有机溶剂分类

有机溶剂分类一、烃类溶剂1．烃只含有碳氢两种元素的有机化合物叫烃。根据结构将烃类分为脂肪烃和芳香烃。脂肪烃包括脂肪链烃和脂环烃。开链结构的脂肪烃根据结构的饱和程度分为饱和链烃(烷烃)和不饱和链烃(烯烃和炔烃)。芳香烃是含有苯环特殊结构的烃类。根据具体结构分为单环芳烃、多环芳烃和稠环芳烃。烃类溶剂根据来源分为两类：由石油分馏得到的烃类混合物溶剂叫石油溶剂油，简称溶剂油；由化工原料合成或精制得到的成分单一烃类溶剂是烃的纯溶剂。纯溶剂价格较高，通常只用于一些特殊用途中。2．溶剂油石油是由多种烃类组成的混合物，经过分馏处理得到不同沸点范围的产品。根据沸，抿范围通常把石油产品分为石油醚、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青。其中沸点范围在30～90℃以戊烷和己烷为主要成分的石油醚和沸点范围在40～200℃烃分子含碳数在4～12的汽油，有很好的溶解性能。在工业生产中常做溶剂使用，称为溶剂油或溶剂汽油。近年来还开发出相当于煤油乃至轻柴油馏分做高沸点溶剂油，拓宽了溶剂油的概念。煤油是石油分馏时，沸点在175～325℃范围的馏分，由于馏程长所包含的烃类成分复杂。在一定情况下也可以做溶剂使用，如美国干洗业使用的干洗溶剂汽油(stoddardsolvent)实际上是一种不易燃的煤油溶剂。因此广义上溶剂油包括多种沸程范围的烃类混合物以及己烷、苯、甲苯、二甲苯纯烃类溶剂。为了叙述上的方便，本书介绍的溶剂油是指由石油分馏得到的烃类混合物溶剂。(1)溶剂油按沸程分类根据分馏过程的沸程，溶剂油大致分为三类：把沸程在100℃凋以下的称为低沸点溶剂油，如工业上的6号抽提溶剂油，沸程为60～90℃；把沸程在100～150℃的称为中沸点溶剂油，如橡胶溶剂油，沸程在80～120℃；把沸程高于150℃的称为高调沸点溶剂油，如油漆溶剂油，沸程为140—200℃，油墨溶剂油干点达360℃都属于高沸点溶剂油。从沸程范围看，溶剂油大多数属于汽油馏分。(2)溶剂油的化学成分溶剂油是各种烃类的混合物，主要成分有开链烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃。由于烯烃化学性质活泼、安定性差，不适合作溶剂使用，所以一般溶剂油中含烯烃很少，成分以其他三类烃为主。低沸程溶剂油，如6号抽提溶剂油，120号橡胶溶剂油，200号油漆溶剂油中主要成分是烷烃和环烷烃。有时称为脂肪烃类溶剂，脂肪烃溶剂油成分有直链烷烃、支链烷烃、环烷烃。由于不同结构烷烃的溶解性能不同，所以又可以根据其主要成分进一步分类，如以支链烷烃为主要成分的溶剂油，称为异构烷烃溶剂油，它的溶解性能优于一般脂肪烃溶剂油而高沸程溶剂油中甲苯、二甲苯等芳烃含量较大称为芳烃类溶剂油，如近年兴起的高沸点芳烃溶剂油主要成分就是分子中含9个碳原子的芳烃。溶剂油的性能与其化学成分有密切关系，由于烃类的溶解能力顺序为：芳烃环烷烃链烷烃。所以相同沸程的溶剂油中含链烷烃、环烷烃多的比含芳烃较多的溶剂油苯胺点高、贝壳松脂丁醇值低，溶解能力差。纯芳香烃溶剂油虽然溶解能力强，但毒性也大，因此目前工业上出现用高芳香烃溶剂油和低芳香烃溶剂油来代替苯、甲苯、二甲苯等纯芳香烃溶剂使用的趋势。这样虽然溶解能力稍有降低，但降低了溶剂油的毒性，也降低了生产成本。而且为降低溶剂油的毒性，各国对溶剂油中的芳香烃含量都作出限制，如油漆溶剂油中芳香烃的含量要求在15%以下。3．植物来源的烃类溶剂烃类溶剂除了可从石油分馏得到外也可从植物中得到，如松节油、柠檬油。(1)松节油这种油是植物来源烃类溶剂中的一种典型代表，属于松香类溶剂存在于一种叫松脂的天然树脂中，当松脂蒸馏时，馏出物是松节油，固体剩余物是松香。根据原料和制法不同分为油脂松节油、提取松香油和干馏松节油。松节油是烃的混合物，主要成分是o—和户蒎烯。是油脂、蜡、树脂的优良溶剂，其溶解能力介于石油溶剂油与苯之间。它的沸点和燃点较高，使用时安全性较好，但它与空气中氧接触或在光照条件下易于氧化成树脂类物质而变色是其缺点。(2)柠檬油(橙油)是由橙皮、橘皮、柠檬皮蒸馏提炼得到的一种烃类溶剂。它的主要化学成分叫苎烯；(甲基丙烯基环己烯)的单环萜烯，’其他成分还有柠檬醛等。苎烯的沸点为175.5～176℃，物理性质与松节油很相似，具有柠檬酌水果香味。由于美国盛产橙子和柑橘，因此可以比较廉价获得柠檬油这种烃类溶剂。目前美国已用柠檬油替代氟氯烃溶剂CFC—113(三氯三氟乙烷)作为清洗半导体印刷线路板的溶剂。4．烃类纯溶剂从化工原料合成得到的烃类纯溶剂主要有己烷、苯、甲苯、二甲苯等。(1)正己烷(C6H14)是一种低沸点烃类纯溶剂，通常是从天然汽油、直馏汽油和其他石油轻馏分进一步精制加工获得。是一种典型的非极性溶剂，能溶解各种烃类及卤代烃乙通常作各种油脂、精油的萃取用溶剂，也可作精密仪器的清洗剂。由于它沸点低、易燃，因此使用时要特别注意防火，虽属低毒性但大量吸入也有麻醉性。(2)苯、甲苯、二甲苯是三种重要的芳香烃溶剂。它们的KB值高、苯胺点低，对油溶性污垢溶解力强，是性能优良的溶剂。缺点是毒性强，也是造成光化学烟雾和大气污染的重要因素。特别是苯，毒性更大些使用时要特别注意。芳香烃溶剂又都属于易燃物质，如苯的闪点为-11.1℃，空气中含量在1..5%～8%范围内可能引起爆炸，使用时要注意肪火。由于芳香烃纯溶剂价格高，目前在许多部门已用芳香烃溶剂油代替。高沸点芳烃溶剂油是炼油化工厂催化重整的产品，以C9和C10芳烃为主要成分，如异丙苯、正丙苯、对甲乙苯等，氍初馏点约120℃、120℃～150℃、150～200℃的馏分可代替甲苯、二甲苯、200号油漆溶剂油使用。最应注意二甲苯是邻、间、对位二甲苯的总称。由于它沸点较高厂所以用于清洗时干燥比较困难由于芳香烃溶剂有易燃、毒性和价格较高的问题，因此只在特殊必要情况下使用。二、卤代唆溶剂用于清洗的卤代烃有氯代烃溶剂和氟氯烃溶剂两类。如果烃分子中的一部分或全部氢原子被氯取代就得到氯代烃i如果在氯代烃分子中引入氟原子就得到氟氯烃。通常使用的卤代：烃溶剂是由甲烷、乙烷、乙烯这些小分子烃经卤代得到的。如由甲烷可以得到二氯甲烷、氯仿(CHCl3)、、四氯化碳、一氟二氯甲烷、‘氟三氯甲烷，由乙烷得到1，1，1-三氯乙烷，由乙烯得到三氯乙烯和四氯乙烯等。卤代烃密度大于水，而且都难溶于水。它们的最大特点是具有不燃性和难燃性，分子中不含氢原子的具有不燃性，分子中含有氢原子的具有难燃性的特点。这与烃类溶剂相比是一种优点。卤代烃溶剂对油性污垢的溶解力强，如脱脂能力比石油溶剂油强10倍左右。一般卤代烃沸点较低，容易挥发，所以蒸馏回收时耗能少。目前在工业清洗领域的许多部门它已经取代了烃类溶剂发挥着重要作用。1．氯代烃溶剂(1)二氯甲烷(CH2C12)它有着优良的脱脂能力，常作为精密机械部件的洗涤用溶剂，也可做塑料膜及二氯甲烷涂层的剥离剂是一种低沸点(沸点为39.8℃)，易挥发溶剂。目前在许多场合被利用来代替FC—113(三氯三氟乙烷)使用。其缺点是对大气污染比较严重，为使其蒸气逸散减少到最低程度，清洗时注意采取降温措施，以控制其在空气中最高容许含量在500mg/kg之内。(2)1，l，1，三氯乙烷-(C13C—CH3)是氯代烃溶剂中毒性最弱的一种，有良好的溶解能力，但化学稳定性差是其最大的缺点，而且它对大气臭氧层有破坏作用，正面临被禁止使用的处境。(3)三氯乙烯(C12C==CHCl)是一种无色有毒液体，有类似氯仿的气味，化学稳定性较好、难燃是脱脂的优良溶剂。常温下它的KB值为130是汽油的4倍，50℃时其KB值为汽油的7倍。毒性强是它最大的缺点，在光照条件下遇水蒸气，它会慢慢分解产生出有剧毒的光气。因此在工厂作业环境中对它的含量有严格的限制。它曾被用做衣物的干洗溶剂，由于毒性大已被四氯乙烯代替。(4)四氯乙烯(C12C==CCl2)又称全氯乙烯，是一种无色透明流动液体，有特殊的类似乙醚的气味，虽然它的KB值比三氯乙烯稍低，但仍是一种脱脂力很强的溶剂，它也有一定毒性，因此在作业环境中的含量也要严格控制，但由于它的沸点比三氯乙烯高，挥发性较小，一般认为它，的危害较小。为防止其分解，常在其中加入0.5%的乙醇作稳定剂，并避光密封保存，目前大量使用它做衣物干洗溶剂。(5)氯仿(CHCl3)又称三氯甲烷，是一种无色透明易挥发液体，不易燃烧，微溶于水，是溶脂性能很好的溶剂。但在光作用下能被空气中氧气氧化生成氯化氢和光气，因此毒性大，为此通常加入1％一2％的乙醇使生成的)匕气和乙醇作用生成碳酸乙酯以消除毒性。(6)四氯化碳(CCl力是密度较大(1.515g/cm3)，不可燃的五色液体，有良好的脱脂性能，但用作清洗剂最大的缺点是对人有毒，使用时要注意，它在空气中最大容许浓度为25mg/kg。各种氯代烃的主要性能见表6—19。2．氟氯烷溶剂这是指以CFC—113为主体的系列清洗剂，又称氟碳清洗剂。CFC—113又称F—133，R—133，其化学名称为三氟三氯乙烷—，分子式为C2ClsF沸点47.6℃，液体密度为i1.565g/cm3，25℃粘度为6.8X10-4Pa．s，表面张力为》9mN/m，液体比热容为9kJ/kg。空气中不爆炸通常使用的三氟三氯乙烷溶剂结构为CCl2F—CClzF是一种无色无味液体，难溶于水；与其他卤代烃溶剂不同的是它不与水形成共沸混合物。三氟三氯乙烷与其他氯代烃溶剂相比最大的优点是化学稳定性好。对化学试剂、水、热都表现出很高的稳定性。它也不与润滑油反应可以在常温条件下长期保存不变质。它的KB值为31比常用氯代烃KB值低，但它的KB值与表面张力值与脂肪族链烃溶剂相近，所以对矿物油溶解性能好。由于氟碳溶剂表面张力和粘度小，渗透力强、蒸发速度快，用它清洗过的制件一般不需要揩擦或烘干处理，：可自行千—燥，所以有利实现机械化自动化清洗。而且对塑料和橡胶的溶胀作用小，能很好地去除矿物油污垢而又不伤害塑料和橡胶表面与其他氯代烃有腐蚀金属材料的性质不同。因此它是相容性最佳的有机溶剂之一，除了硅橡胶、聚苯乙烯和金属锌外，对绝大多数金属、塑料、胶带；涂漆层以及导线的绝缘层均无作用，不发生溶解现象；而且它具有不燃性，使用时很安全，同时它是无毒的，以它为溶剂的清洗工厂的空气环境中允许的最高含量可达1000mg/L。CFC-113的溶解洗涤能力极强，如它对油脂溶解能力高达4.45kg/(m2·h)，而氯代烷牛去油效率高达90%的三氯乙烯，其溶解油脂能力也仅为3.1kg/(m2·h)。由于三氟三氯乙烷具有以上优点，因而被广泛用于金属材料清洗和电子工业精密清洗领域。在电子工业领域王要用它清洗松香焊剂污染物。由—于它不会损伤对有机溶剂敏感的电子元件，因此在清洗计算机磁盘驱动器，卫星及航空设备中的陀螺仪以及微型轴承，军用通讯设备、光学仪器零件时都常用到它。但由于它对大气臭氧层有破坏作用，目前正面临着被禁止使用的处境，各国都在抓紧研制它的各种代用溶剂，具体情况将在后面作详细介绍。目前工业清洗中使用的氟碳溶剂有多种型号，包括CFC—113溶剂以及CFC—113与无水乙醇、丙醇、甲醇、丙酮、二氯甲烷以及表面活性剂水溶液混合溶剂。三、醇类溶剂分子中脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物属于醇类。根据分子中含有的羟基数目分为一元醇及多元醇。结构中含有苯或苯同系物，而羟基又不直接与苯环相连的是芳香醇。在清洗中使用的醇类有机溶剂主要有以下三类。1．水溶性一元醇溶剂是在清洗中使用最多的醇类溶剂，如甲醇、乙醇、异丙醇等水溶性一元醇溶剂是可燃的强亲水性溶剂，它可以与水以任意比例互相混溶。它可以是无水的或含水的溶剂。它们的高浓度水溶液对油性物质溶解力大，因此被用来清除电子印刷线路板上的松香焊剂。它们的另一个特点是对表面活性剂的溶解力强，所以常被用来去除表面活性剂在洗涤物表面上形成的残留吸附膜，这也是乙醇等醇类溶剂的，一种特殊用途。由于水溶性一元醇类溶剂与水的结合力强，当需要把水从被它润湿的表面置换下来时，用艮醇溶剂是最合适的，其中应用得最多的是乙醇和异丙醇。但是醇和水会形成恒沸混合物，所以想用通常的蒸馏方法从含水的乙醇溶液中回收得到无水无醇是不行的。另外这类醇的高浓度水溶液都有很