Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Девясилов В.А. Теория горения и взрыва.pdf
Скачиваний:
1672
Добавлен:
14.03.2015
Размер:
6.58 Mб
Скачать

1 . 1 2 . Са мо возгора н ие масел и жи ров

75

2) глицерина с непредельными кислотами, содержащими двой­ ные связи (CnH2n_1COOH - общая формула непредельных карбоно­ ных кислот):

С17Н33СООН - олеиновая кислота (содержит однй двойную связь);

С17Н31СООН - линалевая кислота (содержит две двойные связи);

С17Н29СООН - линоленовая кислота (содержиттри двойные связи).

Глицериды кислот, соответственно:

С3Н5(0СО С17Нзз)з;

С3Н5(0СО С17Нз1)з;

С3Н5(0СО С11Н29>з·

Масла с высоким содержанием глицеридов предельных кислот незначительно подвержены самонагреванию и самовозгоранию, с малым содержанием глицеридов предельных кислот не склонны к нему. Масла с высоким содержанием глицеридов непредельных кар­ бановых кислот имеют склонность к самонагреванию и самовозго­ ранию.

1.12.1. Механизм самоокисления масел и жиров

Процесс самонагревания и самовозгорания масел, содержащих большое количество глицеридов непредельных кислот, протекает за счет процессов их самоокисления под действием кислорода воздуха.

У многих органических веществ способность самоокисляться связана с наличием в их структуре двойных связей. Электроны этой связи подвижны и легко поляризуемы. При взаимодействии с кисло­ родом воздуха они легко раскрываются, присоединяя кислород и об­

разуя пероксиды (первичные продукты окисления) по схеме:

R!_HC=CHR2 + О2 - R!_HC1 -CH1 - R2 + Q

Пероксид0-0

Пероксиды разлагаются с выделением атомарного кислорода (0*), который вызывает реакцию окисления органических соедине­

ний и процесс приобретает цепной характер.

 

о ·

R!_HC'-1CH- R2

+

о

 

 

76 Раздел 1. Горен ие

Органические пероксиды также инициируют реакции полимери­ зации:

 

+ RL_НС=СН-R4

 

 

1

 

 

R!....HC-CH1 -R2

 

 

о

 

+ Q

 

 

1

 

- R3-HC-CH-R4

1

 

 

1

 

 

 

0-0

 

1

о

 

 

 

 

 

1

 

-R2

 

 

 

R-HC-CH1

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Радикал о·

взаимодействует даже с трудно ОКИСЛЯЮЩИМИСЯ ком­

понентами масел (глицеридами предельных кислот). Процесс носит экзотермический характер.

Чем больше двойных связей содержится в глицериде, тем боль­ ше 02 присоединяется к его молекуле и больше тепла выделяется при окислении (так как процесс экзотермический) и тем больше способ­ ность глицеридов (соответственно и масел) к самовозгоранию.

1.12.2. Определение йодного числа

О способности масла к самовозгоранию можно судить по величи­ не йодного числа (т1).

Йодное чило т1 - масса йода (г), которую присоединят 1 00 г масла.

Чем выше т1, тем более склонно масло к самовозгоранию. Ниже

приведсны т1 некоторых растительных масел и животных жиров:

Жиры

 

 

 

Масла

 

 

Бараний

 

3 1 -46

Касторовое

 

82

-86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свиной

 

42

-66

Хлоnковое

 

1 00

- 1 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюлений

 

1 22

- 1 62

Подсолнечное

 

1 27

- 1 36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моржовый

 

1 68

Коноnля ное

 

1 45

- 1 67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оленновая кислота

 

80- 1 1 5

Л ьняное

 

1 75

- 1 92

 

техническая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соевое

 

1 1 4

- 1 39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самое большое йоднос число имеет льняное масло. Волокнистые материалы, пропитанные льняным маслом , при всех прочих равных условиях самовозгораются быстрее, чем материалы, пропитанные

1 . 1 2. Сам овозгора н ие масел и жиров

7 7

другими маслами. Олифа, приготовленная из льняного масла, спо­

собна самовозгораться, хотя ее йодное число меньше, чем льняного

масла. Объясняется это тем , что в олифу добавляют сиккатив, уско­ ряющий ее высыхание, т. е. окисление и полимеризацию. Полунату­ ральные олифы, представляющие собой смеси окисленного льняного

масел с растворителями, имеют небольшие йодные числа и мало спо­ собны к самовозгоранию. Искусственные олифы совершенно не спо­ собны самовозгораться.

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но обладают незначительной способностью к самовозгоранию, что обу­

словлено присутствием в них продуктов, замедляющих окисление. Масла, жиры или олифы, хранящиеся в бочке, бутыли или резер­

вуаре, самовозгораться не могут, так как поверхность соприкоснове­ ния их с воздухом (поверхность окисления) очень мала. Для того, что­ бы создать условия самовозгорания, необходимо увеличить поверх­ ность окисления, например, смочить маслом, жиром или олифой волокнистые или мелко раздробленные и пористые вещества (вату, обтирочные концы, тряпки, паклю, стружки, опилки и т. п.).

Для самовозгорания необходимо также, чтобы поверхность окис­ ления была значительно больше поверхности теплоотдачи. Такие ус­ ловия создаются в том случае, когда промаеленные материалы сложе­ ны в кучи, штабеля, пакеты и прилегают близко один к другому. При этом , если в вате или ткани содержится большое количество масла,

оно не способно к самовозгоранию, так как масло закрывает поры ткани и склеивает волокна, в результате чего поверхность окисления уменьшается. Соотношение материалов при самовозгорании опреде­ ляется как свойствами пропитанного материала, так и свойствами ма­ сел и жиров. Например, самовозгорание хлопковой ваты, смоченной олифой, наиболее вероятно при соотношении 2 : 1 , т. е. две части олифы (по массе) на одну часть ваты. Для других веществ это соотно­ шение может быть иным, его можно определить экспериментально на приборе Маккея.

Способность масел и жиров к самовозгоранию тем выше, чем больше уплотнен промаеленный материал. Но если материал слиш­ ком уплотнен, способность nромаеленного материала к самовозгора­ нию уменьшается, так как nри сжатии поверхность окисления умень­

шается и подвод кислорода к маслу сокращается.

Сnособность nромаеленных материалов к самовозгоранию увели­ чивается в случае nрисутствия в них катализаторов, ускоряющих окисление и nолимеризацию масел, а также nри nовышении темnера-

78

Раздел 1 . Горен ие

туры воздуха. Катализаторами для самовозгорания масел являются соли различных металлов - марганца, свинца, кобальта, так называе­ мьiх сиккативов. Наиболее низкая температура, при которой на прак­ тике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 1 0- 1 5 ·с.

И ндукционный период самовозгорания промаеленных материа­ лов может составлять от нескольких часов до нескольких дней. Это зависит от объема промаеленного материала, вида масла или жира, их количества, температуры воздуха и других факторов.

Познакомимся с расчетом йодного числа.

Пример 1. Рассчитайте йодное число глицерида олеинавой ки­ слоты.

Решение

1 . Записываем химическую· реакцию взаимодействия глицерида олеинавой кислоты (триолеат ) с йодом:

2. Рассчитываем молекулярную массу глицерида - она равна

М= 884 г/моль.

3.Составляем пропорцию по реакции:

с884 г глицерида взаимодействует 1 27 · 2 · 3 г J2; со 1 00 г масла взаимодействует Хг J2;

Х = т; = 86,2 г.

4. Определяем склонность к самовозгоранию. Масла, у которых:

т; > 1 00 - склонны к самовозгоранию;

т; < 1 00 - мало склонны к самовозгоранию;

т; < 50 - не склонны к самовозгоранию.

Сделаем вывод о склонности к самовозгоранию.

Пример 2. Рассчитайте йодное число подсолнечного масла, имеющего состав:

тристеарата - 9 %; триолеата (глицерид олеинавой кислоты·) - 38 %; трилинолеата - 53 %.

Разн ые названия одного ве щества.