Химия вокруг нас - Юрий Кукушкин

Наряду с каменноугольными маслами для этой же цели используют «сланцевое масло». Понятно, что оно получается на сланцехимическом производстве. В отличие от каменноугольного сланцевое масло не загустевает вплоть до температуры –30°C. Для употребления в быту и в индивидуальном строительстве используют одну из дистиллатных фракций сланцевого масла, названную «Лигно». Этот антисептик имеет гораздо более терпимый запах, светлую окраску и потому даже повышает декоративные свойства древесины, оттеняя ее фактуру.

Существуют эффективные антисептики, растворимые в органических растворителях, — пентахлорфенол и смесь медных солей нафтеновых кислот. Они обладают рядом важных для сохранения древесины свойств, но первый имеет специфический запах и окрашивает древесину в коричневый цвет, а второй — в непопулярный зеленый цвет.

Химики также предлагают несколько неорганических антисептиков. Среди них фторид натрия NaF, комплексные соли Na2[SiF6] и NH4[BF4]. Все они водорастворимы и потому легко вымываются из древесины. В связи с этим их можно применять для пропитки деталей конструкций, не подвергающихся постоянному увлажнению. Существуют и антисептики на основе мышьяка — мышьяковая кислота H3AsO4 и ее соль Na2HAsO4. Для защиты древесины также используют смесь, состоящую из трех частей дихромата натрия Na2Cr2O7 и двух частей сульфата меди CuSO4·5H2O, а также смесь какой-либо соли меди (II) и борной кислоты H3BO3. Все эти антисептики не должны быть дорогими и потому, как правило, используют отходы различных производств, а не чистые соединения.

Для борьбы с гниением древесины и с целью ее консервирования применяют ZnSO4 и ZnCl2. Для этой же цели широко используют фториды металлов (например, NaF, KF, BaF2, ZnF2) и кремнефториды (Na2SiF6, MgSiF6, ZnSiF6), а также соединения мышьяка. Кремнефториды лучше, чем простые фториды, проникают в древесину и потому эффективнее проявляют свои антисептические свойства. Кремнефториды не дают осадка с известью и солями кальция и потому могут быть использованы для консервирования древесины, находящейся в контакте со штукатуркой.

Известен антисептик «уралит», который состоит из Na2Cr2O7, NaF и динитрофенола. Он используется для пропитки шпал и телеграфных столбов.

Для защиты древесины от гниения используют также борную кислоту H3BO3 и буру Na2B4O7·10H2О. Эти вещества придают древесине огнестойкость. Кроме того, огнестойкость древесины достигается ее пропиткой силикатом натрия Na2SiO3, NaH2PO4 или Na2HPO4. Эти же соединения используются для придания огнестойкости тканям. При повышенных температурах образуются легкоплавкие соединения, которые покрывают поверхность волокон (тканей или древесины) тонкой пленкой, защищающей данные материалы от воспламенения.

Одним из существенных недостатков деревянных конструкций является горючесть. Для повышения огнестойкости древесину обрабатывают растворами борной кислоты, соды Na2CO3, соли (NH4)2HPO4 или карбамида, используемого обычно в качестве азотного удобрения.

Следует отметить, что деревянные детали, изготовленные из обработанных парами аммиака и спрессованных заготовок из березы, тополя, осины, прочны и устойчивы к действию кислот и щелочей. Естественно, что такая обработка может быть проведена лишь в заводских условиях.

Древесноволокнистые плиты получают из лесосечных отходов, отходов деревообработки и из технологической щепы. Изготовление плит заключается в пропарке и размоле древесного сырья до волокон. Волокнистая масса смешивается с клеем и в виде суспензии волокна в воде подается на сетку отливной машины, где формируется волокнистый ковер. Затем следует сушка ковра в роликовой сушильной камере. Так получают пористые мягкие плиты. Для производства твердых плит после отжима воды из волокнистого ковра его прессуют при нагревании, а затем «закаливают» выдерживанием в течение нескольких часов в камерах при 150...170°C. Мягкие плиты используют в качестве утеплительного материала, а твердые для отделки внутренних стен и потолков вместо мокрой или гипсовой штукатурки. Считают, что одна пористая мягкая плита толщиной 12,5 мм по тепловым свойствам равноценна сухой доске толщиной в 40 мм или кирпичной стенке толщиной в один кирпич.

Древесностружечные плиты. Сырьем для них служат отходы деревообработки: стружка, в небольшом количестве опилки, мелкие куски древесины, щепа. Высушенное древесное сырье смешивают с мочевиноформальдегидной или фенолформальдегидной смолой и из смеси формируют на специальных формовочных машинах ковер плиты. Затем его прессуют при температуре 100...140°C. Древесностружечные плиты могут быть облицованы шпоном, бумагой, полимерными пленками. Взамен древесины из них изготавливают внутренние перегородки помещений, двери, подоконники, пол и другие детали. Эти плиты также идут на изготовление мебели.

Клеи

В настоящее время в быту и промышленности используют очень большое число различных клеев. Их можно разделить на минеральные, растительные, животные и синтетические. К минеральным клеям иногда относят и такие связующие материалы, как известь и гипс, но у них отсутствует одно из основных свойств клеев — липкость. Силикатный клей или, что то же самое, жидкое стекло полностью удовлетворяет всем свойствам, присущим клею. Однако о силикатном клее уже написано в предыдущем разделе.

Из растительных клеев до сравнительно недавнего времени был наиболее известен гуммиарабик. Он выпускался еще в 50-х годах, но сейчас для потребительских целей не используется. Гуммиарабик (на латинском гумми — камень, сок деревьев; арабик — аравийский) — прозрачная жидкая масса, выделяемая различными видами аравийских и африканских акаций. Она затвердевает на воздухе. Твердая масса измельчалась, а для приготовления клея распускалась в воде. Для склеивания бумаги и картона гуммиарабик был очень удобен. Сейчас о нем вспоминают, лишь когда встречаются с ним в художественной или технической литературе.

Другим растительным клеем, также весьма почтительного возраста, является мучной клейстер. Он применялся уже в производстве папируса. До сих пор мучной клейстер иногда используют для оклейки комнат обоями.

В Древнем Риме для наклеивания золотой фольги на бумагу применяли яичный желток. Древними живописцами в качестве связующего для пигментов в темперных красках использовался казеин. Первые патенты на казеиновые клеи были выданы в 1850 г. Широкое промышленное распространение на рубеже XX в. получили клеи на основе казеина и извести. Однако казеин — это уже не растительный, а клей животного происхождения. К данной категории с некоторой натяжкой можно отнести и яичный желток.

К растительным клеям можно было отнести раствор натурального каучука в бензине, получающегося из сока дерева гевеи, произрастающего в тропической Америке. Более 150 лет он широко использовался в обувной и других отраслях промышленности. Однако в последние десятилетия был заменен синтетическими клеями.

Много веков в народе используется столярный клей. Что это такое? В чем его достоинства? Столярных клеев много, их получают из различного сырья и они различаются по составу. Однако все они животного происхождения. Правда, один из видов столярного клея изготавливают из отходов при переработке рыб. Столярный клей прост в употреблении и весьма надежен в изделиях. По прочности на разрыв он уступает только металлам. Если разрывать бруски прочной древесины, соединенные столярным клеем, то разрушится древесина, а не клеевая прослойка. Столярный клей быстро схватывается, не оставляет пятен и при всем при этом он довольно дешев.

Лучшие свойства высохшая клеевая прослойка имеет при содержании в ней 10...14% воды. Следует отметить, что в зависимости от влажности воздуха столярный клей то отдает, то поглощает влагу. Частые изменения влажности со временем приводят к ослаблению клеевого слоя. Однако старению подвергаются не только столярный, но и любые другие клеи.

Столярный клей имеет следующие разновидности: мездровый, глютиновый, костяной, рыбий.

Мездровый клей. Мездра — это слой шкуры, отделяемый при выделке шкуры. В него входят подкожная клетчатка, остатки мяса и сала. Мездровым клеем называют продукт, получаемый развариванием с водой мездры, отходов шкур, головок и лапок, обрезков кож и другие отходы кожевенных заводов и мясокомбинатов. Для его производства сухое сырье отмачивают, а парное и мокросоленое промывают водой. Затем сырье золят, т.е. обрабатывают до 8...10 дней 1...2%-ным раствором извести. После золения сырье тщательно промывают водой, а затем 1%-ным раствором соляной кислоты и вновь промывают. Далее сырье разваривают с водой, лучше в автоклавах. Клеевые бульоны, содержащие 5...8% сухого вещества, очищают фильтрованием и удаляют воду до содержания 25% сухого вещества. Затем раствор охлаждают и получающийся студень разрезают на плитки и высушивают.