Полиметилметакрилат (оргстекло)

 

Полиметилметакрилат (ПММА, оргстекло) — синтетический полимер метилметакрилата (– CH₂ – CH(CH₃)(COOCH₃) –)_n, термопластичный прозрачный пластик, продаваемый под торговыми марками плексиглас, лимакрил, перспекс, плазкрил, акрилекс, акрилайт, акрипласт и др., также известный под названием акриловое стекло или акрил.

Органическое стекло более устойчиво к действию водных растворов щелочей, чем силикатное стекло. При температуре ниже 90 ^оС этот полимер устойчив в отношении разбавленных водных растворов кислот, кроме муравьиной (HCOOH), уксусной (CH₃COOH), циановодородной (HCN) и фтороводородной (HF). В концентрированных кислотах оргстекло сильно набухает, в полярных органических растворителях частично теряет свою массу и растрескивается в поверхностном слое, а в таких органических растворителях, как ацетон, хлороформ, бензол, дихлоэтан, тетрахлорметан - растворяется.

При непродолжительном воздействии 10% этилового спирта взаимодействие с оргстеклом отсутствует.

При температуре выше 120 ^оС полимер разрушается с изменением окраски до желто-красной.

Материал под маркой плексиглас (Plexiglas) создан в 1928 году, с 1933 года началось его промышленное производство фирмой «Röhm and Haas Company» (Дармштадт), в настоящее время Röhm GmbH. В СССР отечественный плексиглас-оргстекло был синтезирован в 1936 году в НИИ Пластмасс.

Существуют органические альтернативы акриловому стеклу — прозрачные поликарбонат, поливинилхлорид и полистирол.

Эти органические материалы только формально именуются стеклом, и относятся к совершенно иному классу веществ. Этим определяется ограничение свойств и возможностей применения. Органические стекла способны приблизиться по свойствам к большинству видов неорганических стёкол только в композитных материалах, однако огнеупорными они уже никогда не будут. Стойкость к агрессивным средам органических стёкол также определяется более узким диапазоном.

Материалы для фильтрования

Ассортимент материалов для фильтрования достаточно широк: бумага, мелкопористое стекло, волокнистые полимерные вещества, керамика, стекловолокно и др.

Выбор материалов фильтра определяется состоянием осадка и составом раствора и их взаимодействия с материалом фильтра.

 

Фильтровальная бумага

Фильтровальная бумага представляет собой продукт кислотной или щелочной переработки коротковолокнистой целлюлозы. Она гигроскопична и может содержать 5-6 % остаточной влаги.

Основным параметром фильтровальной бумаги является ее плотность или пористость. Как правило, пористость указывается на упаковке с фильтровальной бумагой соответствующим цветовым обозначением. В частности, черной или розовой лентой на пачке круглых фильтров отмечается крупная пористость бумаги со средним размером пор порядка 3,5-4,0 мкм. Белой лентой показывают бумагу средней пористостью (3,0-3,5 мкм), а синей – мелкопористую
(1,0-1,5 мкм), предназначенную для фильтрации мелкокристаллических осадков.

Горячие водные растворы щелочей и сильных кислот превращают фильтровальную бумагу в студенистую массу, не изменяя ее состав, а водные растворы пероксида водорода и азотной кислоты даже невысоких концентраций разрушают полностью. Поэтому суспензии, содержащие эти вещества, через бумажные фильтры фильтровать не следует.

 

Стеклянные фильтры

Стеклянные фильтры представляют собой пластинки из размельченного и затем спеченного стекла разного состава. Они различаются по пористости и толщине.

Через стеклянные фильтры можно фильтровать концентрированные кислоты, кроме фтороводородной, и разбавленные растворы щелочей. Горячие концентрированные растворы щелочей разрушают такие фильтры.

Достоинством стеклянных фильтров является легкость промывки и высушивания осадка, возможность быстрого фильтрования под вакуумом. Такие фильтры легко очищаются и имеют большой срок использования. Нагревать стеклянные фильтры можно с осторожность до 350 ^оС с последующим постепенным охлаждением.

 

Тканевые фильтры

тканевые фильтры представляют собой фильтры из различных полимерных материалов, выбор которых обусловлен составом суспензии, видом растворителя и температурой разделяемых фаз.

Полиакрилонитриловые ткани (нитрон, орлон, плутон) отличаются высокой прочностью в сухом и влажном состоянии. Они удобны для фильтрования концентрированных серной и хлороводородной кислот, концентрированных водных растворов щелочей даже при 100 ^оС.

Полиамидные ткани (капрон, нейлон, анид) проявляют устойчивость к действию разбавленных кислот при комнатной температуре и щелочей при температурах до 100 ^оС.

Изделия из резины

Резина – продукт вулканизации каучука, обладающий способностью к обратимым деформациям. Температура эксплуатации обычной резины находится в интервале от -50 ^оС до +150 ^оС. Теплостойкие резины выдерживают температуру до 200 ^оС, а морозоустойчивые до -150 ^оС.

При температуре ниже 70 ^оС резина устойчива к действию. Такие окислители, как галогены, пероксид водорода, водные растворы перманганатов и

дихроматов щелочных металлов разрушают резину.

Резина набухает в органических растворителях и растворяет в заметных количествах многие газы, особенно SO₂, NH₃, H₂S, CO₂, N₂O, CH₄, O₂, CO и N₂. В меньшей степени это происходит с водородом и гелием. Эти газы очень медленно проникают через резину. Кроме того, резина проницаема для водяного пара, поэтому применение ее в вакуумной технике ограничено.

При длительном действии кислорода воздуха и света изделия из резины стареют, поверхность их сначала становится клейкой, а затем хрупкой, после чего резина растрескивается.

Наиболее часто из резины изготавливают пробки и шланги. Они применяются в работах с веществами, которые не разрушают резину и не вызывают ее набухание. Перед применением новые резиновые изделия, как правило, нагревают в 2-5 %-м водном растворе KOH или NaOH, а затем в чистой воде и хранят в закрытом темном сосуде.

СМАЗКИ

Смазки играют важную роль в обеспечении нормального соединения элементов лабораторной установки между собой. Наиболее часто смазки используются для обработки шлифов, которые в сухом состоянии не являются герметичными и при поворачивании одной шлифованной поверхности относительно другой без смазки на них могут появляться повреждения. При длительном простаивании смазанных конструкций их подвижные элементы могут заедать, а их разъединение на отдельные элементы может быть сильно затрудненно. По этой причине после проведения химического эксперимента необходимо как можно быстрее разбирать установки на элементарные составляющие. Даже отсоединение смазанной шлифованной пробки от колбы может превратиться в сложную задачу. Однако нагревание и аккуратное раскачивание, как правило, позволяют значительно облегчить процесс разъединения.

В виду возможного контакта смазок с реагентами они должны обладать высокой химической и термической стойкостью, нерастворимостью, а при работе с вакуумом – обладать низким давлением пара. Универсальных смазок не существует, однако существующий их ассортимент позволяет сделать правильный выбор при проведении различных лабораторных экспериментов и манипуляций.

Основными видами смазок являются: силиконовая, фторопластовая и высоковакуумная.

Силиконовая смазка представляет собой кремнийорганических соединений, характеризующихся высокой химической стойкостью, гидрофобностью, термоокислительной стабильностью и относительно малым изменением вязкости с изменением температуры. Такая смазка может использоваться при температурах до 200 ^оС.

Фторопластовая смазка изготавливается на основе фторопласта-3 с низкой степенью полимеризации. Такая смазка устойчива к действию дымящей азотной кислоте, галогенов, озона и другим сильным окислителям. По смазочным свойствам такая смазка уступает только силиконовой.

Высоорвакуумная смазка используется при работе с высоким вакуумом. Она состоит из 1-3 % поливинилового спирта, 15-20 % маннита и глицерина. Такая смазка позволяет поддерживать вакуум порядка 0,001 Па (7·10^-6 мм.рт.ст.)