Пластмассы как материал для лабораторных изделий

Лабораторные изделия из полимерных материалов, по большей части обладающих значительной химической стойкостью и малой теплостойкостью, предназначаются для работ с холодными средами. В табл. 2 приведены ориентировочные данные о свойствах наиболее часто используемых полимеров в качестве лабораторных изделий и материалов.

Из поливинилхлорида изготовляют некоторые виды лабораторной посуды, шланги, покрытия для лабораторных столов и др. Изделия из поливинилхлорида могут применяться при температурах от -20 до 60 °С. При 70-80 °С поливинилхлорид переходит в резинообразное состояние, выше 140°С разлагается с выделением НСl, а при охлаждении ниже -20 °С становится ломким.

Изделия из полиэтилена высокого давления можно применять до 60 °С, низкого - до 80 °С. При -30 °С полиэтилен становится твердым. Полиэтилен хорошо выдерживает HF. Даже при 100 °С на него не действует конц. НСl, 40% HF, 30% HNO3 и 50% раствор КОН. Стоек к конц. H2SO4 при комнатной температуре. Набухает в углеводородах и хлорированных углеводородах; при температуре выше 65 °С растворим в толуоле. Изменяется под действием галогенов, силиконового масла и конц. H2SO4 при повышенной температуре.

Из полиэтилена изготовляют мерные цилиндры, стаканы, воронки, тару, в частности для хранения плавиковой кислоты, укупорочные пробки, шланги, прокладки и др.

Политетрафторэтилен (тефлон) выдерживает нагревание до 300°С (только не на открытом огне), а из химических агентов его разрушают только фтор и расплавленные щелочные металлы. Из тефлона изготовляют лабораторную посуду (стаканы, чашки, краны и др.), мешалки, уплотнения, пробки и т, п.

Из тефлоновых трубок и пластин в лабораториях изготовляют мешалки, затворы для мешалок, ступки; пленками пользуются для уплотнения соединений.

Имеются сообщения о способе изготовления фторопластовых выпарных чашек вместимостью, до 80 мл, которые успешно эксплуатировались взамен платиновых чашек и тиглей на протяжении 2,5 лет.

Из полистирола изготовляют тару для хранения плавиковой кислоты. Пенополистирол используют в качестве теплоизоляционного материала при низких температурах. При 160-180°С он размягчается и деполимеризуется. Благодаря этому из него можно изготовлять подставки для круглодонных колб. Колбу нагревают в пламени газовой горелки приблизительно до 200 °С и прижимают дном к блоку пенополистирола - в блоке образуется углубление. Эту работу следует выполнять в вытяжном шкафу.

Асбестовые материалы

Асбестовый картон, волокнистый асбест, асбестовые шнуры и асбометаллические сетки применяются в качестве огнезащитного, термоизоляционного и фильтрующего материала, а также для уплотнения соединений.

Асбестовый картон общего назначения и прокладочный используется для теплоизоляции до 500 °С.

Волокнистый асбест служит фильтрующим материалом. Асбест устойчив к щелочам, а при обработке НСl становится устойчивым и к кислотам.

Асбестовые шнуры общего назначения, теплоизоляционные с примесью стеклянных нитей и с повышенной термоизоляцией предназначаются для теплоизоляции и уплотнения деталей стеклянных приборов и аппаратов до 400-425 °С.

Асбестовые картон и шнуры крепят на горизонтальной поверхности раствором силиката натрия, а на приборах - мягкой медной проволокой.

Смазки и замазки

Вращающиеся стеклянные детали (оси мешалок, краны, шлифы и др.) обычно смазывают маловязкими сортами вазелина. Чтобы смазка была гуще, вазелин сплавляют с парафином или ланолином. Смазкой для кранов служит смесь 1 ч. вазелина и 1 ч, парафина, для эксикаторов рекомендована густая смазка из 3 ч. ланолина и 1 ч. желтого вазелина, а также менее вязкая смазка, состоящая из 2,5 ч. ланолина и 1,5 ч. медицинского вазелина.

Если смазанная часть подвергается действию органических растворителей, рекомендуется пользоваться смазками на основе глицерина:

а) смесь из 8 г растворимого крахмала, 2 г сахарозы и 25 г глицерина осторожно нагревают при перемешивании в фарфоровой чашке до 140°С;

б) смесь из 20-30 г декстрина и 35 г глицерина нагревают при перемешивании до 140°С и выдерживают при этой температуре, пока расплав не станет прозрачным. При работе с агрессивными газами, если, не вредно присутствие небольшого количества паров воды, хорошей смазкой могут служить сиропообразная смазка на основе фосфорной или метафосфорной кислоты. Для приготовления смазки 10 г НРO3 растворяют в 100 мл воды, смешивают с 2 г Н3ВO3 и после полного растворения выпаривают на водяной бане до объема 25 мл. Затем к сиропу добавляют 1 мл 85% Н3РО4 и 20-30 мин кипятят при помешивании, следя за тем, чтобы температура не превышала 122 °С. По охлаждении смазку помещают в стеклянную банку с пришлифованной пробкой.

Большое распространение получили смазочные приборные масла, состоящие из минеральных масел высокой степени очистки и кремнийорганических веществ (ОКБ-122-3 и ОКБ-122-4 - маловязкие ОКБ-122-5 и 02Б-122-14 - средней вязкости). Эти смазки обладают низкой температурой застывания (до -70 °С).

Уплотняющую замазку для шлифов готовят так: на водяной бане сплавляют 50 ч. белого вазелина с 10 ч. парафина, прибавляют 2-3 ч. невальцованного натурального каучука. Образовавшуюся однородную массу переливают в банку с притертой пробкой.

Для уплотнения стеклянных и металлических подвижных соединений вакуумных установок выпускается смазка вакуумная (ОСТ 38-0183-75), состоящая из 15% натурального каучука, 20% церезина и 65% медицинского вазелинового масла.

Большую часть перечисленных выше смазок в настоящее время с успехом заменяют силиконовые полимеры. Они не смачиваются водой, обладают низким давлением паров, и их вязкость незначительно изменяется с температурой.

Для склеивания частей приборов, которые обычно не разбираются, а также для герметизации стеклянной аппаратуры используют два вида замазок: термопластичные и необратимо затвердевающие. К замазкам первого рода относят замазку Менделеева (см. приложение 3), смеси канифоли и пчелиного воска, шеллак и его смеси. Их легко наносить в нагретом состоянии. Однако все эти замазки частично или полностью растворимы в органических растворителях и не могут быть применены при высоких температурах.

Необратимо затвердевающие замазки, как правило, выдерживают довольно высокие температуры. Например, замазка, полученная при растирании 100 г обезвоженного РЬО с 25 мл глицерина выдерживает температуру до 250 °С, не растворяется ни в кислотах, ни в щелочах.

При размешивании 60% MgCl2 с оксидом магния получается густая, быстро затвердевающая замазка, так как образуется гидроксохлорид магния.

Твердые и стойкие замазки дают смеси из жидкого стекла и карбонатов или оксидов кальция, магния, свинца и железа, а также смеси из жидкого стекла и талька.

Однако в последнее время вместо перечисленных выше замазок все шире начинают применять замазки на основе высокомолекулярных материалов, особенно эпоксидных смол.