Янтарь и синтетическая смола - родственники?
Родственники или нет янтарьи синтетическая смола? Попробуем разобраться!
Начнем с янтаря.
Янтарь – это солнечный камень. Такое название получил он благодаря своему яркому окрасу желтого цвета. На солнце он переливается и имеет очень необычный оттенок. В некоторых источниках можно встретить другие его названия – Слезы моря или Дар солнца.
Впервые человек познакомился с янтарем в эпоху неолита. Этот самоцвет представлял большую ценность и еще тогда его умели правильно обрабатывать. Согласно данным, древние люди ценили янтарь за красоту и необычный вид. Первое описание было сделано в 10 веке до нашей эры. Сейчас экземпляры того времени можно посмотреть в музее Лондона.
Ученые не одно тысячелетние пытались постичь уникальную структуру камня.
Чем же образован янтарь?
Химическая формула — C10H16O + (H2S).
Состав янтаря:
– углерод С – 79 %, Н – 10,5 % и кислород О – 8,5 %, остальное S.
Основные особенности янтаря:
- янтарь не тонет в соленой воде;
- при контакте с пресной водой янтарь разбухает;
- увеличение объема ощутимо только, если камень находится в воде длительное время;
- при взаимодействии с кипятком янтарь превращается в смолу;
- растворим в кислотах, некоторых маслах и спирте;
- легко подвергается изменению плотности и окраса;
- проводит электричество;
- при разных температурах камень изменяет свою структуру. При температуре до 150 0С он становится мягким, от 1500С до 3500С – начинает плавиться, а от 3500С до 10000С – вовсе исчезает.
Применяется янтарь для лечения желтухи, заболеваний горла и глаз, поражение органов человека и зубной боли. А еще обладает магическими свойствами - это камень молодости, он наполняет крепким здоровьем изнутри и дарит бодрость на целый день тем, кто янтарь носит. Поэтому самая популярная сфера использования янтаря – это ювелирное искусство.
Ну а теперь давайте разберемся с синтетическими смолами!
В настоящее время существует два промышленных способа получения синтетических смол: поликонденсация и полимеризация.
Поликонденсация – это сложный процесс, он протекает по принципу замещения и, как правило, сопровождается образованием побочных низкомолекулярных продуктов.
Поликонденсация бывает гомо- или гетеро-типа, равновесная и неравновесная. Конечный результат зависит от количества реакционноспособных групп в молекуле и их происхождения.
Одной из наиболее востребованных сегодня смол являются карбамидные смолы. Ее получают поликонденсацией формальдегида с мочевиной. Данные вещества являются исходными соединениями, то есть мономерами, включающими одну или несколько групп, каждая из которых выполняет определенную функцию. При их взаимосвязи образуется новая группа, связывающая остатки реагирующих молекул.
Поликонденсация бывает гомо- или гетеро-типа, равновесная и неравновесная. Конечный результат зависит от количества реакционноспособных групп в молекуле и их происхождения.
Производство смол сопряжено с определенными трудностями. Они взрывоопасны, поэтому на заводах-изготовителях используют реакторы, конденсаторы, вакуумное оборудование и другое специальное оборудование. При получении составов необходима регулярная очистка оборудования, а также обязательным является наличие собственных площадок и химических лабораторий, и, безусловно, присутствие квалифицированных сотрудников.
Процесс поликонденсации представляет собой соединение разнородных мономеров, в результате которого получается полимер и выделяется побочный продукт.
Таким способом изготавливается, например, карбимидоформальдегидная смола, в основе которой – формальдегид и мочевина.
Таким же образом можно получить и меламиноформальдегидную смолу.
Основные особенности синтетических смол, в частности карбамидоформальдегидной смола
Для получения карбамидных смол резольного типа реакцию поликонденсации ведут при избытке формальдегида на 1 моль карбамида, т. е. формальдегид и карбамид берут в соотношении (1,1...2):1.
Для получения клеящих смол в реакции поликонденсации всегда должно быть больше формальдегида. При взаимодействии карбамида с недостаточным количеством формальдегида образуются вещества, не обладающие клеящими свойствами. Реакцию ведут в среде с переменной кислотностью, то есть сначала в нейтральной или слабощелочной среде, pH = 7-8, а затем в кислой.
В качестве отвердителя для карбамидоформальдегидных смол горячего отверждения наиболее широко применяют хлорид аммония NH4Cl. В производстве клееных материалов карбамидоформальдегидные смолы применяют в качестве клеев горячего и холодного отверждения.
Поговорим о КФС горячего отверждения:
КФ-0 - карбамидоформальдегидная смола общего назначения, нашла применение в производстве фанеры, для склеивания бумаги, в строительной промышленности и для других целей;
КФ-Б - карбамидоформальдегидная смола быстрого отверждения, применяется в производстве фанеры, при склеивании массивной древесины, теплоизоляционных материалов, деталей мебели;
КФ-Ж - карбамидоформальдегидная смола повышенной жизнеспособности, используется в производстве фанеры, при склеивании деталей мебели, столярно-строительных изделий и других целей;
КФ-БЖ - карбамидоформальдегидная смола быстрого отверждения и повышенной жизнеспособности, применяется в производстве фанеры, при склеивании деталей мебели, столярно-строительных изделий.
Смола КФ-А представляет собой невакуумированный продукт конденсации карбамида с формальдегидом. В процессе её получения стадия вакуум-сушки, применяемая для удаления воды из смолы с целью повышения её концентрации, отсутствует. При хранении сохраняет стабильные свойства. Отличительной особенностью карбамидной смолы марки КФ-А в сравнении со смолами, полученными по традиционной технологии, является то, что она получается при синтезе исходных продуктов без образования токсичных над смольных сточных вод.
Параметры, характеризующие свойства этих смол, согласно ГОСТ 14231, приведены ниже.
Внешний вид - однородная суспензия от белого до светло-желтого цвета без посторонних включений.
В зависимости от марки смолы:
ü массовая доля нелетучих веществ составляет от 53% до 70 %;
ü условная вязкость при (20,0±0,5°С) от 15 до 300 с;
ü массовая доля свободного формальдегида - не более 0,9%;
ü концентрации водородных ионов, pH = 6,8 - 8,5;
ü время желатинизации: - при 100 °С, от 30 до 70с;
- при (20±1) °С не менее 2 ч.
Полимеризация – это соединение мономеров в одну сложную молекулу без выделения посторонних веществ. При этом получают инден-кумароновые, нефтеполимерные смолы. Одним из главных видов сырья для получения большой группы смол выступают нефть и природный газ.
Современная технология получения формалина состоит в окислении метанола кислородом воздуха с использованием металлооксидного катализатора, что позволяет достичь, практически полной (более 99 %), конверсии метанола и получить безметанольный формалин концентрацией 55,5 %. Дальнейшее проведение синтеза высококонцентрированного формалина и карбамида обеспечивает получение безметанольного карбамидоформальдегидного концентрата.
Применение КФК вместо обычного товарного формалина при синтезе карбамидоформальдегидных смол обусловливает получение смолы 60-70 % концентрации. При этом вакуум-сушка не проводится, а значит, сточные воды не образуются.
Обязательным условием изготовления синтетических смол является соблюдение требований ГОСТ на карбамидоформальдегидную смолу и контроль всех стадий производства опытными специалистами.
Карбамидоформальдегидные смолы применяют:
- в производстве картонного и бумажного материала с пропиткой, устойчивой к повышенной влажности;
- при изготовлении отделочных материалов и строительных, например, древесностружечных плит и фанер;
- при выпуске лаков, красок, шпаклевочных смесей,;
- для получения пенопласта.
НАДЕЮСЬ ТЕПЕРЬ У ВАС ПОЛУЧИТСЯ ОТЛИЧИТЬ ЯНТАРЬ ОТ СИНТЕТИЧЕСКОЙ СМОЛЫ?
И в завершении, предлагаю вам способы определения подлинности янтаря в домашних условиях.
1. Визуальная проверка янтаря
Настоящие янтарные бусины имеют неповторимый внешний вид, поэтому ищем несовершенства - крошечные трещины и пузырьки воздуха, разный размер не обязательно круглая форма. Настоящий янтарь на ощупь, как правило, слегка теплый. Чего не скажешь об искусственной смоле.
2. Проверка соленой водой
Для проверки понадобится примерно 7 чайных ложек соли и 200 мл воды среднего размера. Добавьте всю эту соль в воду и хорошо перемешайте до полного растворения. Затем положите в воду камень янтаря. Настоящий янтарь должен легко плавает в воде в отличие от синтетической смолы (она тонет).
3. Проверка трением
Поскольку настоящий янтарь обладает электростатическими свойствами, он, при достаточной зарядке, способен притягивать крошечные кусочки бумаги и пылинки. Чтобы зарядить, заверните его в ткань и потрите янтарь об тряпочку примерно 20-60 секунд. После этого поднесите камень к пряди волос. Если волосы притягиваются к нему, значит, образовалось статическое электричество, и у вас в руках, скорее всего, настоящий янтарь. И наоборот, если это смола синтетическая данного эффекта вы не увидите.
