Талловое масло образуется при сульфатной варке целлюлозы. Жирные кислоты, которые получают из сырого масла, находят широкое применение: производство мыла, ЛКМ, эпоксидных смол, клеевых составов, использование в качестве добавок при изготовлении различных материалов (каучук, бетон, бумага и другие).
Описание
Талловое (сульфатное) масло – это жидкая смесь органических соединений (преимущественно высших жирных и смоляных кислот), имеющая темный цвет и резкий запах.
Вам будет интересно:Ткань рипстоп: что это, состав, характеристики, назначение и применение
Вещество обладает следующими физико-химическими характеристиками:
- вязкость (при t=40 °С) – от 410 до 1660 сСт;
- плотность при +20 °С – 994-1001 кг/м3;
- теплоемкость – от 1,6 до 4,1 кДж/(кг·К);
- кислотное число – 158-163;
- температура вспышки – 221 °С;
- температура самовоспламенения – 304-311 °С;
- теплопроводность при нормальной температуре – 0,13-0,15 Вт/(м·К).
Свойства таллового масла (его температуру затвердевания, вязкость) улучшают путем добавления присадок из фенолформальдегидных смол, спиртов и других соединений.
Вам будет интересно:Геофизические исследования: виды, методы и технологии
Плотность, содержание смоляных кислот, кислотное число и число омыления зависят от состава древесного сырья (в порядке уменьшения значений этих показателей):
- хвойные породы;
- смесь хвойных и лиственных пород;
- лиственные породы.
Соли кислот таллового масла называются таллатами.
Получение
Сульфатную варку целлюлозы проводят с помощью обработки древесной щепы водным раствором гидроксида и сульфида натрия. В настоящее время эта технология является одной из ведущих в целлюлозном производстве. Под действием вышеуказанных реагентов происходит омыление смоляных и жирных кислот. Они переходят в черный щелок, который представляет собой сульфатное мыло. Последнее полностью используется для переработки в талловое масло.
Упаривание щелока приводит к отделению фракции малой плотности, которая всплывает на поверхность. Выход вещества находится в пределах 100-140 кг на тонну сырья. Сырое талловое масло получают 2 методами:
Количество полученного таллового масла зависит от нескольких параметров. Это:
- состав исходного материала;
- влажность сульфатного мыла;
- качество его промывки;
- тщательность разделения фракций (средняя фракция, состоящая из лигнина, может унести с собой до 50% масла);
- технология разложения.
Состав
На химический состав масла влияют следующие основные факторы:
- вид древесины и ее порода;
- время года, в течение которого производилась заготовка сырья;
- длительность и способ хранения древесины;
- условия технологического процесса.
В талловом масле содержатся такие вещества:
- смоляные, или канифольные, кислоты (палюстровая, абиетиновая, неоабиетиновая, дигидро- и тетрагидроабиетиновая) – 40-45%;
- ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, стеариновая, линоленовая, линолевая, пальмитиновая) – 40%;
- неомыляемые вещества (алифатические, дитерпеновые углеводороды, стеарин, фитостерин, спирты и другие) – 12%;
- оксикарбоновые кислоты – около 5%.
Очистка без дистилляции
Наибольшую практическую ценность представляют отдельные компоненты таллового масла. Разделение жирных кислот и других составляющих производится несколькими способами:
- с помощью растворителей и их смесей (жидкий пропан, фурфурол, диацетоновый спирт, бензиновые углеводороды и другие);
- реагированием с мочевиной;
- декарбоксилированием (если нужно выделить только жирные кислоты);
Дистилляция
В промышленных условиях выделение фракций проводят по двухступенчатой технологии:
Другим способом модификации масла является олигомеризация, в результате которой получают димеры жирных кислот. На технологических установках в США этот процесс осуществляется при температуре 230-250 °С, под давлением и в присутствии катализатора – монтмориллонита. В России олигомеризацию проводят способом автоокисления. Талловое масло подогревают до 195 °С, непрерывно пропуская при этом через него воздух.
Применение
После дистилляции и ректификации получают несколько видов органических соединений, которые находят широкое применение:
- Жирные кислоты таллового масла чистотой до 97% (лакокрасочная и полиграфическая промышленность).
- Талловая канифоль (бумажное и мыловаренное производство, изготовление клеев для картона и бумаги, кабельная промышленность).
- Дистиллированное талловое масло (мыловарение, производство лаков, смол, красок, эмульгаторов, линолеума; регенерация каучука, введение в качестве связующего в состав песчано-глинистых литьевых форм).
- Талловый пек (изготовление асфальтов, ДВП).
Масло в сыром, недистиллированном виде, используется для следующих целей:
- пропитка ДВП для упрочнения и гидрофобизации;
- добавка при производстве минеральной и стеклянной ваты (улучшение прочностных свойств в условиях высокой влажности);
- изготовление флотореагентов-пенообразователей;
- размягчающая добавка для каучуков;
- производство смол и лакокрасочных материалов (краски, лаки), пластификаторов;
- смазочные вещества и замасливатели для обработки текстильных материалов;
- добавка в битум для улучшения его адгезивных свойств.
Таллаты применяют при изготовлении следующих веществ:
- масляные краски и олифы (добавка для ускорения их высыхания);
- катализаторы химических реакций;
- инсектициды;
- смачивающие средства;
- отвердители асфальтов и восков;
- парафинированная бумага для антикоррозионной защиты.
В талловом масле также содержится большое количество стеринов (до 3%) по сравнению с другими растительными маслами. Эти вещества являются биологически активными и перспективны для применения в медицине, косметологии и пищевой промышленности.
