حلالها را معمولا میتوان از جنبه های مختلفی طبقه بندی کرد:
شرکت کویرشیمی سعی بر ان دارد که با تقسم بندی انواع حلالها خواننده را به مقصود خود برساند.
بر این اساس شرکت کویر شیمی مقاله ای تهیه کرده که در ان به دسته بندی انواع حلالها پرداخته که به شرح زیر میباشد:
از روی خواص فیزیکی و عوامل ویژه انها
از روی عضویت انها در گروههای ساختاری شیمیایی
یا از دیدگاههای دیگرمثل ایمنی،اقتصاد،مسمومیت صنعتی وغیره
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف
دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف یکی از موضوعات مهم در صنایع شیمیایی، رنگ و پوشش، چاپ، چسب، رزین و تولید تینر است. حلالها موادی هستند که میتوانند مواد مختلف را در خود حل یا رقیق کنند و به همین دلیل نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی دارند. شناخت ویژگیهای حلالها و نحوه دستهبندی آنها، به تولیدکنندگان و مصرفکنندگان کمک میکند تا متناسب با نوع کاربرد، ماده مناسب را انتخاب کنند.
حلالها از نظر ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی، ساختار مولکولی، میزان قطبیت، سرعت تبخیر، نقطه جوش، نقطه اشتعال، قدرت حلکنندگی و کاربرد صنعتی با یکدیگر تفاوت دارند. به همین دلیل نمیتوان همه حلالها را در یک گروه قرار داد.
در این مقاله از دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف را بررسی میکنیم تا شناخت دقیقتری از انواع حلالها و ویژگیهای آنها داشته باشیم.
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس خواص فیزیکی
یکی از مهمترین روشهای دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف، توجه به خواص فیزیکی آنهاست. ویژگیهایی مانند چگالی، نقطه جوش، سرعت تبخیر، ویسکوزیته و نقطه اشتعال میتوانند تأثیر زیادی بر عملکرد حلال داشته باشند.
۱. چگالی حلال
چگالی یکی از ویژگیهای مهم در شناسایی و دستهبندی حلالهاست. چگالی نشان میدهد مقدار مشخصی از یک حلال چه جرمی دارد. حلالها بر اساس چگالی میتوانند سبکتر یا سنگینتر از آب باشند.
تفاوت چگالی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی اهمیت دارد؛ بهخصوص زمانی که جداسازی دو مایع یا کنترل نسبت مواد در یک فرمولاسیون مورد نظر باشد.
۲. نقطه جوش حلالها
نقطه جوش نیز در دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف اهمیت زیادی دارد. منظور از نقطه جوش، دمایی است که در آن فشار بخار مایع با فشار محیط برابر شده و مایع شروع به جوشیدن میکند.
حلالهایی که نقطه جوش پایینتری دارند معمولاً راحتتر و سریعتر تبخیر میشوند، در حالی که حلالهای دارای نقطه جوش بالاتر برای فرآیندهایی که نیاز به تبخیر آهستهتر دارند، کاربرد بیشتری پیدا میکنند.
۳. سرعت تبخیر
سرعت تبخیر یکی دیگر از معیارهای مهم در دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف است. در صنایع رنگ و تولید تینر، سرعت تبخیر حلال میتواند روی زمان خشک شدن، کیفیت سطح، براقیت و ظاهر نهایی پوشش تأثیر بگذارد.
به طور کلی حلالها را میتوان از نظر سرعت تبخیر به حلالهای سریع، متوسط و کند تقسیم کرد. البته سرعت تبخیر واقعی به عوامل مختلفی مانند دما، فشار، جریان هوا و ترکیب حلال نیز وابسته است.
۴. ویسکوزیته یا گرانروی
ویسکوزیته میزان مقاومت یک سیال در برابر جاری شدن را نشان میدهد. هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد، حرکت مایع دشوارتر و جریان آن کندتر خواهد بود.
ویسکوزیته در صنایع مختلف، از جمله تولید رنگ، رزین و تینر، اهمیت دارد و یکی از عواملی است که هنگام انتخاب و دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف مورد توجه قرار میگیرد.
۵. نقطه اشتعال
نقطه اشتعال از مهمترین ویژگیهای ایمنی حلالهاست. این ویژگی نشان میدهد یک مایع قابل اشتعال در چه دمایی میتواند بخارات قابل اشتعال ایجاد کند.
از آنجا که بسیاری از حلالهای آلی قابل اشتعال هستند، شناخت نقطه اشتعال در هنگام حملونقل، انبارداری و استفاده صنعتی اهمیت بسیار زیادی دارد.
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس قطبیت
یکی دیگر از روشهای مهم دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف، تقسیمبندی بر اساس قطبیت است. قطبیت مولکول یک حلال نقش مهمی در توانایی آن برای حل کردن مواد مختلف دارد.
حلالها را به طور کلی میتوان به دو گروه اصلی حلالهای قطبی و غیرقطبی تقسیم کرد.
حلالهای قطبی
حلالهای قطبی دارای توزیع نامتقارن بار الکتریکی در ساختار مولکولی خود هستند. آب یکی از شناختهشدهترین حلالهای قطبی است.
برخی حلالهای قطبی میتوانند مواد یونی یا سایر مواد قطبی را بهتر حل کنند. این ویژگی در بسیاری از فرآیندهای آزمایشگاهی و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
حلال های غیرقطبی
در حلالهای غیرقطبی، توزیع بار الکتریکی در مولکول نسبتاً یکنواختتر است. بسیاری از حلالهای هیدروکربنی در این گروه قرار میگیرند.
این نوع حلالها معمولاً برای حل کردن مواد غیرقطبی، روغنها و برخی ترکیبات آلی کاربرد دارند. بنابراین قطبیت، یکی از معیارهای مهم در انتخاب حلال مناسب برای یک ماده مشخص است.
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس ساختار شیمیایی
ساختار شیمیایی نیز نقش مهمی در دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف دارد. حلالها میتوانند از خانوادههای شیمیایی متفاوتی باشند و هر خانواده ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارد.
حلالهای هیدروکربنی
حلالهای هیدروکربنی عمدتاً از ترکیباتی تشکیل شدهاند که شامل کربن و هیدروژن هستند. این حلالها در صنایع رنگ، پوشش، چسب، رزین و تولید محصولات شیمیایی کاربرد دارند.
هیدروکربنها خود میتوانند ساختارهای مختلفی داشته باشند و بر اساس نوع ساختار مولکولی نیز تقسیمبندی شوند.
حلالهای اکسیژنه
حلالهای اکسیژنه گروه گستردهای از حلالهای آلی هستند که در ساختار خود اتم اکسیژن دارند. استرها، کتونها و برخی الکلها از خانوادههای شناختهشده این گروه هستند.
این حلالها به دلیل قدرت حلکنندگی مناسب در تولید رنگ، پوشش، چسب، جوهر چاپ و تینر مورد استفاده قرار میگیرند.
حلالهای الکلی
الکلها نیز از حلالهای پرکاربرد در صنایع مختلف محسوب میشوند. نوع ساختار شیمیایی و تعداد اتمهای کربن در این ترکیبات میتواند روی خواص فیزیکی و قدرت حلکنندگی آنها تأثیر بگذارد.
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس قدرت حلکنندگی
قدرت حلکنندگی یکی از مهمترین معیارها برای انتخاب حلال مناسب است. هر مادهای در همه حلالها به یک اندازه حل نمیشود. بنابراین هنگام تهیه یک فرمولاسیون باید سازگاری حلال با ماده مورد نظر بررسی شود.
در صنایع رنگ و پوشش، قدرت حلکنندگی حلال میتواند روی حل شدن رزین، یکنواختی محصول، زمان خشک شدن و کیفیت نهایی تأثیرگذار باشد.
برای مثال، در تولید تینر، معمولاً از ترکیبی از چند حلال استفاده میشود تا ویژگیهای مختلف مورد نیاز مانند قدرت حلکنندگی، سرعت تبخیر و سازگاری با رزین به شکل مناسبی تنظیم شود.
دسته بندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس سرعت تبخیر
سرعت تبخیر یکی از عوامل بسیار مهم در صنعت رنگ و پوشش است. اگر حلال بیش از حد سریع تبخیر شود، ممکن است فرآیند اعمال رنگ و تشکیل فیلم تحت تأثیر قرار بگیرد. از طرف دیگر، تبخیر بسیار آهسته نیز میتواند زمان خشک شدن را افزایش دهد.
به همین دلیل در فرمولاسیون تینرها معمولاً ترکیبی از حلالهای با سرعت تبخیر متفاوت استفاده میشود.
حلالهای سریع
این حلالها تمایل بیشتری به تبخیر در شرایط محیطی دارند و میتوانند سرعت خشک شدن پوشش را افزایش دهند.
حلالهای متوسط
حلالهای با سرعت تبخیر متوسط، تعادل مناسبی میان سرعت خشک شدن و زمان کارپذیری ایجاد میکنند.
حلالهای کند
حلالهای کندتر برای برخی فرمولاسیونها که نیاز به زمان بیشتری برای جریان یافتن و تشکیل فیلم مناسب دارند، استفاده میشوند.
دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف بر اساس کاربرد صنعتی
کاربرد نیز یکی از معیارهای مهم در دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف است. حلالها در صنایع گوناگون استفاده میشوند و نوع حلال مورد نیاز هر صنعت به مواد اولیه و فرآیند تولید آن بستگی دارد.
حلالها در صنعت رنگ و پوشش
یکی از مهمترین کاربردهای حلالها در تولید رنگ، پوشش و تینر است. حلال مناسب میتواند به تنظیم ویسکوزیته، حل کردن رزین و ایجاد شرایط مناسب برای اعمال رنگ کمک کند.
حلالها در صنعت چاپ
در تولید جوهر چاپ نیز حلالها نقش مهمی دارند. انتخاب حلال مناسب میتواند روی ویسکوزیته جوهر، سرعت خشک شدن و کیفیت چاپ تأثیر بگذارد.
حلالها در صنعت چسب
برخی چسبها برای تنظیم ویسکوزیته و ایجاد قابلیت اعمال مناسب به حلال نیاز دارند. نوع حلال باید با ترکیبات موجود در چسب سازگار باشد.
حلالها در صنایع شیمیایی
در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی، حلال به عنوان محیط انجام واکنش یا برای حل کردن و انتقال مواد مورد استفاده قرار میگیرد.
چرا شناخت دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف اهمیت دارد؟
شناخت دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف باعث میشود انتخاب حلال با دقت بیشتری انجام شود. انتخاب اشتباه ممکن است باعث کاهش کیفیت محصول، افزایش زمان خشک شدن، ایجاد مشکلات ظاهری در پوشش یا ناسازگاری با سایر مواد شود.
برای مثال، هنگام انتخاب حلال برای تولید تینر باید مواردی مانند نوع رزین، قدرت حلکنندگی، سرعت تبخیر، نقطه جوش، نقطه اشتعال، ویسکوزیته و سازگاری با سایر اجزای فرمولاسیون مورد بررسی قرار گیرد.
دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف مانند خواص فیزیکی و شیمیایی، قطبیت، سرعت تبخیر، نقطه جوش و کاربرد، به انتخاب حلال مناسب در صنایع مختلف کمک میکند.
بنابراین نمیتوان تنها بر اساس نام یک حلال درباره مناسب بودن آن برای یک کاربرد خاص تصمیم گرفت.
نقش حلالها در تولید تینر
تینرها معمولاً مخلوطی از چند حلال هستند که برای رقیق کردن رنگ، تنظیم ویسکوزیته و ایجاد شرایط مناسب برای اعمال پوشش استفاده میشوند.
در فرآیند تولید تینر، شناخت دقیق خواص حلالها اهمیت بسیار زیادی دارد. تولیدکننده باید بر اساس نوع رنگ یا رزین، ترکیب مناسبی از حلالها را انتخاب کند.
برای مثال، تینر مورد استفاده برای رنگهای مختلف ممکن است از نظر ترکیب و سرعت تبخیر با یکدیگر تفاوت داشته باشد. به همین دلیل دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف میتواند در طراحی و انتخاب فرمولاسیون مناسب تینر نقش مهمی داشته باشد.
عوامل مؤثر بر انتخاب حلال مناسب
برای انتخاب یک حلال مناسب، فقط یک ویژگی نباید در نظر گرفته شود. معمولاً مجموعهای از عوامل باید بررسی شوند، از جمله:
قدرت حلکنندگی
سرعت تبخیر
نقطه جوش
نقطه اشتعال
چگالی
ویسکوزیته
قطبیت
سازگاری با رزین و سایر مواد
کاربرد نهایی محصول
شرایط نگهداری و حملونقل
بررسی همزمان این ویژگیها باعث میشود حلال انتخابشده عملکرد مناسبتری داشته باشد.
نکات ایمنی هنگام استفاده از حلالها
بسیاری از حلالهای آلی قابل اشتعال هستند و بخارات برخی از آنها نیز میتواند برای سلامتی انسان مضر باشد. بنابراین هنگام کار با حلالها باید اصول ایمنی رعایت شود.
استفاده از تهویه مناسب، دور نگه داشتن حلالها از منابع حرارت و شعله، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مناسب و نگهداری حلالها در ظروف استاندارد از جمله نکات مهم ایمنی هستند.
همچنین حلالها باید مطابق مشخصات فنی و برگه اطلاعات ایمنی ماده مورد استفاده قرار گیرند.
دسته بندی حلالها بنا به خواص فیزیکی و عوامل ویژه:
1-جرم حجمی و ضریب شکست نوری
2-رنگ(فام)
3-نقطه جوش و دامنه جوش
4-نقطه اشتعال خودبخود ونقطه گرگیری
5-دمای افروزش(نقطه افروزش چکه ای وگروه افروزش)
6-حدود افروزش(حدود انفجار)دامنه افروزش (دامنه انفجار)
7-ویسکوزیته
8-قابلیت حل و ساختمان ملکولی
9-قابلیت حل ترکیبات با وزن ملکولی کم وزیاد
10-خواص فیزیکی دیگر
جرم حجمی وضریب شکست نوری:
جرم حجمی یک ویژگی فیزیکی است که هم در تجزیه ماده وهم در محاسبه خواص فیزیکی دیگر،به عنوان عامل به کار میرود.
علاوه بر جرم حجمی ،وزن مخصوص (چگالی نسبی)یک ماده نیز اغلب به کار گرفته میشود.
وزن مخصوص یک مایع حاصل تقسیم وزن حجم معینی از این مایع به وزن همان حجم از یک مایع استاندارد است(معمولااب).
در این مورد اب در دمای 4درجه سانتی گراد به عنوان مایع استاندارد مصرف میشود.
ارزش عددی وزن مخصوص (چگالی نسبی)با جرم حجمی تقریبا یکی است.در نتیجه ،وزن مخصوص یک عدد بی بعدی است.
چگالی اغلب حلالها و محلولها،با افزایش دما کاهش می یابد و با کم شدن دما،افزایش نشان میدهد.
این ارتباط به ویژه وقتی بسیار مهم است که می خواهند وزن مقدار معینی از یک حلال در یک ظرف با حجم معین یا قابل اندازه گیری را با ضرب حجم در چگالی محاسبه کنند.
رنگ(فام):
منظور از این بخش توجه به رنگ حلالها از جنبه جذب نور مرئی است.
حوزه وسیع طیف سنجی به ویژه طی سنجی در ناحیه اشعه ایکس،ماوراءبنفش،مادون قرمزو رامان مورد نظر نیست.
معمولا نظر بر این است که حلالها در دامنه نور مرئی بی رنگ هستند وبی رنگ باقی می مانند.
وجود هر نوع رنگ ،بخصوص زرد روشن تا قهوه ای ممکن است یا در اثر ناخالصیهای رنگی باشد یا در اثرساختمان شیمیایی یک حلال.
اگر نیاز به کاربرد حلالهای رنگی باشد توصیه میشود ،که رنگ چنین حلالهایی با درجات رنگی مناسب،مقایسه و امتحان گردد.
چنین مقایسه هایی را می توان به اسانی با حل کردن پتاسیم دی کرومات در اب ،فریک کلرید اسید رقیق یا ید در محلول پتاسیم یدید تهیه کرد.
جمعبندی دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف
در این مقاله، دستهبندی حلالها از جنبههای مختلف را از چند زاویه بررسی کردیم. حلالها را میتوان بر اساس خواص فیزیکی مانند چگالی، نقطه جوش، سرعت تبخیر، ویسکوزیته و نقطه اشتعال، بر اساس قطبیت، ساختار شیمیایی، قدرت حلکنندگی و همچنین کاربرد صنعتی دستهبندی کرد.
شناخت این ویژگیها برای انتخاب حلال مناسب در صنایع رنگ، تینر، رزین، چسب، چاپ و بسیاری از صنایع شیمیایی اهمیت زیادی دارد. در واقع، انتخاب صحیح حلال تنها به نام ماده محدود نمیشود، بلکه باید مجموعهای از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن در کنار کاربرد نهایی مورد بررسی قرار گیرد.
کویر شیمی اسپادانا با فعالیت در زمینه تولید تینر و حلالهای مورد استفاده در صنایع مختلف، میتواند انتخاب و استفاده صحیح از حلالها را بر اساس نیاز هر کاربرد مورد توجه قرار دهد.