книги из ГПНТБ / Гусев В.П. Технический анализ при отделке тканей и трикотажных изделий учебник

Уайт-спирит (бензин-растворитель)

Уайт-спирит (тяжелый бензин) получают путем прямой пере­ гонки низкокипящих фракций нефти. Он представляет собой про­ зрачную бесцветную жидкость с температурой кипения 165—200° С, плотность при 20° С равна 0,795 г/см3. Уайт-спирит является мало­ летучим растворителем, огнеопасен (с воздухом образует взрыв­ чатые смеси), оказывает вредное действие на организм человека. Он хорошо растворяет жиры, смазочные масла, каучук, канифоль.

Уайт-спирит должен иметь следующие показатели:

В текстильной промышленности уайт-спирит применяется для приготовления эмульсий и замасливателей, для чистки изделий от масляных пятен, как растворитель замасливателей при размасливании материалов из химических волокон, для приготовления эмульсионных загусток при печатании.

Минеральные масла

Минеральные масла получают при прямой или фракционной перегонке нефти. Перегонку нефти ведут при определенном интер­ вале температур и получают фракции, состоящие из смеси угле­ водородов, имеющих близкие температуры кипения и некоторые сходные свойства. Продукты, получающиеся при перегонке, можно разделить на три группы:

1. Топливо жидкое и газообразное (бензин, лигроин, керосин

идр.).

2.Масла смазочные (индустриальные, веретенные, машинные, специальные, цилиндровые, моторные и др.).

3.Нефтяные продукты промышленного и бытового потребления.

Минеральные масла представляют собой маслянистые, прозрач­ ные или слегка окрашенные жидкости, без вкуса, запаха, меха­ нических примесей, воды, минеральных кислот и щелочей. Они огнеопасны, пары масла в воздухе могут образовать взрывчатую смесь. В воде минеральные масла не растворимы, они легче воды. При загорании масла, разлитого тонким слоем на какой-либо поверхности или на полу, его лучше всего тушить, засыпая огонь песком. Минеральные масла обладают токсичностью, раздражают кожу при частом соприкосновении с ними, поэтому требуют акку­ ратного обращения и соблюдения гигиены.

Минеральные масла отличаются друг от друга плотностью, вязкостью, температурой вспышки и застывания, кислотностью, содержанием воды и золы и другими показателями. В соответ­ ствии с техническими требованиями минеральные масла различ­ ных марок должны иметь следующие показатели (табл. 2).

2 0 0

Т а б л и ц а 2

Технические требования к минеральным маслам

П р и м е ч а н и е . Вода не содержится.

В текстильной промышленности наиболее применимы трансфор­ маторное, вазелиновое, парфюмерное и легкие индустриальные масла (для смазки веретен, для повышения кроющей способности загусток печатных красок, при приготовлении эмульсионных загусток, для изготовления замасливающих смесей).

Этиловый спирт (винный спирт) С2Н5ОН, мол. масса 46,07

Этиловый спирт получают в технике различными способами: при спиртовом брожении сахаристых веществ под влиянием

ферментов (исходным сырьем являются картофель и хлебные злаки):

(С6Н10О5) X -j- ХН20 хСвН12Ов;

Глюкоза

СвН120 6 -> 2С2Н5ОН + 2СОа;

при брожении сахаров, образовавшихся при гидролизе древе­ сины, растительных отходов или при сульфитной варке целлюлозы (гидролизный спирт);

при гидратации этилена (синтетический спирт) по способу,, предложенному А. М. Бутлеровым:

Этиловый спирт представляет собой прозрачную бесцветнуюнейтральную жидкость с температурой кипения 78°С и температу­ рой замерзания — 110,5° С, плотность 0,789 г/см3. Этиловый спирт

201-

смешивается с водой в любых отношениях, с разогреванием и со­ кращением объема смеси, смешивается с органическими раствори­ телями. Безводный спирт жадно поглощает влагу, легко воспла­ меняется и горит слабо светящимся пламенем. Спирт ядовит, имеет жгучий вкус, действует возбуждающе и вызывает опьянение.

Этиловый спирт растворяет многие органические соединения, масла и (при высокой концентрации) смолы и жиры, а также неко­ торые неорганические соединения.

Технический этиловый спирт выпускается различных видов (гид­ ролизный, сульфитный, синтетический). Технический этиловый спирт синтетический должен содержать этилового спирта 92—95% (объемных). Примесями к нему могут быть: кислоты, изопропило­ вый спирт, сложные эфиры, нерастворимые в воде вещества.

Этиловый спирт технический гидролизный должен содержать этилового спирта 94—95% (объемных). Примесями к нему могут быть: кислоты (главным образом уксусная), эфиры, альдегиды, ме­ тиловый спирт и другие вещества.

В текстильной промышленности этиловый спирт применяют как смачиватель при мерсеризации, для перекристаллизации, в лабо­ раторной практике.

Глицерин СзН5(ОН]з, мол. масса 92,10

Глицерин получают расщеплением жиров на стеариновых и мыловаренных заводах и брожением сахаристых веществ в присут­ ствии сернистокислого натрия. Из жиров глицерин получают рас­ щеплением (контактным или безреактивным методом) или омыле­ нием жиров едкими щелочами. В последнее время глицерин полу­ чают также синтетическим путем из пропилена, содержащегося в газах крекинга нефти.

Глицерин представляет собой густую сиропообразную жид­ кость сладкого вкуса, прозрачную, бесцветную, без запаха. Техни­ ческий глицерин бывает светло-желтого и светло-коричневого цвета, иногда слабо-мутный. Глицерин имеет плотность 1,26 г/см3, кипит при 290° С, смешивается с водой во всех отношениях и со спиртом, нерастворим в эфире, очень гигроскопичен и способен по­ глощать водяные пары из воздуха. Реакция глицерина на лакмус нейтральная. Он способен растворять многие органические, а также неорганические соединения (многие соли, например, гипс, нерас­ творимые в воде кальциевые и магниевые мыла).

Глицерин выпускают следующих видов: сырой I, II и III сортов, дистиллированный и глицерин-реактив. Глицерин сырой I сорта должен иметь следующие показатели:

2 0 2

В текстильной промышленности глицерин применяют при от­ делке волокна и пряжи для придания им мягкости и эластичности как гигроскопическое вещество в печатных красках, шлихте и ап­ претах, при печатании кубовыми красителями, в качестве анти­ фриза для паст красителей.

Олеиновая кислота C1 7 H3 3 COQH, мол, масса 282,47

Олеиновую кислоту получают путем расщепления жиров и ма­ сел. Она является побочным продуктом производства стеарина из твердых жиров. Из растительных масел для производства олеино­ вой кислоты используются подсолнечное, хлопковое, кориандровое и косточковое абрикосовое масла. Реактивная олеиновая кислота получается из косточкового абрикосового масла. Расщепление жи­ ров и масел ведут обычно в присутствии катализаторов (известь, магнезия, окись цинка, контакт Петрова и др.).

Химически чистая олеиновая кислота представляет собой бес­ цветную прозрачную маслообразную жидкость, иногда слабо-жел­ товатого или слабо-зеленоватого цвета. В воде нерастворима, но растворяется в спирте, хлороформе, эфире, ацетоне, четыреххлори­ стом углероде. На воздухе и свету олеиновая кислота окисляется и темнеет. Плотность чистой олеиновой кислоты 0,89—0,90 г/см3, температура плавления 14° С.

Техническая олеиновая кислота (олеин) чаще всего окрашена в желтовато-коричневый цвет и представляет собой смесь дистил­ лированных и недистиллированных, преимущественно жидких жир­ ных кислот.

По способу приготовления технический олеин подразделяют на: прессовый (получен в производстве стеарина) и беспрессовый (из растительных масел). Независимо от способа производства техни­ ческий олеин выпускают трех марок: А, Б и В. В текстильной про­ мышленности применяют олеин марки А, который должен удовле­ творять следующим требованиям:

»неомыленных и неомыляемых ве­

В текстильной промышленности олеиновую кислоту приме­ няют для приготовления мыла, замасливателей и эмульсий для аппретирования тканей.

203-

Ксилитан С5Н10О4

Ксилитан С5Н10О4 — моноангидрид пятиатомного спирта кси­ лита. Получают ксилитан при переработке растительных отходов (хлопковой шелухи, кукурузной кочерыжки).

Ксилитан представляет собой вязкую жидкость от желтого до светло-коричневого цвета. Технический ксилитан является смесью моноангидрида ксилита (85%), некоторого количества диангид­ рида ксилита (5—10%) и влаги (4—5%)- Температура кипения ксилитана 220—250° С; он гигроскопичнее глицерина в два раза. Неограниченно растворим в воде; нерастворим в эфире, хлоро­

В текстильной промышленности ксилитан применяют в каче­ стве заменителя глицерина.

Бутилацетат получают из бутилового спирта и уксусной кислоты в присутствии серной кислоты как водоотнимающего средства:

В текстильной промышленности бутилацетат применяют как растворитель при приготовлении печатных красок в печати по

•способу фотофильмпечать и в качестве растворителя поливинил­ ацетата, применяемого в операциях заключительной отделки тканей.

2 0 4

Мочевина (карбамид) CO(NH2)2, мол. масса 60,06

давлении. Образующаяся сначала нестойкая соль карбамат аммо­ ния отщепляет воду и переходит в мочевину:

tC02 + 2NH3 — H2NCOONH4 ^ СО (NH2)2 + Н20.

Мочевина является амидом карбаминовой кислоты или полным амидом угольной кислоты. Чистая мочевина представляет собой бесцветные кристаллы. Технический продукт может иметь белый, желтоватый и розоватый цвет. Мочевина не имеет запаха, хорошо растворяется в воде и спирте, трудно растворяется в эфире. Вод­ ные растворы мочевины имеют нейтральную реакцию. На воз­ духе при обычной температуре кристаллы мочевины устойчивы, но несколько гигроскопичны. При нагревании выше температуры плавления (выше 132,7° С) она разлагается. Водные растворы устойчивы при нагревании до 80° С, после чего мочевина разла­ гается с выделением аммиака, углекислоты, карбоната аммония

идругих веществ. При взаимодействии с формалином она обра­ зует моно- и диметилмочевину и карбамидные смолы. Чистая мочевина содержит 46,6% азота.

Мочевина выпускается двух видов: техническая (марок А и Б)

идля сельского хозяйства. Техническая мочевина должна иметь следующие показатели:

Примесями могут быть железо, сульфаты и нерастворимые в воде вещества.

В текстильной промышленности мочевину широко применяют как гидротропное вещество при печати красителями почти всех классов (активными, кубовыми, хромовыми и др.) и крашении активными красителями. Кроме того, мочевина является исход­ ным продуктом при синтезе различных предконденсатов и смол, применяемых при заключительной отделке тканей.

Ацетон СНз— СО— СН3, мол. масса 58,08

Ацетон получают раличными способами. Сырьем служат: уксус­ ная кислота, уксуснокислый кальций, этиловый спирт, ацетилен. В последнее время в промышленности ацетон получают из изо­ пропилбензола и изопропилового спирта, являющихся продуктами

переработки нефти:

2СН3СООН -> СН3—СО—сн3+со2+ Н20. (СН3СОО)2 Са СН3—СО—СН3 + СаС03; СН3—СНОН—СН3 + О -> СН3—СО—СН3 + Н20;

С6Н6-С Н (СН3)2 + 0 2 - C H j-C O -C H , + С6Н5ОН.

2 0 5

Ацетон представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с характерным запахом. Температура кипения 55,5—56,5° С, плот­ ность 0,7908 г/см3. Легко воспламеняется. Смешивается во всех отношениях с водой, спиртом и эфиром, является прекрасным рас­ творителем многих веществ. На человеческий организм действует как наркотик.

Ацетон технический выпускается двух марок А и Б и должен иметь следующие показатели:

В текстильной промышленности ацетон применяется как рас­ творитель поливинилацетата при обработке тканей для придания им жесткости, как добавка к печатным краскам, в лаборатории для определения состава тканей.

УПАКОВКА, ХРАНЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ, СПИРТОВ И ЭФИРОВ

И ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

Упаковка и хранение

Бензин, минеральные масла, этиловый спирт, бутилацетат, аце­ тон и другие жидкие органические вещества перевозят в железно­ дорожных цистернах, автоцистернах, бочках, бидонах и бутылях. Вся тара для перевозки, кроме обычных надписей, имеет надпись несмываемой краской «Огнеопасно». При хранении этих веществ не допускается действие прямых солнечных лучей.

Мочевину и другие твердые органические вещества перевозят в многослойных или полиэтиленовых мешках, а хранить их сле­ дует в сухих помещениях.

Отбор проб для анализа

Пробу жидких органических веществ отбирают с помощью пробоотборников или трубки с оттянутым концом. Мазеобразные или твердые продукты отбирают винтовым или поршневым щупом.

Техника безопасности при работе с органическими веществами

Вследствие большой огнеопасности бензина и минеральных масел необходимо заземлить все резервуары и трубопроводы для отвода образующихся электростатических зарядов. Внутри резер­

2 0 6

вуаров и поблизости не должно быть открытого огня. В помеще­ нии, где хранятся огнеопасные вещества, должны быть ящики с песком, специальные огнетушители, а в отдельном помещении — специальные противогазы. Разогрев загустевшего масла открытым огнем запрещается. При постоянной работе с маслами нужно за­ щищать кожу от попадания масел и соблюдать личную гигиену.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ, СПИРТОВ, ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ДРУГИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Определение температуры вспышки

Т е м п е р а т у р о й в с п ы ш к и называют ту температуру, при которой пары вещества, нагреваемого в определенных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при под­ несении к ней пламени. Температура вспышки является важным показателем свойств многих органических веществ, так как по наличию легко испаряющихся веществ можно судить о степени огнеопасности и чистоте продукта.

Если анализируются смазочные масла, то лучшим считается масло, у которого темпера­ тура вспышки выше. Температура, при кото­ рой продукт загорается при поднесении к нему

Применяют два метода определения темпе­ ратуры вспышки: в открытом тигле (метод Бренкена) и в закрытом тигле. Выбор метода зависит от того, в каких условиях используют органические вещества. Например, есть сма­ зочные масла для смазки открытых частей машины, и смазочные масла для смазки за­ крытых механизмов. Метод определения и показатели указываются ГОСТ на испытуе­ мый продукт.

Определение температуры вспышки в открытом тигле. Прибор

(рис. 17) состоит из железного тигля, металлического штатива с кольцом и лапкой, песчаной бани, термометра, зажигательной трубки и газовой горелки. В комплект аппарата входит шаблон из листовой стали толщиной 1,0—1,5 мм с двумя указателями.

Если испытуемое вещество содержит влаги более 0,1%, то перед определением его обезвоживают. Вещества с температурой вспышки до 100° С обезвоживают при температуре не выше 20° С путем обработки свежепрокаленной и охлажденной поваренной солью, сульфатом или хлористым кальцием, а остальные вещества обрабатывают теми же веществами, но при температуре до 50— 80° С. Тигель аппарата промывают бензином, высушивают, про­

207

гревают над пламенем газовой горелки и охлаждают. Подготов­ ленный к определению тигель ставят в песчаную баню с прока­ ленным песком так, чтобы песок был на высоте около 12 мм от края тигля, а между дном тигля и дном бани был слой песка толщиной 5—8 мм. В тигель наливают испытуемый продукт так, чтобы уровень жидкости не доходил до верхнего края на 12 мм для продуктов со вспышкой до 210° С и на 18 мм для продуктов со вспышкой выше 210° С. Правильность налива испытуемого про­ дукта контролируют шаблоном. Стенки тигля выше уровня жид­ кости должны быть чистыми, без брызг.

Песчаную баню с тиглем и испытуемым продуктом устанавли­ вают в кольцо штатива и помещают в затемненном месте, чтобы вспышка была хорошо видна и не было заметного движения воз­ духа. Затем в штативе с помощью лапки закрепляют термометр в строго вертикальном положении так, чтобы ртутный шарик на­ ходился в центре тигля приблизительно на одинаковом расстоянии от его дна и от уровня жидкости. Собранный аппарат окружают щитом из листовой кровельной стали, окрашенным с внутренней стороны черной краской, высотой 550—650 мм. Песчаную баню на­ гревают горелкой так, чтобы сначала испытуемый продукт нагре­ вался на 10° С в течение 1 мин; за 40° С до ожидаемой темпера­ туры вспышки нагрев уменьшают до 4° С в 1 мин. За 10° С до ожи­ даемой температуры вспышки пламенем зажигательной трубки медленно проводят по краю тигля на расстоянии 10—14 мм от поверхности продукта и параллельно этой поверхности. Длина пла­ мени зажигательной трубки должна быть 3—4 мм, а длительность каждого испытания не более 2—3 с. Такую проверку делают через каждые 2° С подъема температуры. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появ­ лении первого синего пламени над частью или над всей поверх­ ностью испытуемого продукта. Если вспышка была неясной, то она должна быть подтверждена последующей вспышкой че­ рез 2° С.

При испытании проводят два параллельных определения, рас­ хождения между ними допускаются в следующих пределах:

для веществ с температурой вспышки до 150°С±4°С; для веществ с температурой вспышки выше 150°С±6°С.

Определение температуры вспышки в закрытом тигле. Опреде­ ление температуры вспышки в закрытом тигле производят в спе­ циальных приборах. Приборы, применяемые для определения тем­

части и принадлежности:

тигель 1 для испытуемого нефтепродукта, изготовленный из ла­ туни; крышка 2 тигля с укрепленными на ней деталями, изготов­ ленная из латуни, плотно закрывающая тигель; газовая зажига-

208

тельная лампочка 3 с устройством для подвода газа; фитильная зажигательная лампочка; ухват для переноса тигля; термометр ТН-1 со шкалой от 0 до +170° С; термометр 4 ТН-1 со шкалой от + 130 до +300° С; ящик — футляр; нагревательная ванна 5 (в за­ висимости от типа прибора).

При работе с прибором необходимо руководствоваться инструк­ цией завода-поставщика.

Если испытуемый продукт содержит воды более 0,05%, то пе­ ред определением его обезвоживают. Тигель прибора промывают

Вращая мешалку, продукт все время перемешивают. Когда темпе­ ратура будет на 10° С ниже ожидаемой температуры вспышки, на­ чинают проводить испытание на вспыхивание. В момент испытания на вспыхивание перемешивание прекращают. Отверстия крышки открывают на 1 с; к отверстию с помощью рукоятки наклоняют за­ жигательную лампочку. Если вспышка не произошла, продукт вновь перемешивают, повторяя операцию зажигания через 1—2° С.