12 Химический состав стекла

В состав стекла входят разнообразные химические элементы. Основными составными частями стекла являются: кислотные окислы — кремнезем SiО2 борный ангидрид В2О3, фосфорный ангидрид Р2О5 и др.; щелочные окислы — окись натрия Na2О, калия К2О и др.; щелочноземельные окислы — кальция СаО, магния MgO. В состав стекла вводят также окись алюминия А12Оз, свинца РbО, Рbз04, соединения титана, фтора, лантана, циркония и другие соединения, которые придают ему особые свойства.

Состав стекла зависит от его назначения и особенностей выработки. Стекла получают названия по главным стеклообразующим окислам или по химическим элементам, входящим в их состав.

Различают силикатное стекло (73—75% кремнезема); кварцевое, состоящее почти полностью из кремнезема; боратное, содержащее борный ангидрид; бороси-ликатное — кремнезем и борный ангидрид, фосфатное, содержащее фосфорный ангидрид.

Наиболее распространены силикатные стекла, которые подразделяют на обычные, или базисные, жаростойкие, хрустальные и цветные.

Обычные стекла — известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриево-калиевое.

Известково-натриевое (содовое), или натрий-кальций-магний-силикатное, стекло применяют для выработки оконных стекол, стеклотары, столовой посуды.

Известково-калиевое (поташное), или калий-кальций-магний-силикатное, стекло обладает более высокой термостойкостью, повышенным блеском и прозрачностью; используется для выработки высококачественной посуды.

Известково-натриево-калиевое (содово-поташное), или натрий-калий-кальций-магний-силикатное, стекло имеет повышенную химическую стойкость, благодаря смешению окислов натрия и калия; наиболее распространено в производстве посуды.

Жаростойкие стекла применяют для изготовления изделий, эксплуатируемых в особых условиях. К ним относятся боросиликаТное, лабораторное стекло и си-таллы.

Боросиликатное стекло имеет высококремнеземистый, малощелочный состав с содержанием 6—18% В2О3. Выдерживает разность температур 150—220°С; отличается повышенной механической прочностью. Из боросиликатного стекла изготовляют жаростойкую кухонную посуду (кастрюли, жаровни, сковороды, формы для запекания и др.).

Хрустальные стекла (хрусталь) — высокосортные стекла, обладающие особым блеском и способностью сильно преломлять свет. Различают свинцовосодержа-щие и бессвинцовые хрустальные стекла.

14 Химический состав древесины

Как и любое органическое вещество древесина имеет свой химический состав. Древесина (полностью сухая) имеет следующий химический состав: кислород — 44,2%, углерод - 49,5% и водород - 6,3%. Соответственно из этих химических элементов состоят сложные органические вещества, которые входят в состав клеточной ткани древесины, — лигнин, гемицеллюлоза, целлюлоза, которые составляют 90-96% массы абсолютно сухой древесины. Остальные 4-10% остаются на экстрактивные вещества, которые извлекаюися из древесины различными растворителями. Главные из них — дубильные вещества и смолы. Кроме этого, в древесине содержится 0,3-1,8% массы неорганических веществ, которые вырабатываются из золы после сжигания древесины. Это соли калия, кальция, магния, натрия. Стволовая древесина дает меньше золы чем листья и кора.

Целлюлозу из древесины получают путем отделения ее от лигнина и гемицеллюлозы. Процесс отделения целлюлозы от этих веществ основан на ее высокой стойкости к химическим соединениям и в частности к растворам кислот и щелочей, в которых менее стойкие лигнин и гемицеллюлоза переходят в раствор. Древесную же щепу варят в котлах в щелочной (сульфатный способ) или кислотной (сульфитный способ) среде при высокой (130-180°С) температуре и высоком (0,6-1,1МПа) давлении. После нескольких часов варки целлюлозу промывают, очищают, отбеливают. Целлюлоза является исходным материалом для производства ваты, бумаги, искусственных мехов, искусственных волокон (вискозный шелк, штапель) и кожи, фото- и кинопленок, целлофана, лаков, пластмасс, пороха и других материалов.

Лигнин и гемицеллюлозу, перешедшие в раствор при варке, после дальнейшей гидролизной и химической переработки используют для получения кормовых дрожжей, этилового спирта, углекислоты, ванилина, сухого льда, фурфурола. Этиловый спирт является первичным сырьем для получения уксуса, искусственного каучука, эфира.

Смола, находящаяся в стволе хвойных пород, имеет слабую связь с тканью древесины, благодаря этому свойству она сравнительно легко извлекается. Извлечение смолы выполняют либо экстракцией сильно осмоленной древесины, либо подсочкой растущего дерева. При экстракционной переработке древесины смолистые вещества сначала растворяют в бензине, а затем полученный экстракт разгоняют на канифоль и скипидар. При подсочке делают поверхностные раны на стволе живого дерева, из которых вытекает смола — живица. В результате переработки живицы получают канифоль и скипидар.

Канифоль используется для изготовления лаков, получения мыла, красок, эфиров, линолеума, а также применяют во многих отраслях (кожевенной, кабельной, резиновой, нефтяной) промышленности. Скипидар используют в медицине, применяют как растворитель для лаков и красок, а также как сырье для производства других продуктов.

Дубильные вещества (танниды) - получают из измельченной коры и древесины экстрагированием горячей водой. Дубильные вещества используют в кожевенной промышленности для дубления кож, придавая ей гибкость, мягкость, стойкость к гниению и набуханию. Танниды можно растворить в спирте и воде при соединении с солями различных металлов в результате чего получить красители различных оттенков от светло-желтых до иссиня-черных, применяемых для глубокого крашения древесины.