Канифоль

Канифоль — это хрупкое, стеклообразное вещество, получаемое из смолы хвойных деревьев (преимущественно сосны), представляющее собой смесь смоляных кислот (в основном абиетиновой и её изомеров). Относится к классу природных терпенов, обладает характерным запахом, нерастворима в воде, но растворяется в органических растворителях (спирте, эфире, ацетоне). В зависимости от способа получения и степени очистки канифоль может быть от светло-жёлтого до тёмно-коричневого цвета. Основные физические свойства: температура размягчения — 70–80 °C, температура плавления — 100–135 °C, плотность — 1,06–1,09 г/см³. Широко применяется в промышленности, музыке, электротехнике и быту.

История

Использование смолы хвойных деревьев известно с древнейших времён. В античные времена смолу применяли для герметизации сосудов, изготовления лаков и клеёв. Первое упоминание о канифоли как о продукте перегонки смолы относится к трудам древнегреческого учёного Теофраста (IV век до н. э.). В Средние века канифоль стали использовать в Европе для обработки смычков струнных инструментов — это улучшало сцепление волоса скипидара со струной.

Промышленное производство канифоли началось в XVIII–XIX веках с развитием химической технологии. В России первые заводы по перегонке живицы (сосновой смолы) появились на Урале и в Сибири. К концу XIX века канифоль стала важным сырьём для бумажной, мыловаренной и лакокрасочной промышленности. В XX веке были разработаны методы модификации канифоли (этерификация, гидрирование) для улучшения её свойств.

Классификация

Канифоль классифицируют по происхождению, способу получения и степени очистки.

По происхождению

• Сосновая канифоль — получают из живицы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Наиболее распространённый тип.
• Еловая канифоль — из смолы ели (Picea). Отличается более высокой температурой размягчения.
• Лиственничная канифоль — из смолы лиственницы (Larix). Имеет специфический состав смоляных кислот.
• Кедровая канифоль — из смолы кедра сибирского (Pinus sibirica). Ценится за высокую чистоту и прозрачность.

По способу получения

• Живичная канифоль — получают путём перегонки живицы (свежей смолы) с водяным паром. Наиболее качественная, светлая, с минимальным содержанием примесей.
• Экстракционная канифоль — извлекают из древесины (пней, корней) с помощью органических растворителей (бензин, спирт). Содержит больше примесей, темнее.
• Талловая канифоль — побочный продукт сульфатно-целлюлозного производства, получаемый из «чёрного щёлока» (таллового масла). Имеет тёмный цвет и специфический запах.

По степени очистки

• Сырая канифоль — содержит примеси (до 10–15 %), используется в технических целях.
• Очищенная канифоль — подвергнута фильтрации, отбеливанию, перекристаллизации. Применяется в электротехнике и фармацевтике.
• Модифицированная канифоль — обработана химическими реагентами (эфирами, малеиновым ангидридом) для улучшения свойств (термостойкость, эластичность).

Химический состав и свойства

Основу канифоли составляют смоляные кислоты (80–90 %), главным образом абиетиновая кислота (C₁₉H₂₉COOH) и её изомеры (лево- и декстропимаровая, палюстровая, неоабиетиновая). Также присутствуют нейтральные вещества (до 10–15 %) — смоляные спирты, углеводороды, эфиры. Канифоль аморфна, не имеет кристаллической решётки, что объясняет её хрупкость.

Ключевые химические свойства:

• Растворимость в органических растворителях (спирт, ацетон, бензол, скипидар).
• Нерастворимость в воде.
• Способность к омылению щелочами (образование смоляных мыл).
• Окисление на воздухе (потемнение, потеря эластичности).
• Термопластичность — размягчается при нагревании, затвердевает при охлаждении.

Применение

Канифоль — один из старейших и наиболее универсальных материалов, используемых в различных отраслях.

В музыке

Канифоль (в музыке — «канифоль для смычков») применяется для обработки волоса смычка струнных инструментов (скрипка, виолончель, альт, контрабас). Нанесение канифоли увеличивает коэффициент трения между волосом и струной, что позволяет извлекать звук. Различают светлую (для мягкого звука) и тёмную (для более плотного) канифоль. Также используется для обработки смычков в народных инструментах (гусли, балалайка).

В электротехнике

Канифоль (часто в виде флюса) применяется при пайке металлов (медь, латунь, сталь). Она удаляет оксидную плёнку с поверхности, улучшает смачивание припоем и предотвращает окисление. Наиболее распространённый флюс — спиртовой раствор канифоли (ЛТИ-120). Канифоль не вызывает коррозии, поэтому её используют в радиоэлектронике.

В промышленности

• Лакокрасочная промышленность: канифоль — компонент лаков, эмалей, грунтовок (улучшает адгезию, блеск, твёрдость покрытия).
• Бумажная промышленность: канифольный клей (проклейка) придаёт бумаге водостойкость (производство мелованной бумаги, картона).
• Мыловаренная промышленность: канифольное мыло (канифоль + щёлочь) используют как эмульгатор, моющее средство, в производстве синтетических каучуков.
• Резинотехническая промышленность: канифоль — пластификатор, ускоритель вулканизации, улучшает эластичность резины.
• Производство клеёв и герметиков: канифоль входит в состав клеёв (например, «Момент»), мастик, герметиков.
• Строительство: канифоль добавляют в битумные мастики, шпатлёвки, для улучшения адгезии.

В фармацевтике и косметике

Канифоль (очищенная) используется в составе пластырей (липкая основа), мазей (как загуститель), зубных паст (абразив), лаков для ногтей (плёнкообразователь). В народной медицине — для приготовления мазей от ран, ожогов, нарывов.

В быту

• Для пайки: флюс для радиодеталей, проводов.
• Для обработки деревянных поверхностей: канифольный лак (защита от влаги, гниения).
• Для изготовления липких ловушек: от насекомых (мухи, тараканы).
• Для улучшения сцепления: в спортивных снарядах (теннисные ракетки, гантели).

Интересные факты

• Канифоль — один из немногих природных материалов, который до сих пор не имеет полноценного синтетического заменителя для пайки.
• В XIX веке канифоль использовали как компонент для изготовления восковых свечей (смесь канифоли, воска и стеарина).
• В некоторых странах (например, в Китае) канифоль применяют в традиционной медицине для лечения кожных заболеваний.
• Канифоль легко воспламеняется (температура вспышки — около 250 °C), поэтому её хранение требует соблюдения пожарной безопасности.
• В России канифоль выпускают по ГОСТ 19113-84 (канифоль сосновая живичная) и ГОСТ 14201-83 (канифоль талловая).

Экологические аспекты

Производство канифоли из живицы считается экологически безопасным, так как не требует агрессивных химикатов и использует возобновляемое сырьё. Однако экстракционная и талловая канифоль связаны с использованием растворителей и образованием отходов. При сжигании канифоли выделяются токсичные вещества (формальдегид, бензол), поэтому её утилизация должна проводиться в соответствии с нормами.

Источники

1. ГОСТ 19113-84 «Канифоль сосновая живичная. Технические условия».
2. ГОСТ 14201-83 «Канифоль талловая. Технические условия».
3. Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2.
4. Б. Н. Степаненко, «Органическая химия», 1980.
5. В. А. Соколов, «Технология переработки живицы», 1965.
6. Энциклопедия «Музыкальные инструменты», 2008.