Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Растительные масла
Компоненты чистого льняного масла краситель..JPG
Использование льняного масла (олифы) и пигмента для рисования
Типы
Использует
Составные части

Олифа представляет собой масло , что затвердевает в жесткую, твердую пленку после периода выдержки на воздух. Масло затвердевает в результате химической реакции, в которой компоненты сшиваются (и, следовательно, полимеризуются) под действием кислорода (а не за счет испарения воды или других растворителей ). Олифа - ключевой компонент масляных красок и некоторых лаков . Некоторые обычно используемые сушильные масла включают льняное масло , тунговое масло , маковое масло , периллы масло и масло грецкого ореха. Их использование сократилось за последние несколько десятилетий, так как они были заменены алкидными смолами и другими связующими.

Поскольку окисление является ключом к отверждению в этих маслах, те, которые подвержены химической сушке, часто непригодны для приготовления пищи, а также очень подвержены прогорканию в результате автоокисления, процесса, в результате которого жирные продукты приобретают неприятный привкус. [1] Тряпки, ткань и бумага, пропитанные олифой, могут самопроизвольно воспламениться (воспламениться) через несколько часов, поскольку в процессе окисления выделяется тепло.

Химия процесса сушки [ править ]

«Сушка», отверждение или, точнее, отверждение масел является результатом самоокисления , добавления кислорода к органическому соединению и последующего сшивания. Этот процесс начинается с молекулой кислорода (O 2 ) в воздухе вставляя в углерод-водород (CH) связей , смежных с одной из двойных связей в пределах ненасыщенной жирной кислоты. Полученные гидропероксиды подвержены реакциям сшивания. Между соседними цепями жирных кислот образуются связи, в результате чего образуется полимер.сеть, часто видимая по образованию пленки, напоминающей кожу, на образцах. Эта полимеризация приводит к получению стабильных пленок, которые, хотя и несколько эластичны, не растекаются и не деформируются. Производные диеновых жирных кислот, такие как производные линолевой кислоты, особенно склонны к этой реакции, поскольку они образуют пентадиенильные радикалы. Мононенасыщенные жирные кислоты, такие как олеиновая кислота, медленнее подвергаются сушке, потому что промежуточные соединения аллильных радикалов менее стабильны (т.е. медленнее образуются). [2]

Упрощенные химические реакции, связанные с процессом сушки, катализируемым кобальтом. На первом этапе диен подвергается самоокислению с образованием гидропероксида . На втором этапе гидропероксид соединяется с другой ненасыщенной боковой цепью с образованием поперечной сшивки.

Ранние стадии процесса сушки можно отслеживать по изменению веса масляной пленки. Пленка становится тяжелее, так как поглощает кислород. Например, льняное масло увеличивается в весе на 17 процентов. [3] Когда поглощение кислорода прекращается, вес пленки уменьшается по мере испарения летучих соединений. По мере старения нефти происходят дальнейшие переходы. Большое количество исходных сложноэфирных связей в молекулах масла подвергается гидролизу., высвобождая отдельные жирные кислоты. В случае красок некоторая часть этих свободных жирных кислот (СЖК) реагирует с металлами в пигменте с образованием карбоксилатов металлов. Вместе различные несшивающие вещества, связанные с полимерной сеткой, составляют подвижные фазы. В отличие от молекул, которые являются частью самой сети, они способны перемещаться и диффундировать внутри пленки и могут быть удалены с помощью тепла или растворителя. Подвижная фаза может играть определенную роль в пластификации краски пленки, предотвращая их становится слишком хрупким. Карбоксильные группы в полимерах неподвижной фазы ионизируются, становятся отрицательно заряженными и образуют комплексы с катионами металлов.присутствует в пигменте. Исходная сеть с ее неполярными ковалентными связями заменяется иономерной структурой, удерживаемой ионными взаимодействиями. Структура этих иономерных сетей изучена недостаточно.

Вязкость большинства олиф после нагревания в отсутствие воздуха быстро увеличивается . Если масло подвергается воздействию высоких температур в течение длительного времени, оно станет эластичным, нерастворимым в масле веществом. [3]

Роль металлических катализаторов [ править ]

Процесс сушки ускоряется некоторыми солями металлов, особенно производными кобальта , марганца или железа . С технической точки зрения эти осушители масла представляют собой координационные комплексы, которые действуют как гомогенные катализаторы . Эти соли получают из карбоксилатов липофильных карбоновых кислот , таких как нафтеновые кислоты, чтобы сделать комплексы растворимыми в масле. Эти катализаторы ускоряют восстановление гидропероксида.промежуточные звенья. Происходит серия реакций присоединения. На каждом этапе образуются дополнительные свободные радикалы, которые затем участвуют в дальнейшем сшивании. В конечном итоге процесс прекращается, когда пары свободных радикалов объединяются. Полимеризация происходит в течение периода от нескольких дней до нескольких лет, и пленка становится сухой на ощупь. Преждевременное действие осушающих агентов приводит к образованию корки с краски, этот нежелательный процесс подавляется добавлением агентов, препятствующих образованию шкурки, таких как оксим метилэтилкетона , которые испаряются при нанесении краски / масла на поверхность.

Составляющие [ править ]

Типичный триглицерид содержится в высыхающем масле. Триэфир получают из трех различных ненасыщенных жирных кислот: линолевой (вверху), альфа-линоленовой (в центре) и олеиновой кислот (внизу). Порядок скорости сушки: альфа-линоленовая> линолевая> олеиновая кислота, что отражает степень их ненасыщенности.

Олифы состоят из глицерина три сложных эфиров жирных кислот. Эти сложные эфиры характеризуются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот , особенно альфа-линоленовой кислоты . Одним из распространенных критериев «сиккативности» (высыхания) масел является йодное число , которое является показателем количества двойных связей в масле. Масла с йодным числом более 130 считаются сушащимися, масла с йодным числом 115–130 - полувысыхающими , а масла с йодным числом менее 115 - невысыхающими .

Сравнение с восками и смолами [ править ]

Не высыхающие воски , такие как твердый карнаубский воск или пастообразный воск, и смолы , такие как даммар , копал и шеллак , состоят из длинных, похожих на спагетти нитей углеводородных молекул, которые переплетаются и уплотняются, но не образуют ковалентных форм. склеивает олифой. Таким образом, воски и смолы повторно растворяются, тогда как отвержденный масляный лак или краска - нет.

Безопасность [ править ]

Тряпки, ткань и бумага, пропитанные олифой, могут спонтанно воспламениться (воспламениться) из-за тепла, выделяемого в процессе отверждения. Эта опасность возрастает, когда пропитанные маслом материалы складываются, сгруппированы или складываются вместе, что позволяет теплу накапливаться и ускорять реакцию. Меры предосторожности включают: смачивание тряпок водой и распространение их вдали от прямых солнечных лучей; полностью закрыть их в воде внутри герметичных металлических контейнеров, предназначенных для таких применений; или хранить их погруженными в растворитель в подходящих закрытых контейнерах. Пропитанные льняным маслом тряпки стали причиной большого пожара в 38-этажном офисном здании One Meridian Plaza, в результате которого были серьезно повреждены конструкции, после чего было принято решение снести здание.

Хотя говорят, что самовозгорание происходит с ветошью, пропитанной растворителями для краски , это неверно, если только олифа не используется в качестве разбавителя. Однако классические разбавители для красок не содержат олифы. Опасность возникает из-за тряпок, пропитанных масляными красками, так как это связано с высыхающими маслами в красках (или лаках), а не с разбавителями как таковыми, если они не были смешаны с высыхающими маслами, такими как льняное семя.

См. Также [ править ]

  • Выдувное масло
  • Датское масло
  • Жир над постным
  • Линолеум
  • Отделка деревом

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ульрих Пот (2002). «Сушильные масла и сопутствующие товары». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a09_055 .
  2. ^ Нед А. Портер, Сара Е. Колдуэлл, Карен А. Миллс "Механизмы свободнорадикального окисления ненасыщенных липидов" Липиды 1995, том 30, страницы 277-290. DOI : 10.1007 / BF02536034
  3. ^ a b Приложения, EA (1958). Технология печатных красок . Лондон: Леонард Хилл [Букс] Лимитед. п. 14.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • «Автоокисление». Энциклопедия Макгроу Хилла. 8-е изд. 1997 г.
  • Фридман, Энн и др. "Картина." www.worldbookonline.com. 2006. 46 Stetson St. # 5 Brookline, MA. 10 мая 2006 г.
  • «История масляной краски». www.cyberlipid.org. 5 мая 2006 г. < https://web.archive.org/web/20090916174446/http://www.cyberlipid.org/perox/oxid0011.htm >
  • ван ден Берг, Джорит Дж. «Подвижная и стационарная фазы в традиционной выдержанной масляной краске». www.amolf.nl 2002. МОЛАРТ. 8 мая 2006 г.
  • Андес, Луи Эдгар, олифы, кипяченое масло, твердые и жидкие осушители . Лондон: Скотт, Гринвуд и Ко, 1901.

Внешние ссылки [ править ]

  • Тунговое и льняное масла Стивена Д. Рассела