Аэролаки

Аэролаки

АЭРОЛАКИ, авиационные лаки специального назначения, применяемые для покрытия и наводки несущих поверхностей аэропланов и оболочек дирижаблей наружных и внутренних. Аэролаки придают тканям такую упругость, гладкость и газонепроницаемость, каких до сих пор не удалось получить другими средствами. От тканей, покрытых аэролаками, требуется сложное сочетание трудно соединимых качеств, и притом каждое качество - высокой степени. Именно: гибкость, упругость, прочность на разрыв, прочность на излом при многократном перегибании складки, воздухо- и вообще газонепроницаемость, негигроскопичность и водоупорность, стойкость против атмосферных воздействий, бензино- и маслостойкость, нечувствительность к колебаниям температуры, стойкость против действия света, невоспламеняемость и способность при высыхании аэролака оставаться натянутой. Кроме того, сюда присоединяются требования чисто военные, маскировочного характера и другие, в силу которых аэролаки должны быть того или иного цвета или вполне прозрачны, и требования экономические, которым иногда трудно удовлетворить в виду сложности производства потребных химических материалов. Наконец, необходимость покрытия аэролаками больших поверхностей и связанное с этим развитие большого количества паров растворителей ведут к серьезным требованиям в отношении аэролаков и со стороны охраны труда. В настоящее время совокупность требований, предъявляемых к аэролакам, в значительной мере удовлетворяется применением сложных эфиров (эстеров) целлюлозы.

Начальный толчок эта отрасль промышленности получила в 1882 г. Первые шаги были сделаны в Америке, затем в Англии и в Германии и, наконец, во Франции. Широкое развитие аэролаковой промышленности относится лишь к последнему 15-летию и было существенно связано с условиями и потребностями военного времени. Возможность производства аэролаков в СССР всецело определяется состоянием общей химической промышленности. До 1918—20 гг. на аэропланостроительных заводах применялись аэролаки только заграничного производства. В 1921 г. были организованы первые опыты производства аэролаков на одном из заводов ГУВП. Опыты дали вполне удовлетворительные результаты, и в настоящее время все аэропланостроительные заводы СССР и части воздушного флота снабжаются аэролаками только собственного производства. Аэролаки различны по своему назначению и по составу. Однако во всех случаях состав их м. б. подведен под общую схему, устанавливающую функцию отдельных составных частей. Функциональными компонентами аэролаков служат: 1) лаковое тело - твердое вещество, представляющее сложный эфир (эстер) целлюлозы; 2) растворитель лакового тела - летучая жидкость, способная вызвать набухание лакового тела и перевести его в коллоидный раствор (соль); некоторые жидкости сами по себе обладают растворяющей способностью - это растворители в собственном смысле слова; но часто случается, что жидкость, не обладающая растворяющею способностью, будучи смешана с жидкостью, которой такая способность присуща в весьма слабой степени, дает сильный растворитель, особенно при молярных отношениях смешиваемых жидкостей; действительность таких смесей, двойных или тройных, объясняется возникновением в них нестойких химических соединений; 3) противотускнитель - малолетучая жидкость, задерживающая выпадение лакового тела из не вполне просохшего лака; это выпадение происходит от осаждения атмосферной влаги на отлакированную поверхность вследствие быстрого испарения растворителя и происходящего отсюда охлаждения; 4) мягчитель лакового тела - нелетучее или малолетучее вещество (б. ч. жидкость), уничтожающее присущую эфирам целлюлозы хрупкость и сообщающее им любую степень мягкости и пластичности, включительно до каучукообразной консистенции; мягчитель м. б. лишен растворяющей способности в отношении лакового тела; 5) разжижитель - б. или м. летучая жидкость, непременно дешевая, неспособная растворять лаковое тело, но понижающая вязкость имеющегося раствора и тем содействующая удешевлению лака и возможности наносить тонкие лаковые пленки, а в некоторых случаях обеспечивающая огнебезопасность при пользовании лаком; 6) огнегаситель - жидкое или низкоплавкое вещество, неспособное растворять лаковое тело и имеющее функцией гасить возникающее пламя; механизм этого гашения еще не изучен достаточно, но предположительно его толкуют как заливание пламени, расплавившимся от местного нагрева огнегасителем; 7) наполнитель - порошкообразное минеральное вещество, дающее лаку консистентность, когда он применяется для грунтовки; 8) краситель - самые разнообразные красочные пигменты, дающие лаковой пленке желаемый цвет, а также желаемую фактуру поверхности; их функция, кроме того, - предохранять лаковое тело от разрушающего действия света. Участие лакового тела, растворителя и мягчителя во всяком аэролаке безусловно необходимо; участие разжижителя желательно, а огнегасителя - весьма важно; необходимость противотускнителя м. б. устранена, если сушка залакированных поверхностей производится в достаточно теплом и достаточно сухом помещении; наконец, наполнитель и краситель входят или не входят в состав аэролака - в зависимости от частного случая его назначения. Кроме того, некоторые составные части в аэролаках могут отсутствовать лишь кажущимся образом, так как иногда одно вещество несет несколько функций одновременно. Так, функции смешанного растворителя, противотускнителя, мягчителя и огнегасителя не всегда отчетливо распределяются по отдельным веществам. В виду этого, при перечислении различных предлагавшихся для аэролаков веществ по вышеперечисленным функциям эти вещества делят на три группы: а) летучие растворители в собственном смысле слова, б) смешанные летучие растворители и в) тяжелые желатинирующие растворители. Лаковым телом аэролака до войны были почти исключительно смешанные эфиры целлюлозы с азотной кислотой - разные виды нитроцеллюлозы. Выгодные стороны этой последней - сравнительная дешевизна, растворимость в очень многих растворителях, общая химическая стойкость, твердость, прочность на разрыв и вместе с тем упругость, сопротивляемость многократному изгибанию складкой. Отрицательные стороны - чрезвычайная воспламеняемость и горение с выделением вредных для здоровья газов, создающие угрозу летательной машине, как со стороны разного рода несчастных случайностей, так и от огненных атак противника, а кроме того, большая вязкость растворов нитроцеллюлозы и неприятный запах пленки. Именно из-за огнеопасности нитроцеллюлозы, гл. обр. в виду потребностей авиации, ацетатцеллюлозная промышленность получила перевес над нитроцеллюлозной; продукция последней в авиации если и употребляется, то лишь для первых двух покрытий на полотна, прикрываемые затем ацетатцеллюлозами. Главное преимущество ацетатцеллюлозы - возможность делать ее невоспламеняемой, затем - малая вязкость ее растворов. Однако ацетатцеллюлоза уступает нитроцеллюлозе в механических свойствах, дешевизне, химической стойкости и в богатом выборе растворителей. Механические характеристики ацетатцеллюлозных пленок повышаются со степенью ацетилирования, тогда как растворимость их соответственно понижается; но, кроме того, все свойства пленок зависят также от степени полимеризации молекул. Пригодность определенного растворителя в каждом отдельном случае определяется таким образом, природой данного лакового тела (табл. 1).

Пригодность определенного растворителя в каждом отдельном случае определяется таким образом, природой данного лакового тела

В качестве растворителей при производстве аэролаков применяются: ацетон, метилацетат, метилэтиленкетон, иногда в смеси со спиртом. Тяжелыми растворителями аэролаков служат: бензиловый спирт, фурфурол, ацетоуксусный эфир, дикетоновый спирт, а при минеральных наполнителях, предпочтительно перед дорогим евгенолом, чистый триацетин, т. е. триуксусный эфир глицерина.

Мягчителями, кроме вышеназванных, могут служить трифенилфосфат и трирезинфосфат, несущие вместе с тем функцию огнегасителей. Разжижителями до сих пор служат главн. обр. бензол, также бензин; в последнее время Байер стал готовить растворы ацетилцеллюлозы в этиленхлоргидрине или в монохлоргидрине с 50 % воды; этим, помимо удешевления лаков, достигается большая огнебезопасность и быстрая высыхаемость аэролаков. Красители для прозрачных лаков вносятся анилиновые, в спиртовых растворах, а для непрозрачных - минеральные пигменты, в роде ультрамарина, охры, хромовокислого свинца, а также металлические (алюминиевый порошок) и сажа. Порошкообразные пигменты растираются в шаровой или дисковой мельнице либо вместе с раствором лакового тела, либо отдельно в подходящем растворителе.

Аэролаки делятся на собственно лаки и на наводки, или коллодии. Первые содержат до 4% лакового тела, а вторые - от 4 до 20%. Требования маскировки при  ночных военных операциях вызвали производство матово-черных наводок, наводок «лунного света», сине-фиолетовых, темно-красных и т. д. Мягкие и полутвердые наводки с глицерино-желатинной и ледяной уксусной кислотой, тоже матово-черные, применяются для сообщения газонепроницаемости оболочкам дирижаблей. Как видно из табл. 2, такие оболочки имеют значительные преимущества перед прорезиненными.

Аэролаки делятся на собственно лаки и на наводки, или коллодии

Крылья аэропланов покрываются несколькими последовательными слоями различных аэролаков, по крайней мере тремя: 1-й слой - мягкая пропитка, внедряющаяся в волокна ткани, крепящая ее и натягивающая; 2-й слой - особенно упругая наводка с красящим пигментом; согласно французской инструкции полагается нижнюю сторону крыльев делать голубовато-белой, а верхнюю - светло- или темно-зеленой, бежевой, каштановой, черной; наконец, внешний слой - твердая, прозрачная, глянцевая, подобная эмали пленка, в роде цапоновой. Примерный, более или менее общий для всех государств состав аэролаков для этих трех слоев приводится в табл. 3.

Примерный, более или менее общий для всех государств состав аэролаков

 

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 2 - 1928 г.