Некоторые виды сырья для получения искусственной кожи, а также некоторые
технологии ее производства требуют применения растворов, для получения
которых нужны различные растворители, чаще всего жидкие органические
вещества.
Растворители служат только в качестве вспомогательных веществ и должны
быть, удалены в процессе сушки. Отработанные растворители могут быть
подвергнуты регенерации, выведены через вытяжную вентиляцию,
использованы для производства энергии.
Очевидно, что, исходя из требования охраны окружающей среды, нужно
применять первый и третий пути, хотя второй путь можно еще довольно
часто встретить на практике.
Регенерация растворителя осложняется в том случае, если используется
смесь нескольких растворителей и нельзя провести их дистилляционное
разделение.
Общие требования к растворителям
Растворяющая способность — это свойство вещества смешиваться с другим
веществом с образованием прозрачного гомогенного раствора без изменения
химической структуры растворенного вещества.
Но не каждое вещество может растворяться в любой жидкости, и для каждого
полимера, который применяется в производстве искусственной кожи, имеются
совершенно определенные растворители. Так, например, поливинилацетат
растворяется в этилацетате, а ПВХ в нем только набухает, а растворяется
в более сильных полярных растворителях, таких, как циклогексанон,
диметилформамид или тетрагидрофуран.
Даже в пределах одного класса полимеров имеются различия в
растворимости. Например, имеются полиуретаны, которые растворяются в
этилацетате, в то время как другие растворимы только в очень эффективных
растворителях, таких, как диметилформамид.
Данные о растворяющей способности растворителей или растворимости
полимеров можно найти в различных справочниках и проспектах
фирм-поставщиков, получить с помощью лабораторных опытов.
Для оценки растворяющей способности растворителей имеется ряд критериев.
Д и с п е р г и р ующая способность растворителя — это его способность
диспергировать полимер до размеров
элементарных частиц (макромолекул). В зависимости
от степени диспергирования веществ различают коллоидно-дисперсное и
молекулярно-дисперсное распределение. Данные о степени дисперсности
полимера можно получить, измерив вязкость их растворов. Чем ниже
относительная вязкость, тем выше степень диспергирования. Относительная
вязкость системы вычисляется по вязкости раствора и вязкости
растворителя (см. раздел 1.4.7). Как правило, предпочтение отдается на
практике тому растворителю, который при одинаковой концентрации дает
раствор более низкой вязкости. Обычно стремятся получить для переработки
растворы с наименьшим количеством растворителя и высоким содержанием
растворяемых веществ.
Скорость растворения (диспергирования) зависит от типа растворителя,
ряда внешних условий, формы частиц растворяемого вещества
(мелкозернистое, порошкообразное вещество растворяется быстрее, чем
крупные куски).
Механическое размешивание и нагревание тоже увеличивают скорость
растворения. Сравнивая эффективность различных растворителей при
постоянных внешних условиях, обычно определяют, за какой промежуток
времени растворяется определенное количество веществ.
Смешиваемость растворителя с другими растворителями необходимо учитывать
в тех случаях, когда необходимо применять смеси растворителей, например
при получении лаков. Иногда бывает, что к хорошему растворителю
добавляют жидкостй, которые имеют худшую растворяющую способность или
вообще ею не обладают. Эти вещества называются разбавителями.
Смешиваемость разбавителя с растворителем тем лучше, чем больше
разбавителя можно добавить к раствору полимера до помутнения.
Благодаря применению смесей растворителей можно улучшить их растворяющую
способность. В некоторых случаях при смешивании различных жидкостей,
даже нерастворителей, достигается хорошая растворяющая способность.
Испаряемость растворителя должна быть оптимальной. Так как растворитель
после обработки (нанесения покрытия, печатания, лакирования) должен
сразу же удаляться, нужно выбирать легко испаряющиеся жидкости, чтобы
сушка их проходила в кратчайшее время и при возможно более низких
температурах. В то же время испарение не должно проходить слишком
быстро, так как раствор может засыхать на стенках оборудования, плохо
течь и давать большие потери растворителя при испарении.
Оптимальный состав смесей можно получить путем смешения растворителей с
различной растворяющей способностью. К легко летучим растворителям
добавляют так называемые замедлители испарения в виде трудно испаряемых
жидкостей.
Характеристикой испарения растворителя является точка его кипения.
Высушивание происходит, как правило, при температуре ниже точки кипения,
так как в противном случае возникают дефекты в покрытии в виде
пузырьков.
Высушивание при температуре ниже точки кипения
растворителя зависит прежде всего от давления пара над чистым
растворителем. Испаряемость не всегда зависит от точки кипения, так как
растворитель с низкой точкой кипения может иметь меньшую испаряемость,
чем растворитель с высокой точкой кипения. Смеси растворителей благодаря
образованию так называемых азеотропных смесей могут обнаруживать другие
закономерности испарения, чем чистые компоненты.
Токсичность в разной степени свойственна всем растворителям. Поэтому для
работы с растворителями, а также с другими токсичными веществами
разработаны допустимые нормы концентрации их на рабочих местах.
Взрыв о-и огнеопасность свойственны многим растворителям, которые
используются в промышленности искусственных кож. Для них имеют силу
определенные законодательные нормы, которые необходимо соблюдать при
использовании этих растворителей (см. табл. 1.8) . Для того чтобы
избежать нежелательных последствий и ухудшения качества готовых изделий,
нужно хорошо знать химический состав растворителей и их
реакционноспособность по отношению к другим веществам.
Определенные требования предъявляются также к степени чистоты
растворителя. Играет роль и окраска растворителя, так как окрашенные
растворители могут отрицательно повлиять на получение изделий светлых
тонов. Поэтому в первую очередь необходимо применять бесцветные
растворители.