В зависимости от температуры кипения, все растворители классифицируются таким образом:
- низкокипящие: температура кипения меньше 100 °С;
- среднекипящие: температура кипения от 100 до 150 °С;
- высококипящие: температура кипения более 100°С.
Температура кипени любой жидкости – это температура, при которой давление насыщенного пара этой жидкости достигает 101,3 кПа. Определенное количество тепловой энергии расходуется на испарение жидкости, поэтому извлекается из окружающей среды, что приводит к охлаждению жидкости.
Знание диапазона температур кипения растворителя важно при перегонке и в процессах экстракции. В лакокрасочном производстве важным является знание такого показателя как летучесть растворителя, который меньше величины температуры кипения. Ниже температуры кипения жидкость находится в равновесии со своими парами, давление насыщенного пара Р меньше 101,3 кПа и рассчитывается по кривой давления насыщенного пара в соответствии с уравнением Клаузиуса-Клапейрона (интегральная форма).
lnPs = A-(Hv/RT)
где А — константа; Hv — молярная энтальпия испарения; R — газовая постоянная; T — абсолютная температура. Чем выше температура, тем больше давление насыщенного пара; Hv увеличивается с увеличением температуры кипения растворителя в соответствии с правилом Пиктета-Троутона:
Hv/Ts=const
Не существует прямой зависимости между летучестью и температурой кипения растворителя. Обычно летучесть уменьшается с увеличением температуры кипения растворителей, принадлежащих одному гомологическому ряду. Многокомпонентные растворители, которые склонны к образованию водородных связей (например, вода, спирты, амины) менее летучи, чем другие растворители с такой же температурой кипения. Это происходит потому, что энергия сначала тратится на разрушение водородных связей, и лишь потом на процесс парообразования.
Если вещество с относительно высокой молекулярной массой растворяется в растворителе, интенсивность его парообразования уменьшается. Растворители быстрее испаряются из растворов сложных и простых эфиров целлюлозы, чем из растворов полимеров или смол. Летучесть растворителя из полимерной пленки зависит от разницы между параметрами растворимости растворителя и полимера. Растворитель, чьи параметры лежат близко к центру области растворимости полимера, сильно взаимодействуют с полимером; поэтому растворители медленно испаряются из высушиваемой пленки полимера и даже могут удерживаться внутри нее. Растворители, которые слабо взаимодействуют с полимером, расположены на границе области растворимости полимера (т. е. в переходной области между растворителями и нерастворителями) и, следовательно, они более легко испаряются из полимерной пленки.
Растворители не только должны быстро испаряться после нанесения пленки краски, но они также должны способствовать образованию покрытия. А именно:
1. Предотвращать образование пузырей и абсорбцию конденсируемых паров воды из атмосферы, которые образуются в результате охлаждения при испарении растворителя. 2. Контролировать текучесть краски. 3. Предотвращать появление осадка и помутнения пленки краски. 4. Предотвращать усадку пленки.
Поэтому в состав краски всегда входят несколько растворителей: низкокипящие, среднекипящие и небольшое количество высококипящих растворителей.
