Растворителями называют вещества, с помощью которых разнообразные материалы можно перевести в текучее (жидкое) состояние, не изменяя при этом их химической природы. Последнее означает, что все манипуляции, в которых используется растворитель, являются обратимыми. После того как пары растворителя улетучатся, материал вновь обретает исходное состояние. С ним не происходит никаких химических превращений. Самый очевидный и известный каждому пример – обыкновенная вода. Она способна в различной степени растворять большинство существующих на Земле веществ. Подтверждение этому – в составе Мирового океана, где при химическом анализе можно обнаружить почти все представленные в природе элементы и соединения, включая даже ионы драгоценных металлов. Однако в быту и на производстве чаще приходится решать задачу растворения синтетических смол и полимеров. Они в воде не растворяются, поэтому потребуются более активные вещества.
Хотя химические реакции при растворении не наблюдаются, этот процесс нельзя считать простым. Взаимодействие вещества с растворителем происходит на молекулярном уровне и во многом определяется особенностями их элементарной структуры. При растворении разрушаются связи между отдельными молекулами чистого компонента и проявляются силы взаимодействия их с веществом растворителя. При этом сам характер возникающих взаимодействий во многом зависит от свойств молекул каждого из них. При различном сочетании могут создаваться связи разной природы – ионные, дипольные, водородные. Поэтому подбор наиболее подходящего растворителя для конкретного материала не всегда оказывается простой задачей. Чтобы отчасти помочь потребителям, созданы многокомпонентные смеси. В их состав входит сразу несколько растворителей разной природы. Это повышает универсальность смесей и позволяет усилить достоинства каждого компонента, нивелируя их недостатки.
С помощью растворителя можно при обычной комнатной температуре на время придать текучее жидкое состояние разнообразным твердым материалам, смолам, густым пастообразным продуктам. Это определило основные направления применения растворителей как в промышленных целях, так и в быту:
- придать материалам состояние, в котором с ними можно проводить операции, недоступные для сухих или вязких продуктов – перемешивать, перекачивать по трубам, процеживать через фильтры и многие другие;
- соединять в гомогенный раствор (без выраженных фазовых границ) вещества, которые в чистом состоянии не допускают этого. Например, многие жиры полностью нерастворимы в воде, но поддаются органическим растворителям. Если после этого смешать их с водой, получается однородная жидкость;
- выделять из сложных смесей отдельные компоненты по разнице скоростей их взаимодействия со специально подобранным растворителем;
- восстанавливать состояние загустевших материалов после хранения.
Промышленное применение растворителей отличается огромным разнообразием. Без них не обойтись при синтезе полимеров, извлечении полезных составляющих из реакционных смесей, множестве других технологических процессов. Даже очистка пищевых продуктов (например, растительных масел) нередко происходит методом экстракции из раствора. Но в условиях дома или небольшой мастерской использование растворителя требуется лишь в нескольких случаях. Среди них можно выделить два основных.
Обезжиривание поверхностей. Часто требуется очистить детали или предметы от жировых пятен, засохших следов и прочих загрязнений, которые не поддаются смыванию водой. Причина понятна – масла и жиры не растворимы в воде, даже если в нее добавить моющее средство. В этих случаях достаточно протереть грязную вещь ветошью, смоченной растворителем, чтобы проблема была решена. Тем же способом готовят деревянные или металлические предметы перед нанесением покрытий или окраской.
Окрасочные работы. Лакокрасочные материалы (эмали, краски, лаки) – самый частый пример жидких синтетических полимеров, которые можно встретить в быту. Растворитель обязательно присутствует в составе самой краски, поэтому он понадобится, чтобы развести до рабочего состояния загустевший материал.
С помощью активного растворителя и долгого перемешивания можно даже восстановить характеристики частично высохшей краски. Промыть после работы инструмент, удалить случайные капли и почистить одежду тоже получится, если использовать растворитель. Важное качество краски, прямо влияющее на результат, – это ее вязкость, от которой зависит, как хорошо материал растекается по поверхности, удерживается на кисти или валике. При пневматическом методе окраски (краскопульт) показатель вязкость должен находиться в довольно узких пределах, что также достигается разбавлением.
Для разделения на группы всех веществ, которые могут быть использованы для растворения, разработано несколько способов классификации: по химическому составу, по активности молекул к водородным связям, по дипольному моменту и т. д. Однако для повседневных нужд достаточно понимать основные способы обозначения. По принадлежности к основным видам химических веществ выделяют неорганические и органические растворители:
- неорганические – вода, сильные кислоты (серная, соляная), растворы некоторых солей, низкотемпературные расплавы;
- органические – охватывают все основные типы углеводородов, спиртов, эфиров, кетонов и т. д.
Количество отдельных веществ в составе дает основание выделять однокомпонентные и многокомпонентные растворители. Для первых существует уникальная формула и номенклатурное наименование. Вторые являются смесью двух и более жидкостей, не вступающих в реакцию друг с другом. Примеры органических материалов каждой группы:
- однокомпонентные – ацетон, толуол, уксусная кислота, бутилацетат;
- многокомпонентные – сольвент, нефрас, уайт-спирит, керосин, скипидар, номерные марки (646…651).
Некоторые рецептуры многокомпонентных смесей летучих органических жидкостей приобрели популярность в роли универсальных растворителей благодаря удачному сочетанию характеристик. Они зафиксированы в нормативно-технической документации и рекомендованы к применению. Самые известные составы нормируются специальным стандартом ГОСТ 18188-2020, недавно заменившим аналогичный документ 1972 года. Для обозначения отдельных рецептур использованы условные номера.
Растворитель марки 646. Согласно определению стандарта его назначение – разбавлять нитроцеллюлозные лакокрасочные материалы (ЛКМ), а также другие виды красок и эмалей. В его состав входят:
- толуол – 50 %;
- этанол – 15 %;
- бутанол – 10 %;
- бутилацетат – 10 %;
- этилцеллозольв – 8 %;
- ацетон – 7 %.
На практике установлена эффективность при работе с широким спектром пленкообразующих ЛКМ: нитроцеллюлозных НЦ; алкидных ПФ и ГФ; меламидноалкидных МЛ; эпоксидных ЭП; масляных МА и ряда других. Характеризуется сольватирующей активностью выше среднего уровня. Агрессивен в отношении ряда полимеров, поэтому не пригоден при обезжиривании пластмасс. Пары токсичны при длительном вдыхании, могут вызывать изменения в состоянии сознания, отеки дыхательных путей. Благодаря большим объемам производства и популярности относительно недорог.
Растворитель марки 647. По ГОСТу его назначение – разбавление нитроцеллюлозных и других типов ЛКМ при окрашивании легковых автомобилей. На практике востребован для работы не только с красками НЦ, но и алкидами ПФ, ГФ и МЛ, полиуретановыми УР, карбамидными МЧ, перхлорвиниловыми ХВ и некоторыми другими.
Его состав:
- бутилацетат – 29,8 %;
- этилацетат – 21,2 %;
- бутанол – 7,7 %;
- толуол – 41,3 %.
В рецептуре отсутствует ацетон, поэтому активность в отношении полимеров у этого растворителя ниже. Его допустимо использовать при обезжиривании и подготовке к окрашиванию деталей из пластмасс. Также с его помощью восстанавливают блеск ранее нанесенных слоев краски, поскольку при протирании материал растворяет тончайший верхний слой покрытия, который заполняет микротрещины и следы выветривания, создавая эффект глянца.
Растворитель марки Р-4. В его состав входит лишь три самых распространенных летучих органических жидкости – ароматический углеводород, кетон и сложный эфир:
- толуол – 62 %;
- ацетон – 26 %;
- бутилацетат – 12 %.
Их сочетание проявляет активность в отношении практически всех пленкообразующих смол, из которых сделаны доступные в быту поликонденсационные краски: ПФ, ГФ, МЛ, МЧ, АУ, УР, КО, ФЛ, НЦ, ЭП. Используется он и как разбавитель для полимеризационных ЛКМ марок ХВ, ХС, АС и иных. Повышенная летучесть обеспечивает быстрое высыхание, но и определяет пожароопасность и токсичность паров.
Существует несколько важных условий, которые стоит выполнять, работая с растворителем, чтобы не было неприятных последствий.
Правило 1. Все органические растворители очень быстро испаряются, поэтому нельзя работать с ними в закрытом помещении, где нет достаточного воздухообмена. Если нельзя выполнять работу на открытом пространстве, нужно позаботиться о хорошем проветривании.
Правило 2. Практически любой растворитель относится к легковоспламеняющимся веществам, а их пары вообще способны создавать при некоторой концентрации взрывоопасную смесь с воздухом. Поэтому, находясь в зоне окрасочных работ, категорически нельзя курить или использовать открытый огонь. Искры, электросварка, механическая обработка металла – все это может закончиться взрывом или пожаром, если рядом есть растворитель.
Правило 3. Все органические растворители токсичны для человека и животных. Поэтому не нужно дышать их парами, допускать попадание на кожу и слизистые оболочки глаз или носоглотки. Здесь принцип прост: чем активнее растворитель, чем лучше он справляется со своей задачей, тем сильнее он повлияет и на органические молекулы, из которых состоит тело человека. Сравнительно малую угрозу представляют вещества, полученные из нефти (керосин, уайт-спирит), в то же время едкие хлорсодержащие углеводороды (дихлорэтан) вообще запрещены к розничной продаже и использованию в быту.
Правило 4. Сегодня практически любая ткань включает некоторую долю синтетических волокон, на которые растворитель воздействует разрушительно. Поэтому работая с красками, лучше внимательно следить за одеждой и окружающими предметами. Случайная капля растворителя может непоправимо испортить их.
Несколько рекомендаций помогут выбрать из десятков сортов растворителей, обычно представленных в любом крупном строительном магазине, тот единственный, который лучше других подойдет для решения конкретной задачи.
Совет № 1. Перед тем как идти за покупкой, определитесь, какой конкретно тип растворителя рекомендован производителем лакокрасочного материала. Для этого изучите внимательно характеристики на упаковке или прочтите описание в Сети.
На заметку. Собирая информацию в интернете, не доверяйте сомнительным источникам! К сожалению, многие авторы, не утруждаясь проверкой, размещают не всегда достоверные сведения о свойствах и совместимости разных сортов красок и растворителей. Лучше используйте данные с официальных сайтов производителей.
Совет № 2. Ошибка в выборе растворителя может закончиться тем, что вся приготовленная краска будет испорчена. В самом неприятном случае проблема проявится уже после высыхания покрытия. Это приведет к затратам не только на покупку новой краски, но и очистку и повторную подготовку всей поверхности. Поэтому если не уверены наверняка, что купленные растворитель и краска совместимы – сперва сделайте пробную покраску на небольшом незаметном участке.
На заметку. Самые обидные дефекты, которые невозможно обнаружить, пока краска еще жидкая, – это проблемы, возникающие при высыхании уже нанесенной пленки. Специалисты знают их: шагрень; появление белесых пятен и разводов; оптические эффекты в верхнем слое лака (радужность, муар); расслоение пигмента и масса других. Предвидеть их без пробной покраски зачастую невозможно.
Совет № 3. Рецептуры номерных растворителей (Р-4, 646–650 и другие) входят в нормативную документацию и защищены государственными стандартами. Однако реальность такова, что не всегда надпись на этикетке соответствует реальному содержимому упаковки. Поэтому, чтобы не приобрести низкосортную фальшивку, покупайте продукцию только проверенных надежных заводов. Лучше делать это в крупном торговом центре, отвечающем за качество товара, а не в придорожном киоске.
