книги из ГПНТБ / Аксенов А.Ф. Применение авиационных технических жидкостей

Нефтяные фракции. В качестве растворителей широкое приме­ нение находят бензин Б-70, «Галоша», уайт-спирит.

Авиационный бензин Б-70 (ГОСТ 1012—54) используется как топливо. Широкое применение он также находит в качестве раство­ рителя. Этому способствует хорошая растворяющая способность бензина, удовлетворительная летучесть н хорошие низкотемпера­ турные характеристики. Существенным недостатком бензина Б-70 как растворителя является повышенное содержание ароматических углеводородов. Вследствие этого Б-70 обладает повышенной гигро­ скопичностью, токсичностью, может вызывать набухание резины, применяется для наружной очистка планера, силовой установки, обезжиривания деталей, при расконсервации п для других целей.

Физико-химические свойства бензина Б-70

Используют две марки бензина «Галоша» (ГОСТ 443—56) — БР-1 и БР-2, отличающихся тем, что БР-2 получают из сернистых нефтей, в нем нормировано содержание серы. Эти марки отличают­

130

Уайт-спирит (ГОСТ 3134—52) представляет собой нефтяную фракцию 160—200° С. По сравнению с другими бензинами уайтспирит менее летуч и, следовательно, менее огнеопасен. Он приме­ няется для обезжиривания деталей и наружной мойки двигателей.

Указанные растворители относятся к числу неполярных веществ. В соответствии с этим определяется их растворяющая способность. Они хорошо растворяют неполярные вещества — минеральные мас­ ла и смазки, жиры, некоторые природные и искусственные смолы, красители, каучук. Полностью смешиваются со многими другими органическими растворителями. Растворимость воды в таких раст­ ворителях составляет сотые и тысячные доли процента.

Ароматические углеводороды и их производные. Ароматические углеводороды, применяемые в качестве растворителей, получают как из каменноугольной смолы и газа, образующихся при коксова­ нии каменного угля, так и при пиролизе нефтяных фракций.

В качестве растворителя применяют бензол, толуол, ксилол, фе­ нол, крезолы.

Бензол представляет собой бесцветную, легкоподвижную и ле­ тучую жидкость со своеобразным ароматным запахом, горит сильнокоптящим пламенем, с воздухом образует взрывоопасные смеси.

Физико-химические свойства бензола

131

Отличительной особенностью бензола, как и других ароматиче­ ских углеводородов, является повышенная гигроскопичность. По своей растворяющей способности он значительно превосходит дру­ гие ароматические углеводороды. В бензоле хорошо растворяются углеводородные масла, парафин, жиры, природные и искусственные смолы канифоль, полистирол, каучук, воск, а также неорганические вещества — фосфор, сера, йод. При необходимости растворения по­ лярных веществ или их смесей в неполярных часто пользуются спирто-бензольными смесями, обладающими очень высокой раст­ воряющей способностью.

Толуол и ксилол по своим физико-химическим свойствам напо­ минают бензол, в том числе и по растворяющей способности.

Фенол является оксипроизводным бензола, т. е. соединением, об­ разующимся при замене атома водорода в бензольном кольце на гидроксильную группу ОН. По внешнему виду фенол представляет кристаллическое вещество с характерным запахом, гигроскопичен, на воздухе окисляется и приобретает розовую окраску, горит коп­ тящим пламенем. Фенол получают из каменноугольной и древесной смолы. Он является хорошим растворителем для асфальтосмолис­ тых веществ, одного из основных компонентов углеродистых отло: жений на деталях двигателей. В чистом виде фенол как раствори­ тель не применяется, а используется в составе моющих жидкостей, так как при добавлении его к другим растворителям их растворяю­ щая способность резко усиливается.

Фенол растворяется в спиртах, ароматических углеводородах, скипидаре, серном эфире, а также в растворе щелочей.

Крезолы подобно фенолу являются производными ароматиче­ ских углеводородов, содержащих гидроксильную и метильную груп­ пы. В зависимости от взаимного расположения этих групп различа­ ют орто-, мета-, паражрезолы. Широкое техническое применение находит трнкрезол — смесь трех изомеров крезола. Трикрезол пред­ ставляет собой жидкость темно-красного цвета, прозрачную в тонсом слое, с характерным карболовым запахом. Трикрезол получают в основном фракционированием сырых фенолов каменноугольной смолы. Крезолы обладают высокой растворяющей способностью по отношению к асфальтосмолистым веществам. Это свойство крезолов используется при удалении углеродистых отложений с деталей ма­ шин. рднако крезолы так же, как и фенол, применяют не в чистом виде, а в качестве компонентов различных моющих композиций.

Галлоидные производные углеводородов. Наиболее широко в качестве растворителей применяются хлоропроизводные углеводо­ родов. По сравнению с соответствующими углеводородами они об­ ладают значительно большей растворяющей способностью, их важ­

132

ным свойством является пониженная способность к воспламенению. Представителями таких веществ являются .дихлорэтан и четырех­ хлористый углерод. Дихлорэтан получают хлорированием этилена. По внешнему виду дихлорэтан представляет собой тяжелую бес­ цветную жидкость с характерным сладковатым запахом. Загорает­ ся он с трудом, горит коптящим, зеленоватым пламенем, причем пламя самопроизвольно гаснет.

Дихлорэтан смешивается со многими органическими раствори­ телями, в том числе со спиртами, кетонами,-эфирами. По своей способности образовывать в присутствии воды хлористый водород дихлорэтан относится к коррозионно-активным растворителям, особенно по отношению к стальным деталям.

Дихлорэтан является высокоэффективным растворителем для масел, жиров, природных и синтетических смол и других высокомо­ лекулярных веществ, поэтому широко используется для растворе­ ния полиметилметакрилата, этилцеллюлозьт, поливенилацетата, по­ лиэтилена (при повышенных температурах).

Четыреххлористый углерод относится к числу полигалоидных производных углеводородов, так как содержит четыре атома хлора. Его получают действием хлора на сероуглерод. По внешнему виду четыреххлористый углерод представляет собой тяжелую, бесцвет­ ную, с характерным запахом жидкость, которая является эффектив­ ным растворителем для многих высокомолекулярных веществ и жиров, в том числе для различных смол и каучука. Четыреххлорис­ тый углерод широко используется для очистки деталей как компо­ нент смесей растворителей с пониженной горючестью, эффектив­ ность которых обусловлена высокой растворяющей способностью четыреххлористого углерода.

Ввиду взрывобезопасности четыреххлористый углеводород ре­ комендуется для очистки деталей электро- и радиооборудования. Как и другие хлорированные углеводороды, четыреххлористый уг­ леводород в присутствии воды образует хлористый водород, вызы­ вающий коррозию металлов. Кроме того, четыреххлористый угле­ род сам вызывает коррозию железа и алюминия.

»плавления, °С . .................................................. —23,5

Четыреххлористый углерод используют для растворения кани­ фоли, парафина, воска, полиэтилена (при повышенной температу­ ре), нитроцеллюлозы.

133

Оксипроизводные углеводородов. Широкое применение из про­ изводных углеводородов, содержащих кислород, находят спирты, кетоны.

По химической природе спирты представляют собой производ­ ные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильной группой ОН-. Специфической особен­ ностью спиртов является пх высокая поверхностная активность.

В качестве растворителей для очистки деталей машин применя­ ются в основном одноатомные спирты — метиловый и этиловый.

Метиловый спирт — простейший из одноатомных спиртов. Он получается при сухой перегонке древесины или из окиси углерода и водорода. Метиловый спирт представляет собой прозрачную, бес­ цветную жидкость со слабым запахом.

Физико-химические свойства метилового спирта

Метиловый спирт смешивается с водой, эфирами, хлорпропзводными углеводородов, различными спиртами. Он растворяет некото­ рые природные и искусственные смолы, мыла, вещества полярного характера. Для очистки деталей машин метиловый спирт в чистом виде не применяется, так как сильно токсичен. По этой причине тер­ мин «Метиловый спирт» в настоящее время заменен на термин «метанол — яд».

Чтобы отличить метиловый спирт от этилового, рекомендуется следующий простой способ: в 1 мл испытуемого спирта добавить несколько кристалликов ванилина и 2 мл серной кислоты (удельный вес 1,84). Если испытуемый спирт — этиловый, то раствор приобре­ тает золотисто-желтую окраску. Метиловый спирт в тех же услови­ ях образует соединения, окрашивающие раствор в розовый цвет, переходящий при хранении в красный.

Этиловый спирт (этанол, винный спирт) получают путем броже­ ния сахаристых веществ. Чистый этиловый спирт представляет со­ бой подвижную прозрачную жидкость с характерным винным за­ пахом и жгучим вкусом. Он полностью смешивается с водой, кисло­ родсодержащими растворителями, неограниченно растворяется в неполярных углеводородистых растворителях.

Невысокая растворяющая способность ограничивает применение этилового спирта как растворителя при очистке деталей машин. Он используется для промывки зарядных штуцеров кислородных сис­ тем, обезжиривания и промывки оптических, радио- и электротех­ нических приборов, для растворения шеллака и канифоли.

134

Внастоящее время вместо пищевого этилового спирта приме­ няют исключительно гидролизный спирт высшей очистки (СТУ-57- 227—64), гидролизный спирт «А» (ГОСТ 8314—57) и синтетический спирт «очищенный» (ГОСТ 9674—61).

Вэтих спиртах (кроме гидролизного высшей очистки) содержит­ ся значительное количество органических кислот, поэтому они об­ ладают повышенной коррозионной активностью. Кроме того, из-за содержащихся в них альдегидов, сложных эфиров, изопропилового

иметилового спирта, сивушных масел, фурфурола и сернистых сое­ динений они обладают высокой токсичностью и при их употребле­ нии внутрь возможны тяжелые отравления.

Для кетонов характерно наличие группы СО, связанной с двумя углеводородными радикалами. Наличие этой группы обусловливает их высокую реакционную способность. Из кетонов в качестве раст­ ворителей наиболее широко распространен ацетон, представляю­ щий собой бесцветную подвижную жидкость с характерным запа­ хом. Нефтяные смолы растворяются в ацетоне плохо, асфальтены совсем не растворяются. Ацетон в больших количествах получают при-сухой переработке древесины, брожении углеводов, содержа­ щихся в кукурузе или картофеле, а также синтетическим путем из уксусной кислоты или изопропилового спирта.

Ацетон применяется в больших количествах при депарафини­ зации масел, как компонент составов для удаления старых лако­ красочных покрытий, для растворения целлулоида, полиметилмета­ крилата (органическое стекло), канифоли, нитроцеллюлозы, поли­ винилацетата, перхлорвнниловых смол.

вом встречающихся загрязнений наиболее эффективными раство­ рителями, используемыми для их удаления, являются не индиви­ дуальные вещества, а их смеси. Каждый компонент такой смеси выполняет определенную функцию в соответствии с его физико­ химическими свойствами, т. е. со способностью растворять те или иные компоненты загрязнения. Одной из наиболее эффектив­ ных смесей растворителей является смесь РДВ, в состав которой входят: бутилацетат— 18, этилацетат — 9, ацетат — 3, спирт бутило­ вый — 10, спирт этиловый — 10, толуол — 50% веса.

Растворитель РДВ обладает хорошей растворяющей и обезжи­ ривающей способностью, поэтому широко применяется в техноло­ гии очистки деталей машин.

Для удаления пленок клея № 88, представляющего собой раст­ вор резиновой смеси и синтетической смолы в летучих растворите­ лях— этилацетате и бензине Б-70 (2:1), применяют смеси равных количеств бензина Б-70 с этилацетатом (эфиром).

135

4. СМЫВКИ

Для удаления старого лакокрасочного' покрытия используют специальные композиции, называемые смывками. Основные требо­ вания, которым должна удовлетворять смывка, С. П. Беренсон формулирует следующим образом [13]:

достаточное размягчение старого покрытия и проникновение в глубину многослойного покрытия с целью растворения и разруше­ ния грунтовочного слоя;

медленное испарение активной части смывки для максимально­ го использования ее разрушающего действия на старое покрытие; отсутствие коррозионного воздействия на металл, на котором

находится покрытие; нетокснчность н пожаробезопасность.

Исходя из этих требований смывка должна состоять из двух основных частей: растворителей, вызывающих набухание и разру­ шение пленки лакокрасочного покрытия, и загустителей, придаю­ щих смывке необходимую консистенцию п тормозящих испарение активных компонентов. В качестве растворителей, интенсивно разрушающих старые лакокрасочные пленки, используются арома­ тические углеводороды, хлорированные производные углеводоро­ дов, спирты, эфиры и др. В качестве загустителей применяются ве­

Наиболее эффективной смывкой, применяемой для удаления масляных, нитроцеллюлозных, перхлорвнниловых и других покры­ тий, является смывка АФТ-1, состоящая из 5% веса коллоксилина,

По внешнему виду смывка АФТ-1 представляет собой слегка темноватую жидкость. Смывкой можно пользоваться при темпера­ турах от —15 до + 30°. При температуре ниже —15° С в смывку до­ бавляют 15% ацетона или уайт-спирита. При этом время набухания и размягчения смываемого лакокрасочного покрытия несколько увеличивается.

136

При работе со смывками АФТ-1 и СД следует иметь в виду, что в их состав входят легковоспламеняющиеся растворители, тре­ бующие строгого соблюдения правил пожарной безопасности.

Для устранения этого недостатка С. П. Беренсоном предложены рецептуры негорючих смывок, обладающих более высокой смываю­ щей способностью. Одна из негорючих смывок включает 70—80% веса метнленхлорида, 6—7 муравьиной кислоты, 5—6 коллоксили­ на, 1,2—1,8 парафина и 8—10% спирта этилового.

Наличие в смывке низкомолекулярного растворителя (метилен-

пленку покрытия и ее полное отслаивание вместе с грунтом. Эта смывка способна удалять современные лакокрасочные покрытия в течение 3—5 мин.

Чтобы исключить появление коррозии от присутствующей в смывке муравьиной кислоты, С. П. Беренсоном разработана рецеп­

полняют этиловый спирт и соответственно подобранный ингибитор коррозии. Продолжительность удаления этой смывкой всех совре­ менных видов лакокрасочных покрытий не превышает 10 мин.

Технология удаления старых лакокрасочных покрытий смывка­ ми сводится к следующему. Поверхность покрытия перед удалени­ ем очищается от пыли и влаги ветошью, смоченной в уайт-спирите ■или бензине, с последующей протиркой сухой чистой ветошью или продувкой сжатым воздухом. Перед употреблением смывку тща­ тельно перемешивают и наносят на покрытие кистью или пульвери­ затором. Затем набухший слой старого лакокрасочного покрытия удаляется при помощи шпателей не ранее, чем через 20—40 мин. После удаления старого лакокрасочного покрытия поверхность из­ делия протирается ветошыо, смоченной растворителем РДВ.

Г л а в а 6

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МОЮЩИЕ СОСТАВЫ

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОЮЩИХ СОСТАВОВ

Кроме растворителей, в практике очистки деталей машин очень широкое распространение получили специальные моющие составы, к которым предъявляются следующие требования:

высокая моющая способность по отношению к удаляемому ви­ ду загрязнений;

отсутствие разрушающего действия на металлы, лакокрасочные материалы, резину, пластмассы и другие материалы, с поверхности которых удаляют загрязнения;

137

косинус краевого угла (рис. 66), т. е. угла между касательной к поверхности жидкости, проведенной к точке контакта твердой, жид­ кой и газообразной фаз, и поверхностью тела. Смачивание тем луч­ ше, чем меньше краевой угол. Величина угла зависит от концент­ рации ПАВ в растворе и природы поверхности и измеряется при помощи оптических микроскопов.

В тех случаях, когда загрязнение представляет собой жидкое вещество (например, минеральное масло), то весьма важным свой­ ством моющего состава, обусловливающим эффективность его действия, является эмульгирующая способность. Этот показатель характеризует способность состава образовывать с нерастворимым веществом загрязнения устойчивую дисперсную систему, в которой загрязнение обычно является дисперсной фазой, а раствор моюще­ го состава дисперсионной средой.

Устойчивые эмульсии образуются лишь в присутствии ПАВ. Их молекулы, адсорбируясь на поверхности капель жирового вещест­ ва, образуют прочную оболочку, препятствующую слиянию этих капель и тем способствуют удержанию их в массе раствора моюще­ го состава. Однако этим не исчерпывается влияние ПАВ при очист­ ке достаточно жидких загрязнений. При определенных ПАВ может

кие соединения, нерастворимые в воде).

Механизм солюбилизации капелек минерального масла схема­ тически выглядит так. Полярные молекулы адсорбируются во внут­ ренней части капельки масла, при этом полярные концы молекул направлены в водную фазу, а неполярные в объем капельки (рис. 67). В результате происходит гидрофилизацня частицы масла и создаются условия для ее деления. Последовательное чередова­ ние актов деления приводит к растворению капли масла. Однако гомогенного раствора в результате солюбилизации не образуется в связи с невозможностью диспергирования масла на отдельные молекулы.

В случаях когда загрязнение представляет собой твердое веще­ ство, на первое место среди свойств моющего состава следует пос­ тавить такие, как диспергирующая, стабилизирующая и пенообра­ зующая способности. Благодаря малому поверхностному натяже­

139