松香


松香是从松木树脂中提炼出来的一种热塑性天然树脂,由多种树脂酸组成,主要成分为松香酸(70-85%)和胡椒酸(10-15%),还有少量脂肪酸、松脂酸酐和中性物质等。

松香酸的分子式为C₁₉H₂₉COOH,分子量302.46。 属不饱和酸,含有共轭双键,强烈吸收紫外光,在空气中能自动氧化或诱导后氧化。其分子结构为:

松香的物化性质:

中文名:松香

外文名:Colophony,Gum resin, Wood resin.

别    名: 脂松香、膏、松肪、松胶、焦油松香、生松香

熔    点:110 至 135 ℃ (无固定熔点)

沸    点:300 ℃(0.67 kPa)

软化点(环球法):72~76℃

密    度:1.060 至 1.085 g/cm³

CAS号:8050-09-7

EINECS号:232-475-7

松香外观为淡黄色至淡棕色,有玻璃状光泽,带松节油气味,属于非晶体,没有固定熔点。在空气中易氧化,色泽变深。

能溶于乙醇、乙醚、丙酮、甲苯、二硫化碳、二氯乙烷、松节油、石油醚、汽油、油类和碱溶液。在汽油中溶解度降低。不溶于冷水,微溶于热水。具有增黏、乳化、软化、防潮、防腐、绝缘等优良性能。

松香的分类

松香按其来源分为脂松香、木松香、浮油松香3种。

脂松香:

使用采割的形式收集松脂再加工提炼而成的松香叫脂松香,也称放松香,颜色浅,酸值大,软化点高。

在长成的松树干上割一个10-13cm左右的口子,收集从树内流出的无色带有芳香味的黏稠液体,将该液体经过水蒸气真空蒸馏,其馏出物即为松节油,釜内剩余物为松香,经过过滤就得到成品。其特点是对松树能连续采割,有利于资源的充分利用。中国松脂资源丰富,是脂松香产量最大的国家。

木松香:木松香又称浸提松香,是将松根或树干切碎,用溶剂浸提出树脂,经加工提炼出来的松香。质量不如脂松香,颜色深,酸值小,且易从某些溶剂中结晶。主要产于美国,原料依赖于该国东南部的原始松林,由于森林资源减少,产量也急剧下降。

浮油松香:浮油松香又称妥尔油松香,来自木材制浆造纸工业,从硫酸盐制浆中回收的黑液经加工而得,原来在性能上不如脂松香,后来由于质量不断提高,如今性能己与脂松香相近。由于造纸所用松木比例减少,降低了浮油分馏所得松香产率(从27%降至21%)。所以近年来虽然粗浮油分馏能力增加,但是浮油松香产量仍只保持相对稳定,约占松香总量30%-35%。

改性松香

松香由于结构上的特点具有许多优良性能,如防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等,因此广泛应用于肥皂、造纸、油漆、橡胶、塑料、电气、医药、农药、印染、化工等部门。但由于松香本身还存在一些不足之处,如在溶剂中的结晶倾向性大,易被大气中的氧气氧化,软化点低,易于和清漆中的重金属盐发生反应,因而限制了它在许多工业部门中更广泛的应用。

为了消除松香的一些缺陷,提高其使用价值,可以利用松香树脂酸结构中的双键和羧基两个化学反应活性中心进行松香改性和制备松香衍生物。松香树脂酸结构中的双键是反应活性中心之一。基于双键,尤其是共轭双键的反应要比以羧基为基础的反应复杂很多,而且反应产物的数目也多得多。因而这类反应无论在松香的研究或应用方面都占有非常重要的位置。所谓松香的改性,实质上也就是以这类反应为基础,通过在树脂酸中的双键引进适当的基团,以达到改性的目的松香的改性和衍生物产品性质稳定,在各种工业中的应用更为广泛。尤其在国外,如日本和美国,松香基本上通过改性和制备衍生物后应用于各工业部门。

松香改性产品,如氢化松香,歧化松香,聚合松香,马来松香等我国已有生产。松香衍生物,如松香酯,松香盐等在油漆涂料工业中早已应用。松香腈与松香胺亦有生产。其他松香再加工产品,如松香不饱和聚酯,氯化松香等均已试制成功。随着国民经济的发展,各工业部门对松香改性和衍生物产品的需要量正在日益增长,这将促使我国松香加工工业的迅速发展。

未改性松香虽然存在着一些不足之处,但因其具有许多独特性能,目前仍被广泛直接应用于国内各工业部门。

松香的环保性能:

工业用的松香主要是用于油漆、造纸、橡胶制造等。本身对人体毒性不大,但是因为其常常含有铅等重金属和有毒化合物,以及氧化后产生的过氧化物会严重影响人体的健康。

松香的质量和选用标准:

松香的品质,根据颜色、酸值、软化点、透明度等而定。一般颜色愈浅,品质愈好;松香酸含量愈多,酸值愈大,软化点愈高。

影响松香使用性能的主要指标有:

  1. 松香色泽:松香的色泽直接影响到松香的级别,松香的颜色越浅质量越好。
  2. 软化点:软化点越低,松香的质量越差。
  3. 酸价:即中和1克松香中的游离酸所耗用的氢氧化钾毫克数。马尾松松香酸价一般是145-170mgKOH/g;酸价高的松香用多元醇酯化后,酯值高,在某些胶粘剂上有特殊用途。
  4. 不皂化物:即松香中不和碱起作用的物质。
  5. 机械杂质:即将松香溶于酒精中,不能溶解的部分。
  6. 结晶:松香结晶后,熔点较高,可达110-130℃,这会给使用部门带来不利的影响。

松香在铸造涂料中的应用:

松香是醇基涂料中常用的低温粘接剂,由于松香在高温下产生碳化和焦化,浇铸出来的铸件较光洁。但在同样加入比例时松香的粘接强度低于酚醛树脂和PVB等,在使用时,最好与酚醛树脂或PVB配合使用。单独使用时,松香的加入量为1.0-1.2%,与其它粘接剂配合使用时,可以酌减。

经过多元醇改性的松香,可以促进涂层与基体的结合,防止点火后涂层开裂和剥落。

松香在包装状态下为大块,使用前需要破碎成小块。松香在醇中溶解速度较慢,为了提高生产效率,建议将破碎后的松香用筛网筛成细粉。将松香与甲醇或乙醇按照适当比例溶解,制成大批量松香溶液存放,可以免去生产涂料时溶解松香所需的时间。

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