Природные
смолы. Основные виды и
свойства
Вплоть
до середины
прошлого 20 века в мебельной
промышленности использовались исключительно натуральные лаки,
изготавливаемые на основе природных компонентов.
Пленкообразующими веществами этих лаков были природные смолы, а
растворителями - спирт и скипидар. Благодаря успехам химии
полимеров к концу 20 века натуральные лаки были
почти полностью вытеснены из мебельного
производства. Натуральные лаки и краски
сохранили
свои позиции в искусстве
и ремеслах.
Пока не было синтетических полимеров, природные смолы
часто использовались в качестве пластмасс. На фото показаны формованные из шеллака антикварные
изделия, - шкатулки и т.п.
В последнее время, вновь возрастает интерес к применению
в некоторых группах мебели исключительно натуральных
материалов,
включая и отделку (т.н. экологически чистая мебель).
Поэтому, ниже
приведены сведения о природных смолах,
используемых в производстве натуральных лакокрасочных материалов. В
основу этой заметки положены несколько
соответствующих
статей Большой Советской Энциклопедии.
Что такое природные смолы?
Смолы природные
представляют
собой
натуральные твёрдые вещества различной прозрачности и окраски (от
бесцветных до
тёмно-коричневых), содержащиеся в смолоносных растениях. Эти
смолы извлекают из жидкостей (живицы и др.), которые
выделяются
на поверхность растений в результате ранения.
Образующийся прочный смоляной натек
защищает
тело растущего дерева от дальнейших
биологических и
др. повреждений.
Большая часть
природных смолы
добывается в
регулярном лесном хозяйстве из растущих деревьев методом
подсочки, а также извлекается из пней и др. порубочных
остатков.
Окаменевшие ископаемые природные смолы добывают
разработкой соответствующих месторождений.
Природные смолы
нерастворимы в
воде, плавятся при нагревании, растворяются или набухают в
органических растворителях и
способны к плёнкообразованию. Некоторые природные смолы
обладают сильным запахом или ароматом.
Основными компонентами
природных смол
являются:
смоляные
кислоты,
одно- или многоатомные смоляные спирты (резинолы);
сложные эфиры смоляных кислот и смоляных спиртов или одноатомных
фенолов (таннолов);
химически инертные вещества, относящиеся, по-видимому, к
гетероциклическим соединениям.
В природных смолах
могут
присутствовать эфирные масла и
вода.
Смоляные кислоты занимают в составе
природной
смолы 80—95%. Смоляные кислоты представляют
собой изомерные циклические карбоновые кислоты
общей формулы CigHzgCOOH (а также их дигидро-, тетрагидро- и
дегидропроизводные — C19H29COOH, C19H23COOH, C19H27COOH). Они в
значительных количествах содержатся в живице (60—65%), талловом
масле (30—60%) и продукте их переработки — канифоли (80—95%).
Например, в живице из отечественной сосны обыкновенной (Pinus
silvestris) идентифицировано девять смоляных кислот (абиетиновая
кислота, левепимаровая и др.). В промышленности С. к. применяют обычно
в виде канифоли и её производных (например, эфиров). Виды природных смол
К наиболее важным природным смолам
относятся канифоль,
копалы, шеллак, янтарь, мастикс, сандарак, даммара, акароид. До 30-х
гг. 20 в. Смолы природные, широко применяли в производстве масляных
лаков (копалы, янтарь), спиртовых лаков (шеллак, «мягкие» копалы,
сандарак), смоляных лаков (даммара, мастикс), а также для изготовления
клеев, граммофонных пластинок, линолеума, бальзамирующих средств,
сургуча, составов для курительных свечей и др.
В лакокрасочной
промышленности чаще др. применяют канифоль,
продукты её модификации, а также шеллак и янтарь (отходы от
производства украшений).
Смолы природные, используют и в мыловарении,
для изготовления светящихся составов, политур, аппретов, косметических
препаратов, пластырей, жевательной резинки. Они более или менее широко
используются и в др. промышленных отраслях : целлюлозно-бумажной,
резинотехнической, пластмассовой индустрии и пр.
Ниже приведены краткие описание наиболее известных природных смол.
Акароид
(англ. acaroid) - жёлтая или красная смола, выделяемая
австралийским
жёлтым деревом Xanthorrhea; используется при производстве лаков,
покрытий и т.п.
Даммара, смола хвойного
дерева
Dammara orientalis,
из рода
агатис, распространенного в Ост-Индии, на Молукских
островах, на Борнео, Яве и Суматре.
Смола
примененяется для приготовления прозрачных стойких лаков для живописи.
Канифоль (от названия древнегреч.
города Колофон (Kolophon) в Малой Азии), хрупкое, стекловидное вещество
от
светло-жёлтого до тёмно-красного цвета. Канифоль входит в состав смолистых
веществ хвойных деревьев и получается как остаток после отгонки из них
летучей части. Плотность 1,07—1,085 г/см3,
температура размягчения 52—70 °С. Плохой проводник тепла и
электричества. Канифоль хорошо растворима в эфире, спирте, нерастворима
в воде.
Состоит из смоляных кислот
(80—95%), имеющих общую формулу C19H29COOH,
и из нейтральных неомыляемых веществ (5—12%).
В зависимости от вида сырья
и способа
получения различают:
- канифоль живичную
(получают отгонкой
скипидара из очищенной
живицы),
- канифоль экстракционную
(получают
экстракцией измельченной
древесины просмолённых сосновых пней органическими растворителями,
преимущественно бензином) и
- канифоль талловую
(получают фракционной
разгонкой сырого
таллового масла — продукта переработки мыла сульфатного).
Канифоль и её производные
широко применяется в
различных
отраслях промышленности , в т.ч. для проклейки бумаги и
картона, в резинотехнической промышленности,
производстве
пластмасс, электронных приборов. и др.
Канифоль является составной
частью многих видов лаков и красок, в т.ч.
основой т.н. канифольного лака.
Копалы (исп. copal — смола),
заимствовано из языка
мексиканских индейцев науа, ископаемые природные смолы. Состоят в
основном из смоляных кислот.
Копалы отличаются большой твёрдостью,
высокой температурой плавления (до 360 °С и выше), химической
стойкостью; плотность 1,03—1,07 г/см3. Копалы имеют
различную окраску: от бесцветных до коричневых. Названия
копалов
чаще происходят от мест добычи, например: занзибар, мозамбик,
ангола, борнео, бразильский и др. Из копалов изготавливают
т.н.
копаловый лак.
Шеллак (голл.
schellak), термоплавкая
природная
смола животного происхождения, вырабатываемая насекомыми (т. н.
лаковыми червецами), которые паразитируют на некоторых древесных
тропических и субтропических растениях.
Состоит, главным
образом
из алифатических полиоксикислот. Хорошо растворим в щелочах и в низших
алифатических спиртах, слабо - в бензоле и почти нерастворим в бензине,
жирах и маслах. Шеллак отдирают от коры дерева, обрабатывают горячей
водой, расплавляют и фильтруют. По окраске различают шеллак
тёмный, оранжевый и бледный. Бесцветный шеллак получают отбелкой
окрашенных сортов животным углём, хлорной известью или сернокислым
натрием.
Применяется для приготовления спиртовых лаков и
политур, а также в качестве ремонтного средства для
заполнения
дефектных мест в древесине (трещин, вмятин и
т.п.).
Янтарь
(от литов. gintaras, латыш.
dzintars), минерал
класса органических соединений, ископаемая смола хвойных деревьев в
основном палеогенового периода; иногда термин янтарь
неоправданно
широко применяют к любым ископаемым смолам мелнеогенового возраста,
обладающим сходными внешними признаками, но отличающимся от янтаря по
химическому строению.
Химический состав янтаря: C
— 76—81%; H —
10—10,5%; O —
7,5—13,0%; N и S — десятые доли %. Янтарь аморфен, представляет собой
каркасный полимер. Встречается в виде натёков, капель, линзовидных
слепков «смоляных карманов» и их обломков, размерами 0,02—50 см
(обычно 2—30 мм); макс. масса выделений до 10 кг.
Цвет янтаря —
водяно-прозрачный (редко),
молочно-белый,
красно-коричневый (окисленный янтарь); обычно жёлтый, очень редко в
отражённом свете голубой или зелёный. Янтарь
прозрачен или замутнён; в зависимости от степени замутнённости
различают: облачный (полупрозрачный) янтарь, бастард (просвечивает в
тонких сколах), костяной и пенистый (непрозрачный). Часть янтарь
содержит т. н. инклюзы — включения насекомых и растительных остатков.
При нагревании янтарь плавится,
разлагаясь, в интервале 300—340 °С; без доступа воздуха размягчается
при 140 °С, мелкие кусочки при этом могут быть спрессованы в более
крупные блоки т. н. прессованного яннтаря, замутнённые разности
превращаются в прозрачные. Янтарь обладает хорошими диэлектрическими
свойствами.
Основные
месторождения янтаря — в палеогеновых отложениях по берегам Балтийского
моря; встречается также в песчано-глинистых породах олигоцена в районе
г. Киева, в бассейне р. Припять, а также в ледниковых отложениях на
территории СССР (в пределах прибалтийских республик, БССР, УССР), ПНР,
ГДР, ФРГ, Дании, Швеции и других стран. Крупнейшее в мире промышленное
месторождение янтаря — Приморское (Пальмникенское) в Калининградской
области.
Янтарь использовался для
изготовления
украшений ещё в глубокой
древности (эпоха неолита, в бронзовом и железных вв.). Прессованный
янтарь (т. н. «амброид») идёт на изготовление изоляторов и дешёвых
поделок. Янтарь низкого качества (около 60% добычи) подвергается сухой
перегонке, после чего получают т. н. «янтарную канифоль» — сырьё для
изготовления лаков и красок, в небольших количествах янтарную кислоту,
янтарное масло и пр.
Мастикс
(от
греч. μαστίχα)
мастиковая смола (мастика), получаемая
подсочкой стволов
мастикового дерева. В отвердевшем виде представляет собой желтоватые
каплеобразные комочки; очень ароматичен. Состоит из эфирного масла
(2—3
%), смоляных кислот (около 42 %), горечи мастицина (5 %) и
углеводородов резенов (около 50 %). Благодаря присутствию смоляных
кислот мастикс обладает антисептическим свойством. Используется при
производстве лаков, а также в виде настоек для полоскания полости рта и
как связывающее вещество при приготовлении пилюль и пластырей.
Сандарак (от
греч. sandaráke),
жёлтая смола, получаемая при
подсочке деревьев семейства кипарисовых: каллитриса — Callitris preissi
(Австралия) и сандаракового дерева — Tetraclinis articulata (Северная
Африка).
Из сандарака изготавливают бесцветный спиртовой
лак,
используемый для покрытия картин, пропитки картона, в фотографии и
зубоврачебной практике.
Примечание. Большую и
подробную статью посвященную природным смолам и бальзамам я
нашел
в кэше Googl. Она сохранена в архиве Сетевой Академии Мебели в формате
Word "Смолы и бальзамы", А. Гинзбург (общее понятие о смолах
и
бальзамах, классификация, внешний вид и свойства, химический состав,
анализ, описания смол) смотреть
документ
275 кб.
автор Абушенко
Александр Викторович
июнь
2006
|