, ХС-077, МС-067Шпаклевки: ХВ-004, ХВ-005, ЭП-0020
Растворитель Р-5 ГОСТ 7827-74

Бутилацетат

Ацетон

Толуол

9-15 Перхлорвиниловые, эпоксидные, кремнийорганические, полиакрилатные, каучуки Лаки: ХВ-139, АС-16, АС-82, АС-516, АС-552, АК-113Эмали: ЭЦ различных цветов, ХВ-124, ХВ-125, ХВ-160, ХВ-16, ХВ-782, ХВ-536, ХС-1107, АС-131, АС-560, АС-599, АК-192, ЭП-56, ЭП-140, ЭП-255, ЭП-275, ЭП-525, ЭП-567, КЧ-767, КО-96, КО-811, КО-814, КО-818, КО-822, КО-841Грунтовки: АК-069, АК-070, ЭП-0104Шпаклевки: ЭП-0020, ЭП-0026, ЭП-0028
Растворитель Р-6 ТУ 6-10-1328-77

Бутилацетат

Этиловый спирт

Бутиловый спирт

Бензол

9-11 Меламино-формальдегидные, резиловые, поливинилбутиральные Лаки: ВЛ-725, ВЛ-725 Г Эмали: ЭП-569, ХВ-535
Растворитель Р-7 ТУ 6-10-1321-77

Циклогексанон

Этиловый спирт

25-32 Поливинил-бутиральные, крезоло-формальдегидные Лак ВЛ-51
Растворитель Р-11 ТУ 6-11-1821-81

Бутилацетат

Толуол

Циклогексанон

Ацетон

0,7-1,2 (по ксилолу)
Растворитель Р-12 ГОСТ 7827-74

Бутилацетат

Толуол

Ксилол

8-14 Перхлорвиниловые, полиакрилатные Эмали: ХВ-533, ХВ-785, ХВ-1120, АК-194
Растворитель Р-14 ТУ 6-10-1509-75

Циклогексанон

Толуол

1,1-1,5 Эпоксидные (отверждаемые изоценатными отвердителями) Эмаль ЭП-711
Растворитель Р-24 ГОСТ 7827-74

Сольвент

Ксилол

Ацетон

10-20 Перхлорвиниловые Эмали: ХВ-110, ХВ-113, ХВ-238Грунтовка ХВ-050
Растворитель Р-40 ВТУ УХП 86-56

Этилцеллозоль

Толуол или

Ацетон

Этилцеллозоль

Толуол

Эпоксидные Эмаль ЭП-140 Грунтовка ЭП-076 Шпаклевки: ЭП-0010, ЭП-0020 Лак ЭП-741
Растворитель Р-60 ТУ 6-10-1256-77

Этиловый спирт

Этилцеллозольв

13-25 Крезоло-формальдегидные и поливинил-бутиральные Эмали: ФЛ-557, ВЛ-515
Растворитель Р-83 ТУ 6-10-1595-76

Лактон С12

Этилцеллозольв

Растворитель АР*

Эпоксиэфирные Грунтовка ЭФ-083
Растворитель Р-119 ТУ 6-10-1197-76

Толуол

Ацетон

Нитропропан

Ратсворитель Р-119 Э ТУ 6-10-1197-76

Ксилол

Циклогексанон

Этилцеллозольв

Бутиловый спирт

Растворитель Р-189 ТУ 6-10-1508-75

Этиленгликольацетат

Метилэтилектон

Ксилол

Бутилацетат

1,2-1,6 (по ксилолу) Полиуритановые, уралкидные Лаки: УР-293, УР-294
Растворитель Р-197 ТУ 6-10-1100-78

Растворитель АР*

скипидар экстирационный

Ксилол

не менее 80 Меламиноалкидные Эмали: МЛ-12, МЛ-197, МЛ-1214
Растворитель Р-198 ТУ 6-10-1197-76

Этилцеллозоль

Циклогексанон

35-45 Эмали: МЛ-1121
Растворитель Р-219 ТУ 6-10-960-76

Ацетон

Циклогексанон

Толуол

13-18 Полиэфирные Лаки: ПЭ-250М, ПЭ-247 Шпатлевка ПЭ-0025
Растворитель Р-265 ТУ 6-10-1789-80

Толуол

Бутилацетат

Этиловый спирт

Циклогексанон

Бутиловый спирт

Алкидноакриловые Эмаль: АС-265
Растворитель Р-548 ТУ 6-10-1033-75

Этилцеллозоль

Пропиленкарбонат

Полиакрилатные, Эпоксидные Эмаль: АС-576 Лак: АС-548
Растворитель Р-563 ТУ 6-10-1434-79

Этилацетат

Бутилацетат

Ацетон

5-15 Лак: ХС-563
Растворитель Р-1101 ТУ 6-10-1476-77

Этиленгликольацетат

Толуол

Сольвент

1,0-6,0 (по ксилолу) Полиакрилатные Эмаль: АС-1101
Растворитель Р-1101 М ТУ 6-10-1476-77

Лактон С12

Толуол

Сольвент

Эмаль: АС-1101 М
Растворитель Р-1166 ТУ 6-10-1566-75

Этилацетат

Ксилол

Этилцеллозоль

Циклогексанон

1,0-2,5 (по ксилолу) Полиакрилатные и нитроцелюлозные Эмали: АС-1166, АС-1166М
Растворитель Р-1176 ТУ 6-10-1811-81

Циклогексанон

Метилэтилкетон

1,0-1,6 (по ксилолу) Полиуретановые Полиуретановые эмали
Растворитель Р-2106 ТУ 6-10-1527-75

Сольвент

Циклогексанон

1,2-5,5 (по ксилолу) Полиакрилатные амидсодержащие, эпоксидные Эмаль АС-2106
Растворитель Р-2106 М ТУ 6-10-1527-75

Лактон С12

Сольвент

Циклогексанон

То же Эмаль АС-2106 М
Растворитель Р-2115 ТУ 6-10-1613-77 Нитроакриловые Эмали: АК-2115, АК-2130
Растворитель Р-3160 ТУ 6-10-1215-72

Этиловый спирт

Бутиловый спирт

Поливинилацетальные Эмаль ВЛ-55
Растворитель РЛ-176 ТУ 6-10-1474-76

Циклогексанон

Сольвент

1,5-4,5 (по ксилолу) Полиакрилатные, полиуретановые Лак АС-176
Растворитель РЛ-176 М ТУ 6-10-1613-77

Циклогексанон

Сольвент

Лактон С12

1,5-4,5 (по ксилолу) То же Лак АС-176
Растворитель РЛ-176 ПЭТУ 6-10-1647-77 Марка А Марка Б

Циклогексанон

Ацетон

Циклогексанон

МИБК

1,5-4,5 (по ксилолу) 1-5 (по ксилолу) Полиэфирные Лаки: ПЭ-251А, ПЭ-251Б
Растворитель РЛ-176 УРТУ 6-10-1512-75 Марка А Марка Б Марка В

Этиленгликольацетат

Циклогексанон

Этиленгликольацетат

Метилэтилектон

Этиленгликольацетат

Метилэтилектон

2,2-2,9 (по ксилолу) 1,5-2,3 (по ксилолу) 0,3-,05 (по ксилолу) Полиуретановые Лаки: УР-277, УР-277 М, УР-277 П, УР-268 П
Растворитель РЛ-278 ТУ 6-10-1503-75

Этилцеллозольв

Бутиловый спирт

Этиловый спирт

Ксилол

Толуол

0,82-1,1 (по ксилолу) Поливинилацетальные Лак ВЛ-278
Растворитель РЛ-298 ТУ 6-10-1528-75

Ксилол

Этилцеллозольв

1,3-1,8 (по ксилолу) Эпоксидные Лак ЭП-298
Растворитель РЛ-541 ТУ 6-10-1646-77

Толуол

Бутиловый спирт

Этиловый спирт

Бутилацетат

Этилцеллозольв

Ацетон

4,8

4,2

Эпоксифенольные Лак ЭП-541
Растворитель РВЛ ТУ 6-10-1269-77

Этилцеллозольв

Хлорбензол

1,3-2,0 (по ксилолу) Поливинилформальэтилаль Винифлексовые лаки
Растворитель РФГ ГОСТ 12708-77

Этиловый или изопропиловый сприт

Бутиловый или изобутиловый спирт

<1,3 (по ксилолу) Поливинилбутиральные Грунтовки: ВЛ-02, ВЛ-08, ВЛ-023, ВЛ-05
Растворитель РС-2 ТУ 6-10-952-75

Ксилол

Уайт-спирит

30 Маслянные, битумные, пентафталевые (тощие и средние) Эмали: ПФ-837, ПФ-1105
Растворитель № 30 ТУ 6-10-919-75 Этилцеллозольв 95 Смесь акрилатного сополимера и эпоксидной смолы, эпоксиднофенольные с добавкой поливинилбутираля Лаки: ФЛ-559, ФЛ-561 Эмали: АС-576, ЭП-547
Растворитель РМЛ-315 ТУ 6-10-1013-75

Бутиловый спирт

Этилцеллозоль

Бутилацетат

Толуол

Ксилол

13-22 Нитроцелюлозные Лак НЦ-223
Разбавитель РКБ-1 ТУ 6-10-1326-77

Ксилол

Бутиловый спирт

Меламино- и мочевино-фармальдегидные Лак МЛ-248 Эмали: МЛ-169, МЛ-242, МЛ-729, МЛ-629, МЧ-13, МЧ-277, ФЛ-511 Грунтовки: ГФ-089, МЛ-058, МЛ-064, МЧ-042
Разбавитель РКБ-2 ТУ 6-10-1037-75

Ксилол

Бутиловый спирт

Мочевино-фармальдегидные Лак МЧ-52
Растворитель РП ТУ 6-10-1095-76

Ксилол

Ацетон

Эпоксидные Грунтовка ЭП-057
Разбавитель РЭ-1В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Бутиловый спирт

Диацетоновый спирт

12-18 Меламиноалкидные, меломино-формальдегидные Грунтовка МЧ-042 Эмали: МЛ-152, МЛ-12, МЛ-242 Лак МЧ-52
Разбавитель РЭ-2В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Бутилацетат

Этилцеллозольв

12-18 То же Грунтовка МЧ-042Эмали: МЛ-152, МЛ-12, МЛ-242, МЛ-1214
Разбавитель РЭ-3В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Бутиловый спирт

Этилцеллозольв

18-24 Пентафталевые, глифталевые, меламиноалкидные Эмали: ГФ-571, МЛ-152, ПФ-223
Разбавитель РЭ-4В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Этилцеллозольв

18-24 Пентафталевые, глифталевые, мочевино-формальдегидные Лак МЧ-52 Эмали: МЛ-152, ГФ-1426, ПФ-115, ПФ-133, ПФ-223
Разбавитель РЭ-5В ГОСТ 18187-72

Ксилол

Диацетоновый спирт

Этилцеллозоль

Бутиловый спирт

16-22 Перхлорвиниловые Эмали: ХВ-113, ХВ-238, ХС-119, ХВ-124
Разбавитель РЭ-6В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Диацетоновый спирт

Ксилол

16-22 Эмаль ХВ-124
Разбавитель РЭ-7В ГОСТ 18187-72

Ксилол

Бутилацетат

Диацетоновый спирт

Циклогексанон

12-18 Нитрацеллюлозные Лаки: НЦ-241, НЦ-258
Разбавитель РЭ-8В ГОСТ 18187-72

Ксилол

Бутиловый спирт

18-26 Алкидностирольные Эмаль МС-17
Разбавитель РЭ-9В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Бутиловый спирт

Этилцеллозольв

14-20 Полиэфиракрилатные Эмаль ПЭ-126
Разбавитель РЭ-10В ГОСТ 18187-72

Сольвент

Бутилацетат

Этилцеллозольв

20-26 Маслянные краски, густотертые белила на природных неорганических пигментах
Разбавитель РЭ-11В ТУ 6-10-875-72

Этилацетат

Этилцеллозоль

Циклогексанон

Ксилол

18-24 Эпоксидные Грунтовка ЭФ-083 Эмаль ФЛ-777
Растворитель РЭС-5107 ТУ 6-10-1816-81

Бутилацетат

Толуол

Ксилол

5,0-9,0 Сополимер винилхлорида с винилацетатом Эмаль ХС-5107

Теория растворения

При растворении вещества А в растворителе Б происходит разрушение межмолекулярных взаимодействий типа А-А и Б-Б и возникновение межмолекулярных взаимодействий типа А-Б. Вещество хорошо растворяется в растворителе, если в чистом веществе и чистом растворителе силы межмолекулярного взаимодействия имеют примерно одинаковый порядок. Напротив, если межмолекулярное взаимодействие в чистом веществе значительно сильнее или слабее, чем межмолекулярное взаимодействие в чистом растворителе, то вещество в таком растворителе растворяется плохо. Кратко этот принцип формулируется выражением «подобное растворяется в подобном» (лат. similia similibus solvuntur).

Выделяют следующие типы межмолекулярного взаимодействия:

  • ионное (взаимодействие между ионами);
  • ион-дипольное (между ионами и диполями);
  • направленное (между постоянными диполями);
  • индуцированное (между постоянными и индуцированными диполями);
  • дисперсионное (между атомными диполями);
  • водородные связи (между группами, имеющими полярные связи типа X-H).

Межмолекулярное взаимодействие в чистых компонентах А и Б может быть слабее, чем взаимодействие типа А-Б в растворе. В этом случае при растворении происходит понижение внутренней энергии системы, а сам процесс растворения является экзотермическим. Если же межмолекулярное взаимодействие в чистых компонентах А и Б сильнее, чем в растворе, то внутренняя энергия в ходе растворения повышается за счёт поглощения теплоты извне, то есть растворение является эндотермическим. Большинство процессов растворения являются эндотермическими, и их протеканию способствует повышение температуры.

Характеристики молекул растворителей

Дипольный момент

Основная статья: Электрический дипольный моментРазделение зарядов в молекуле воды (отрицательный заряд показан красным, положительный — синим)

Растворители принято классифицировать по растворяющей способности на полярные и неполярные. Однако, поскольку полярность растворителя нельзя выразить в конкретных физических величинах, предпринимаются попытки выразить полярность через другое физическое свойство. Одним из таких свойств является дипольный момент молекулы растворителя. Дипольный момент является суммой дипольных моментов отдельных связей молекулы, поэтому симметричные растворители (четырёххлористый углерод, бензол) имеют нулевой дипольный момент. Другие ароматические растворители, а также диоксан имеют низкий дипольный момент. Менее симметричные молекулы с полярными связями (спирты, сложные эфиры) имеют более высокий дипольный момент (1,6-1,9 Д); гликоли и кетоны имеют ещё более высокий дипольный момент (2,3-2,9 Д); нитропропан, ДМФА и ДМСО имеют очень высокий дипольный момент (3,7-5,0 Д). Однако диоксан и ДМСО имеют сильно отличающиеся дипольные моменты, но схожую растворяющую способность, поэтому дипольный момент не вполне отражает картину.

Поляризуемость

Основная статья: Поляризуемость

Диполь-дипольные и индукционные взаимодействия в растворах зависят от молекулярной массы растворителя. Поскольку этот параметр не учитывается в дипольном моменте, растворяющую способность растворителя связывают с другим параметром — поляризуемостью. Чем выше поляризуемость, тем более полярные диполи возникают под действием внешнего электрического поля. Следовательно, и межмолекулярные взаимодействия возрастают.

Способность к образованию водородных связей

Водородные связи в метаноле

По прочности образуемых водородных связей растворители делят на три класса:

  • растворители со слабыми водородными связями (углеводороды, хлорированные углеводороды, нитросоединения, нитрилы);
  • растворители с умеренно сильными водородными связями (кетоны, сложные эфиры, простые эфиры, анилин);
  • растворители с сильными водородными связями (спирты, карбоновые кислоты, амины, пиридин, гликоли, вода).

Количественно способность растворителя к образованию водородных связей оценивают по параметру γ. Этот параметр получают, растворяя в исследуемом растворителе дейтерометанол и наблюдая смещение полосы колебания связи O-D в инфракрасном спектре.

Также растворители делят по их роли в образовании водородной связи:

  • доноры протона (хлороформ);
  • акцепторы протона (кетоны, простые эфиры, сложные эфиры, ароматические углеводороды);
  • доноры и акцепторы протона (спирты, карбоновые кислоты, первичные и вторичные амины, вода);
  • не образующие водородной связи (алифатические углеводороды).

Соответственно, если в растворе присутствуют только акцепторы протона, водородная связь образоваться не может. Если в растворе есть доноры водородной связи, то такая связь образуется, что приводит к увеличению растворимости.

Сольватирующая способность

При растворении вещества в растворителе происходит разрыв межмолекулярных связей в веществе, и отдельные молекулы растворённого вещества оказываются окружёнными слоем молекул растворителя. Этот процесс сольватации оценивается величиной степени сольватации β — числом молекул растворителя, которые приходятся на одну молекулу растворённого вещества в сольватационном комплексе. Степень сольватации зависит от размера молекул растворителя, а также от всех перечисленных выше параметров.

Протонные и апротонные растворители

Среди растворителей некоторые могут являться донорами или акцепторами протонов или электронов. По этому признаку выделяют четыре группы:

  • протонные растворители (вода, спирты, карбоновые кислоты и др.) — могут выступать донорами протонов и, как правило, обладают высокой диэлектрической проницаемостью (ε > 15);
  • апротонные диполярные растворители (диметилформамид, диметилсульфоксид, кетоны и др.) — имеют высокую диэлектрическую проницаемость, но не являются донорами протонов и не обладают донорно-акцепторными свойствами;
  • донорные растворители (эфиры);
  • неполярные растворители (углеводороды, сероуглерод) — имеют низкую диэлектрическую проницаемость и не обладают донорно-акцепторными свойствами.

Физические и химические свойства

Испарение

По температуре кипения растворители принято делить на низкокипящие (<100 °C), среднекипящие (100—150 °С) и высококипящие (>150 °C). Для практических целей интерес представляет также летучесть растворителя ниже температуры кипения. В этих условиях жидкий растворитель находится в равновесии со своим паром, давление которого зависит от молярной энтальпии испарения ΔНV и температуры Т и выражается уравнением Клапейрона — Клаузиуса.

ln ⁡ p s = A − Δ H v R T {\displaystyle \ln p_{s}=A-{\frac {\Delta H_{v}}{RT}}}

Скорость испарения не связана напрямую с температурой кипения. Эти величины можно сравнивать только в том случае, если растворители схожи по химической природе. Обычно растворители, образующие водородные связи, менее летучи, чем другие растворители с той же температурой кипения. Это связано с дополнительными затратами энергии на разрушение водородных связей. Поскольку летучесть растворителя связана с многими параметрами, её определяют экспериментально при стандартных внешних условиях и сравнивают с летучестью диэтилового эфира. Выражается летучесть в виде безразмерных чисел испарения (англ. evaporation numbers), которые относятся к значению для диэтилового эфира, равному 1. По этому признаку выделяют растворители:

  • с высокой летучестью (<10);
  • со средней летучестью (10-35);
  • с низкой летучестью (35-50);
  • с очень низкой летучестью (>50).

В США принята похожая классификация, основанная на летучести бутилацетата, которая принята за единицу: быстро испаряющиеся (>3,0), умеренно испаряющиеся (0,8-3,0), медленно испаряющиеся растворители (<0,8).

Гигроскопичность

Основная статья: Гигроскопичность

Некоторые растворители, особенно содержащие гидроксильные группы (спирты и гликоли), поглощают воду из воздуха до установления равновесного состояния, которое зависит от температуры и влажности воздуха.

Плотность

Основная статья: Плотность

Обычно плотность растворителя измеряется при 20 °С и выражается в виде безразмерной величины d20
4, которая является отношением этой плотности к плотности воды при 4 °С. У большинства органических растворителей плотность d20
4 ниже единицы и она уменьшается при нагревании. Исключение составляют галогенуглеводороды, которые тяжелее воды. В гомологическом ряду сложных эфиров и целлозольвов плотность уменьшается с ростом молекулярной массы, а у спиртов и кетонов увеличивается.

Относительная плотность растворителей в гомологических рядах

Сложный эфир d20
4
Целлозольв d20
4
Спирт d20
4
Кетон d20
4
Метилацетат 0,934 Метилцеллозольв 0,966 Метанол 0,791 Ацетон 0,792
Этилацетат 0,901 Этилцеллозольв 0,931 Этанол 0,789 Метилэтилкетон 0,805
Пропилацетат 0,886 Пропилцеллозольв 0,911 Пропанол-1 0,804 Метилпропилкетон 0,807
Бутилацетат 0,876 Бутилцеллозольв 0,902 Бутанол-1 0,810 Амилметилкетон 0,816

Вязкость

Основная статья: Вязкость

В гомологических рядах растворителей вязкость увеличивается с ростом молекулярной массы. Наличие гидроксильных групп в молекулах увеличивает вязкость благодаря образованию водородных связей. При уменьшении температуры вязкость уменьшается. Вязкость растворителя важна, поскольку в основном она определяет вязкость раствора. Маловязкие растворители имеют вязкость ниже 2 мПа·с при 20 °С, растворители средней вязкости — от 2 до 10 мПа·с, а высоковязкие — выше 10 мПа·с.

Воспламенение

Растворители классифицируют по их параметрам воспламеняемости на основании температуры вспышки — температуры, при которой паров растворителя с воздухом воспламеняется открытым пламенем. Температура вспышки снижается при увеличении давления насыщенного пара растворителя, то есть при уменьшении его молекулярной массы и температуры кипения. Температура вспышки связана с температурой кипения эмпирическим уравнением, которое даёт довольно точные значения для углеводородов, кетонов и сложных эфиров, но не подходит для спиртов, гликолей и эфиров гликолей:

T всп = 0,736 T кип {\displaystyle T_{\text{всп}}=0{,}736T_{\text{кип}}}.

Температуры вспышки в гомологических рядах

Сложный эфир Температура вспышки, °С Кетон Температура вспышки, °С
Метилацетат -13 Ацетон -19
Этилацетат -12 Метилэтилкетон -14
Пропилацетат 12 Метилпропилкетон 22
Бутилацетат 22 Бутилметилкетон 23

Из соображений безопасности температуру вспышки стараются повысить. Азеотропные смеси растворителей, однако, имеют более низкую температуру вспышки, чем отдельные компоненты этой смеси, поэтому их использовать для этой цели проблематично. Температуру вспышки толуола можно повысить добавлением хлоралканов. Температуры вспышки смесей не обязательно равны температуре вспышки более воспламеняемого компонента. Если смешиваются растворители разной химической природы (например, алкан и спирт), точка вспышки сильно понижается. Если компоненты имеют сходную природу, то температура вспышки лежит между значениями чистых компонентов.

Пары растворителя могут воспламеняться не только от открытого пламени, но и самопроизвольно при достижении температуры воспламенения. По этому параметру растворители классифицируют на пять групп: T5 (100—135 °С), T4 (135—200 °С), T3 (200—300 °С), T2 (300—450 °С) и T1 (>450 °С).

Взрыв растворителя представляет собой очень быстрый процесс сгорания, который инициируется возгоранием и протекает без поглощения энергии или воздуха извне. Взрыв может произойти только в том случае, если пары растворителя и воздух находятся в определённом соотношении, которое определяется верхним и нижним пределом воспламенения.

Химические свойства

Химическая инертность является одним из важных условий для того, чтобы жидкость могла использоваться в качестве растворителя. Алифатические и ароматические углеводороды хорошо отвечают этому условию. Спирты также весьма устойчивы, однако они реагируют с щелочными, щелочноземельными металлами и алюминием, превращаются в карбоновые кислоты под действием сильных окислителей, а также реагируют с изоцианатами (поэтому их не используют для растворения полиуретановых красителей).

Простые эфиры, в том числе эфиры гликолей, при длительном стоянии на воздухе и на свету образуют пероксиды. Сложные эфиры и кетоны достаточно устойчивы, хотя сложные эфиры могут гидролизоваться до карбоновых кислот и спиртов, особенно в кислой или щелочной среде. В нейтральной среде этот процесс происходит гораздо медленнее: за 130 дней при 20 °С из 44 г этилацетата в 1 л воды гидролизуется около 15 г.

Хлорированные растворители в присутствии оснований и металлов выделяют хлороводород, хотя в них обычно добавляют стабилизаторы, чтобы этого избежать.

Применение

Краски

В красках используются сложные композиции растворителей, которые меняются в зависимости от назначения краски, температуры и времени высыхания. Краска, высыхающая при комнатной температуре, содержит примерно 45 % легкокипящих, 45 % среднекипящих и 10 % высококипящих растворителей. Легкокипящие растворители обеспечивают быстрое высыхание краски, а высококипящие — ровную поверхность слоя. Если покрытие будет высыхать при повышенной температуре, то краска, напротив, не содержит легкокипящих растворителей, потому что при нагревании они будут вспучивать поверхность слоя. Также важную роль при формулировании состава растворителей играет связующее вещество.

Также при создании композиции учитывают вязкость растворителя, его влияние на механические свойства лакокрасочного покрытия и другие параметры, включая особенности использования. Например, в чернилах для печати нужно использовать растворители, которые легко растворяют связующее вещество, однако в то же время растворитель не должен взаимодействовать с медными роликами или резиной в системе печати.

Составы для удаления краски

Для удаления слоя краски используют растворители, которые либо хорошо растворяют, либо способны приводить к существенному набуханию связующих компонентов краски. Особенно часто применяется смесь дихлорметана с низкокипящими кетонами или сложными эфирами. В эти составы добавляют небольшое количество высококипящих растворителей (тетрагидронафталин, лигроин, бензиловый спирт и др.), чтобы замедлить испарение. Современные составы не содержат хлоралканов: их готовят из высококипящих растворителей (ДМФА, ДМСО, карбоната пропилена и N-метилпирролидона) с добавлением спиртов либо ароматических веществ.

Производство волокон

При производстве волокон растворы готовят с использованием таких растворителей, которые являются недорогими, летучими, хорошо регенерируемыми и имеют по возможности минимальную вязкость. Так, для триацетата целлюлозы применяют дихлорметан и метанол, для поливинилхлорида — ацетон, для полиакрилонитрила — диметилсульфоксид или пропиленкарбонат.

Обезжиривание

Для обезжиривания металлов используют кетоны и хлоруглеводороды (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, дихлорметан). При этом последние стабилизируют, чтобы при контакте с металлами не происходило выделение хлороводорода. Постепенно органические растворители заменяются водными составами, что связано с охраной окружающей среды.

Экстракция

Растворители широко применяются в экстракционных процессах для промышленного разделения, выделения или очистки веществ. Например, ненасыщенные компоненты из растительных масел удаляют метанолом или фурфуролом. Также растворители находят применение в экстракционной дистилляции: в этом случае к разделяемой смеси добавляют высококипящий растворитель, который избирательно взаимодействует с одним из компонентов, понижая его летучесть. Так, например, циклогексан (т. кип. 80,8 °С) и бензол (т. кип. 80,1 °С) удаётся разделить дистилляцией после добавления анилина, поскольку он сильнее взаимодействует с бензолом, чем с циклогексаном.

Хроматография

Растворитель в хроматографии выполняет роль подвижной фазы и конкурирует за растворённое вещество с твёрдым сорбентом. Распределение веществ между этими фазами зависит не только от природы сорбента, но и от особенностей растворителя. Растворители группируют в элюотропные ряды, которые отражают элюирующую способность растворителя (которая в случае полярных сорбентов возрастает с полярностью растворителя).

Проведение химических реакций

Проведение реакции Гриньяра в тетрагидрофуране

Растворители служат реакционной средой при проведении органического синтеза. Они обеспечивают контакт между реагирующими веществами, создавая гомогенную среду, а также влияют на равновесие, скорость и порядок реакции, взаимодействуя с исходными веществами, продуктами, а также промежуточными частицами. В зависимости от типа реакции необходимы разные растворители. С накоплением опыта для некоторых реакций были подобраны подходящие растворители:

  • гидрирование: спирты, ледяная уксусная кислота, углеводороды, диоксан;
  • окисление: ледяная уксусная кислота, пиридин, нитробензол;
  • галогенирование: четырёххлористый углерод, тетрахлорэтан, ксилол, нитробензол, ледяная уксусная кислота;
  • этерификация: бензол, толуол, ксилол, дибутиловый эфир;
  • нитрование: ледяная уксусная кислота, дихлорбензол, нитробензол;
  • диазотирование: этанол, ледяная уксусная кислота, бензол, диметилформамид;
  • азосочетание: метанол, этанол, ледяная уксусная кислота, пиридин;
  • реакция Гриньяра: диэтиловый эфир;
  • реакции Фриделя — Крафста: нитробензол, бензол, дисульфид углерода, четырёххлориствый углерод, тетрахлорэтан, 1,2-дихлорэтан;
  • дегидратация: бензол, толуол, ксилол;
  • сульфирование: нитробензол, диоксан;
  • дегидрогалогенирование: хинолин;
  • декарбоксилирование: хинолин;
  • образование ацеталей: гексан, бензол;
  • конденсации кетена: диэтиловый эфир, ацетон, бензол, ксилол.

Токсическое действие

Острая и хроническая токсичность

Растворители оказывают разное действие на человека, животных и растения. Это действие зависит как от количества растворителя, так и от времени действия. Воздействие большого количества растворителя в течение короткого времени может привести к острым нарушениям здоровья, а продолжительное воздействие малых доз может привести к хроническим последствиям и сенситизации, а также аллергии.

Токсичность растворителей количественно выражают в виде полулетальной дозы LD50 либо, поскольку воздействие растворителя часто происходит при вдыхании, в виде полулетальной концентрации LC50. При вдыхании растворители всасываются через лёгкие и попадают в кровоток, а затем накапливаются в тканях с высоким содержанием липидов (нервах, головном мозге, спинном мозге, жировой ткани, печени и почках). Также растворители могут оказывать вредное действие на клетки. В некоторых случаях растворители попадают в организм через кожу или — реже — через пищеварительный тракт.

При остром отравлении растворителями возникает головокружение, сонливость, головная боль, потеря сознания и признаки наркотического действия. Хроническое действие трудно обнаружить на начальных стадиях, но впоследствии из-за него происходит повреждение тех или иных органов в зависимости от конкретного растворителя.

При действии растворителей на кожу может происходить либо растворение жирового слоя, которое приводит к возникновению трещин и повышению риска инфекции, либо непосредственно возникает воспаление и образование волдырей. Очень легко через кожу всасываются анилин, бензол, диметилацетамид, диметилформамид, диоксан, метанол, нитробензол, четырёххлористый углерод и некоторые другие растворители.

Канцерогенность

В Германии, согласно техническим инструкциям, касающимся опасных веществ (нем. Technische Regeln für Gefahrstoffe TRG 900), некоторые растворители классифицируются как канцерогены. Они попадают в раздел А (вещества, для которых канцерогенный эффект однозначно продемонстрирован) и раздел B (вещества, которые оправданно считаются подозрительными на канцерогенность). Раздел А включает в себя подраздел А1 (вещества, которые, согласно опыту, могут вызывать злокачественные опухоли у человека) и подраздел А2 (вещества, канцерогенный эффект которых был ясно показан в экспериментах с животными). В этих списках находятся следующие растворители:

  • А1: бензол;
  • А2: 1,2-дихлорэтан, гексаметапол, 2-нитропропан;
  • B: анилин, хлорэтан, дихлорметан, диоксан, 1,1,2,2-тетрахлорэтан, тетрахлорэтилен, четырёххлористый углерод, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен и хлороформ.

Тератогенность и эмбриотоксичность

В Германии потенциально тератогенные и эмбриотоксичные вещества делят на четыре группы: с показанными эффектами (группа А), с вероятными эффектами (группа B), без эффектов при условии соблюдения ПДК (группа C), вещества, для которых оценка пока невозможна (группа D). В соответствии с этой классификацией, в группе B находятся диметилформамид, этилцеллозольв, ацетат этилцеллозольва, метилцеллозольв, ацетат метилцеллозольва, 2-метоксипропанол-1, ацетат 2-метоксипропанола-1, дисульфид углерода, толуол и хлороформ. Ряд растворителей также находится в группах C и D.

FILED UNDER : Справочник

Страницы