1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 1

Резина - продукт вулканизации каучука, обладающий способностью к большим обратимым деформациям. Температура эксплуатации обычной резины колеблется в интервале от -50 до 150 °С. Теплостойкие резины выдерживают температуру до 200 °С, а морозоустойчивые до -150 °С.

Термическая деструкция резины сильно ускоряется в присутствии кислорода и других окислителей. При температуре ниже -20 °С обычная резина становится хрупкой. При температуре ниже +70 °С на нее не действуют концентрированные водные растворы оснований и кислот, кроме серной и азотной. Разрушают резину такие окислители, как пероксид водорода, галогены, водные растворы дихроматов и перманганатов щелочных металлов.

Резина набухает в органических растворителях и способна растворять в заметных количествах газы, особенно такие как SO2) NH3, H2S, СO2, N20, СН4, O2, СО и N2, в меньшей степени Н2 и Не. Эти газы медленно проникают через резину. Она проницаема также для пара воды, поэтому применение ее в вакуумной технике ограничено.

Резина стареет в атмосфере O2 и на свету, при этом ее поверхность сначала становится клейкой, а затем хрупкой, после чего резина растрескивается.

Кремнийорганический каучук (силоксановый, силиконовый каучук) - полимер (-R2SiO-)n. Такой каучук более термически устойчив, чем резина из натурального или синтетического каучука. Продолжительность эксплуатации изделий из кремнийорганического каучука на воздухе при 120 °С составляет 10-20 лет, а при 200 °С - 1 год. Однако газопроницаемость этого каучука в десятки раз выше, чем у натурального. Еще более термостоек силастик ЛС-53 (метил-3,3,3-трифторпропилсиликоновый каучук), не теряющий эластичности в температурном интервале от -68 до +205 °С.

Силоксановый каучук устойчив в среде большинства кислот, кроме фтороводородной и концентрированных азотной и серной. Полимер постепенно разрушается концентрированными водными растворами КОН и NaOH, набухает и растворяется в ССl4,СНСl3, простых и сложных эфирах, углеводородах.

Кремнийорганический каучук устойчив к воздействию кислорода воздуха, а при сгорании выделяет SiC2 и большое количество энергии в форме теплоты. При температуре ниже -50 °С полимер становится хрупким.

Вайтон-А (флуорель) - сополимер винилиденфторида с пер-фторпропиленом - является одним из самых термостойких кау-чуков, работающих в интервале температур от -44 до +315 °С. Даже при 315 °С он сохраняет эластичность в течение суток, а при 200 °С - в течение 2400 ч. Вайтон стоек к действию масел и органических растворителей. Все эти материалы, но в основном резину, используют для изготовления шлангов, пробок, перчаток, фартуков и др.

Резиновые пробки применяют в тех случаях, когда вещество, находящееся в закрываемом сосуде, не действует на резину и не вызывает ее набухания.

Перед употреблением новые резиновые пробки нагревают в 2-5%-м водном растворе КОН или NaOH, а затем в чистой воде и хранят в закрытом сосуде из темного стекла.

Для предохранения пробок от затвердевания и растрескивания в процессе длительной эксплуатации при температурах 80-100 °С их пропитывают парафином. В расплавленный парафин («100 °С) пробки опускают на 30-60 с, а затем помещают в фарфоровой чашке в нагретый до 100-105 °С сушильный шкаф. Парафин постепенно растворяется в резине и сохраняет ее эластичность.

Кроме обычных резиновых пробок некоторые фирмы выпускают пустотелые пробки с внутренними карманами. В частности, фирма "Aldrich" (США) производит резиновые пробки с двумя карманами (рис. 5, а). Такими пробками закрывают ампулы, трубки и пробирки. Перегородка служит для отбора проб при помощи шприца без вскрытия сосуда. Верхний карман для герметичности может быть закрыт стеклянной или полимерной пробкой. Подобные пробки используют и для соединения стеклянных трубок разного диаметра, прдварительно вырезав перегородку или просверлив ее. В последнем случае она будет выполнять функции диафрагмы.

Для более надежного и герметичного закрепления резиновой пробки 3 (рис. 5, б) со стеклянной трубкой в горле 4 сосуда применяют отрезок резинового шланга 2, прижимаемого в верхней и нижней частях к трубке и горлу сосуда медной или алюминиевой проволокой 1.

Рис. 5. Пробки для сосудов: резиновые (а - в), стеклянные (г), фторопластовые (й) и полимерные, изолирующие от воздуха (е):

е. 1 - бакелитовая крышка; 2, 4 - фторопластовые прокладки; 3 - алюминиевая прижимная пробка; 5 - горло сосуда с резьбой

Разрушительное действие пара некоторых веществ на резиновую пробку 1 предотвращают при помощи тонкой пленки из Фторопласта или полиэтилена 2 (рис. 5, в), изолирующего пробку одновременно и от стенок сосуда. Пленку предварительно нагревают в кипящей воде, затем вставляют в горло сосуда и прижимают осторожно пробкой.

Резиновые и полимерные трубки (шланги), еще не бывшие в употреблении, следует перед применением промыть чистой водой или разбавленным водным раствором NaOH. Если через резиновую трубку пропускали хлор или газы кислотного характера (HCl, SO2 и др.), то после работы ее необходимо промыть водой, затем раствором карбоната натрия и снова водой. Иначе на внутренней поверхности трубки образуются мелкие трещины.

Резиновую трубку, по которой будет перемещаться ртуть, следует предварительно обработать в течение 1 ч нагретым до 70 °С 20%-м водным раствором NaOH, а затем теплой чистой водой. Такая обработка позволяет удалить из поверхностного слоя резиновой трубки серу, которая взаимодействует с ртутью. В очищенном шланге ртуть остается блестящей даже при использовании его в течение года.

При надевании резиновой трубки на стеклянную следует последнюю слегка смочить водой или глицерином. Смазывать резиновую трубку какими-либо маслами нельзя, так как от этого резина разбухает и становится менее эластичной.

Перед надеванием на стеклянную трубку конец шланга из полиэтилена или полихлорвинила погружают в горячую воду, при этом он становится более эластичным и легко надевается на стеклянную трубку. При работе с вакуумом или под давлением стеклянные трубки следует присоединять друг к другу по возможности встык. Толстостенный вакуумный шланг должен по размеру строго подходить к стеклянной трубке, снабженной на конце рядом сужений и расширений ("оливой", см. рис. 52, г). Вакуумный шланг нужно натягивать на трубку не менее чем на 2-3 см, предварительно смазав конец трубки тонким слоем силиконового масла или безводным глицерином, к которому добавляют до 30% талька. Тем самым предотвращается прилипание шланга к трубке.

При использовании шлангов из полимерных материалов не надо забывать, что органические растворители вымывают из них пластификаторы (исключение - фторопластовые шланги) и шланги со временем становятся твердыми и хрупкими. Преимущество таких шлангов по сравнению с резиновыми - их прозрачность и более высокая химическая устойчивость.

Резиновые трубки следует хранить в темном прохладном месте и во влажной атмосфере. На свету они легче окисляются, особенно если находятся в ящиках из смолистого дерева, выделяющего следы озона. В таких ящиках резиновые трубки через месяц приходят в полную негодность. Лучше всего резиновые шланги хранить в водном растворе глицерина (100 мл глицерина в I л воды) или в растворе Са(ОН)2, в крайнем случае в чистой воде.

Помимо резиновых химические сосуды закрывают стеклянными пробками и пробками из полимерных материалов.

Стеклянные пробки (см. рис. 5, г) являются составной частью сосуда и всегда пришлифованы к его горлу. Чтобы не путать пробки, на них и на сосудах надо проставлять одинаковые номера. Когда сосуд ничем не заполнен, между пробкой и горлом сосуда прокладывают полоску фильтровальной бумаги, чтобы пробку не заело, а при хранении летучих веществ пришлифованную часть пробки смазывают вазелином или силиконовым маслом.

При продолжительном хранении сосуда с тем или иным веществом стеклянные пробки часто заедает. Чтобы вынуть такую пробку, ее следует прежде всего постараться повернуть вокруг оси или раскачать, нажимая на нее сбоку то вправо, то влево, осторожно постукивая каким-либо деревянным предметом. Так почти всегда удается извлечь застрявшие пробки. Если этот прием не дает результатов, следует осторожно нагреть горло сосуда на небольшом коптящем пламени горелки, свечи, спички

или под струей горячей воды, вращая сосуд. (Если в сосуде находится огнеопасное вещество, то горло нагревают только горячей водой.) Нагревание должно быть кратковременным, чтобы нагрелось только горло сосуда, а не сама пробка. После такого нагрева горло несколько расширяется, и при боковом постукивании пробку удается вынуть.

Когда в шлифе закристаллизовалось вещество, сосуд ставят пробкой вниз в теплую воду на час-другой. После такой обработки пробка обычно легко извлекается. Извлечь пробку, которую сильно заело, можно только при достаточном запасе терпения.

Нельзя хранить в сосудах со стеклянными пробками щелочи и их водные растворы. Пробки из таких сосудов часто не извлекаются ни одним из указанных выше приемов.

Пробки из полимерных материалов (фторопластовые, полиэтиленовые и полипропиленовые) очень удобны для закрывания стеклянных сосудов. Эти пробки никогда не заедает в горлах, они более химически устойчивы и создают надежную герметичность.

Некоторые фторопластовые пробки для удобства извлечения из горла сосуда снабжают стержнем с резьбой и круглой с насечкой гайкой (см. рис. 5, д). Закручивая гайку, опирающуюся на верхнюю кромку горла сосуда, можно спокойно, не взбалтывая содержимого сосуда, извлечь пробку.

Для герметичной долговременной изоляции вещества от воздействия кислорода и влаги воздуха применяют составные полимерные пробки, конструкция которых показана на рис. 5, е.

Сверление резиновых пробок производят при помощи набора ручных сверл (рис. 6, а), представляющих собой металлические тонкостенные трубки с ручкой или отверстием на одном конце, в которое вставляют стержень. Другой конец трубки заточен. Для заточки трубки ее надевают плотно на коническую часть специального ножа (рис. 6, б), нож прижимают большим пальцем левой руки к сверлу, а правой рукой поворачивают трубку сверла вокруг конуса (рис. 6, в), не нажимая сильно на нож, в противном случае возможно образование на сверле зазубрин. Для точки сверла можно использовать также брусок или напильник с мелкой насечкой. Во всех случаях затачивается только внешняя часть сверла.

 

Другие части:

1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 1

1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги). Часть 2

 

 

К оглавлению