Химия вокруг нас - Юрий Кукушкин

Столярный клей имеет следующие разновидности: мездровый, глютиновый, костяной, рыбий.

Мездровый клей. Мездра — это слой шкуры, отделяемый при выделке шкуры. В него входят подкожная клетчатка, остатки мяса и сала. Мездровым клеем называют продукт, получаемый развариванием с водой мездры, отходов шкур, головок и лапок, обрезков кож и другие отходы кожевенных заводов и мясокомбинатов. Для его производства сухое сырье отмачивают, а парное и мокросоленое промывают водой. Затем сырье золят, т.е. обрабатывают до 8...10 дней 1...2%-ным раствором извести. После золения сырье тщательно промывают водой, а затем 1%-ным раствором соляной кислоты и вновь промывают. Далее сырье разваривают с водой, лучше в автоклавах. Клеевые бульоны, содержащие 5...8% сухого вещества, очищают фильтрованием и удаляют воду до содержания 25% сухого вещества. Затем раствор охлаждают и получающийся студень разрезают на плитки и высушивают.

Глютиновые клеи. Основное сырье в этих клеях — коллаген. Дословно по-гречески коллаген означает рождающий клей, так как колло — клей. Коллаген входит в состав коллагеновых волокон соединительных тканей: сухожилиях, связках, хрящах, а также в коже и костях. При нагревании в воде при 80...90°C коллаген постепенно превращается в глютин (в быту он больше известен под названием желатин). Разбавленные кислоты значительно ускоряют процесс варки. Бульон также разливают, охлаждают, разрезают на пластины и сушат. Цвет пластин глютиновых клеев колеблется от черного до светло-коричневого. Нормальным цветом является светло-коричневый.

Таким образом, глютиновый клей и желатин — это одно и то же. Пищевой желатин получают из отборного сырья и в отличие от клея его тщательно очищают.

Глютиновые клеи обладают характерной особенностью — под влиянием различных веществ (например, солей хрома (III), алюминия (III), железа (III) и др.) они становятся труднонабухаемыми и нерастворимыми в воде. Такие клеи называют задубленными.

Костяной клей. Его получают из костей крупных позвоночных животных и костяных отходов, а также из лома различных костяных изделий. Для этого кости дробят, обезжиривают, а затем варят. Клеевой бульон, содержащий 10...20% клея, отстаивается, осветляется фильтрованием, иногда отбеливается и выпаривается в вакуум-аппаратах до 30...40% содержания клея. Далее перерабатывается на пластины, как и предыдущие. Костный клей обладает несколько меньшей связующей способностью по сравнению с мездровым.

Рыбий клей. Рыбий клей высших сортов получают размачиванием в теплой воде или в известковом молоке внутренней оболочки плавательного пузыря рыб. Для этого плавательный пузырь разрезают вдоль и тщательно промывают, соскабливая внешний слой и кровеносные сосуды. Оболочку расправляют на досках и сушат на солнце внутренней стороной вверх. Высохшие пластинки плавательного пузыря легко делятся на внутреннюю пленку (клеину) и наружную (сдирик). Клейну стопками складывают под пресс, сушат и вяжут в пачки.

Высшие сорта рыбьего клея применяют в кулинарии для осветления мутных жидкостей. Рыбьим клеем осветляют (оклеивают) вина, делая их прозрачными.

Для низших сортов рыбьего клея используют отходы — рыбьи кишки, головы, чешую, кости и даже небольшие целые рыбины. Сырье обрабатывают вначале слабой соляной кислотой, а затем разваривают в воде. Полученный бульон фильтруют и перерабатывают в плитки, как и другие столярные клеи.

В настоящее время другие производства потребляют столярного клея больше, чем деревообрабатывающая промышленность. Например, в текстильной промышленности им шлихтуют (пропитывают) нити для повышения износоустойчивости, при его помощи изготавливают абразивные круги и наждачные шкурки.

Казеиновый клей. Он так же, как и столярный клей, довольно часто используется в домашнем хозяйстве. Казеин — сухое пористое зерно бело-желтого цвета, получающееся из обезжиренного коровьего молока при обработке сычужным ферментом или кислотами как минеральными, так и органическими. Казеин не растворяется в распространенных органических растворителях, а в воде лишь набухает. При слабом подщелачивании водного раствора казеин легко растворяется и образует вязкий раствор высокой клеящей способности.

В состав казеинового клея входят восемь компонентов. Кроме самого казеина — канифоль, едкий натр (гидроксид натрия), жидкое стекло, водный раствор аммиака, технический скипидар, фенол и вода. Казеиновый клей дает водостойкое клеевое соединение. Его успешно применяют для склеивания древесины в мебельном производстве и строительстве. В обувной промышленности он используется для приклеивания картона к задникам, для склеивания и промазки стелек. Огромное количество казеинового клея расходуется в полиграфической промышленности для приготовления клеевых красочных составов.

Автор не рискует затрагивать клеи на основе синтетических смол. В настоящее время промышленность выпускает их довольно большой ассортимент. Для понимания химической сущности синтетических клеев необходимо углубляться в специальные области органической химии, что не отвечает задачам данной книги.

Мыла и моющие средства

Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Ученые не располагают информацией о начале приготовления мыла в арабских странах и Китае. Самое раннее письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23...79 гг.). В трактате «Естественная история» (в 37 томах), который, по существу, был энциклопедией естественно-научных знаний античности, Плиний писал о способах приготовления мыла омылением жиров. Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно. Раньше для стирки одежды использовали щелок, получающийся от обработки золы водой. Скорее всего это было до того, как стало известно, что зола от сжигания топлива растительного происхождения содержит поташ.

Развитию мыловарения способствовало наличие сырьевых источников. Например, марсельская мыловаренная промышленность, известная с эпохи раннего средневековья, располагала оливковым маслом и содой. Оливковое масло получают простым холодным прессованием плодов масличных деревьев. Масло, получаемое после первых двух прессовок, употребляли для пищевых целей, а после третьей — использовали для переработки на мыло. Марсельское мыло было важным товаром торговли уже в IX в. Оно уступило свое место международной торговле венецианскому мылу лишь с конца средних веков (XIV в.) Кроме Франции, мыловарение в Европе развивалось в Италии, Греции, Испании, на Кипре, т.е. в районах, культивирующих оливковые деревья. Первые германские мыловарни были основаны в XIV столетии.

Несмотря на то что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов, конечно, была не ясна. Лишь на рубеже XVIII и XIX вв. была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность в реакцию их омыления. В 1779 г. шведский химик Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется сладкое и растворимое в воде вещество. Решающий шаг на пути изучения химической природы жиров был сделан французским химиком Шеврелем. Он открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты, как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров. Глицерин — трехатомный спирт. Жиры — сложные эфиры глицерина (глицериды) тяжелых одноосновных карбоновых кислот, преимущественно пальмитиновой CH3(CH2)14COOH, стеариновой CH3(CH2)16COOH и олеиновой CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH. Их формулу и реакцию гидролиза можно описать следующим образом:

В состав различных жиров входят в различных соотношениях пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и другие кислоты. В растительных (жидких) жирах преобладают непредельные кислоты (содержащие этиленовые связи), а в животных (твердых) — предельные кислоты, т.е. не содержащие двойных связей. Потребности в твердых животных жирах большие, чем в растительных. Поэтому жидкие растительные жиры переводят в твердые каталитической гидрогенизацией. В этом процессе остатки непредельных кислот в глицеридах превращаются (присоединением водорода) в остатки предельных кислот. Например:

CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH ― [катализатор 190...240°C] → CH3(CH2)7CH2 — CH2(CH2)7COOH

Именно так получают кулинарные жиры, масло для обжаривания, салатное масло, а также жиры, идущие на производство маргарина. Гидрированные жиры называют саломаслами (сало из масла).