Задачи фильтровальной бумаги
Фильтровальная бумага представляет собой полупроницаемую бумагу или бумажный барьер, установленный перпендикулярно жидкости или воздуху. Впервые такую бумагу для очищения жидкостей начали использовать в Китае. Особые свойства фильтровальной бумаги позволяют отделять элементы твердого вещества от жидкости. В лаборатории этот вид бумаги обычно применяется с фильтровальными воронками. В зависимости от размера отделяемых осадков и вязкости жидкости используется бумага различной плотности.
Одним из главных свойств фильтровальной бумаги является пористость, которая может как пропускать, так и задерживать частицы различного диаметра. Следует отметить, что пористость также оказывает влияние на скорость фильтрования.
Как правильно выбрать фильтровальную бумагу для определенных целей?
-прочность. Данное свойство показывает насколько прочно бумага может выдержать давление химического реактива (раствора);
-эффективность. Характеристика, определяющая размер частиц, просачивающихся сквозь фильтр;
-совместимость. Сопротивляемость фильтра разрушениям под воздействием нагревания определенных химических реактивов или растворов, а также химическим реакциям;
-вместимость, емкость. Способность фильтровальной бумаги удерживать определенное количество частиц для процесса фильтрования.
Данное лабораторное оборудование часто используется для хроматографии или гравиметрических способов количественного анализа (фильтры беззольные).
Чтобы фильтровальная бумага была достаточно прочной и не подвергалась разрыву, что довольно часто случается в процессе фильтрации большого количества химических реактивов, рекомендуется простое средство, которое увеличивает прочность фильтровальной бумаги и в то же время не уменьшает ее фильтрующих способностей Суть данного средства состоит в специальной обработке: бумагу сначала опускают на пару секунд в азотную кислоту, затем вынимают ее и сразу же тщательно промывают водой. Бумагу, приготовленную таким способом, можно комкать и мыть как обычную ткань. Ее прочность настолько высока, что полоса обычной фильтровальной бумаги шириной в 5-6 см может выдерживать вес до 1,5 кг, тогда как такая же полоса бумаги, необработанной азотной кислотой, рвется от тяжести почти 150 г. Как видим, прочность составляет почти 10 раз.
В настоящее время производством фильтровальной бумаги высокого качества занимаются лишь на некоторых специализированных бумажных фабриках, так как этот процесс довольно сложный и трудоемкий.
Характеристики бумаги для фильтрования зависят от свойств используемых материалов и технологий изготовления. Главной задачей технологов является обеспечение бумаги комплексом фильтрующих свойств, от которых зависит прочность, физико-механические показатели, сопротивляемость к действию внешней среды и резкому изменению температур. При производстве данной бумаги осуществляется контроль за подбором требуемых связующих веществ, а также введение в бумагу синтетических волокон. Поэтому фильтровальная бумага – это сложный многокомпонентный и многоуровневый композиционный материал.
Одним из главных процессов в технологии изготовления фильтровальной бумаги является придание ей пористой структуры, которая обеспечивает удерживание посторонних частиц из жидкостей и газов. Данная способность бумаги обеспечивается путем однородного распределения волокон в бумаге и пропитки бумаги полимерным связующим веществом.
Этапы производства фильтровальной бумаги:
-создание волокнистой структуры (может состоять от двух до шести компонентов натуральных или синтетических волокон, каждый вид которого имеет ряд показателей и свойств;
-получение бумаги-основы. Основа для бумаги – это непрочный рыхлый материал, неиспользуемый в качестве фильтрующего звена, так как под влиянием химического реактива она разрушается;
-пропитка бумаги связующим раствором (Полимерный раствор придает бумаге прочность, жесткость, твердость, стойкость к воздействию агрессивных фильтрующих веществ). Среди полимерных связующих веществ можно выделить наиболее используемые: фенолоформальдегидные смолы, стирол-акриловые сополимеры.
Виды пропитки:
-акриловая. Такая пропитка позволяет отказаться от процессов «термообработки» фильтрующего элемента. Кроме того, фильтры с использованием акриловой пропитки-экологически чистые, что является одной из первостепенных задач при фильтрации воздуха;
-фенольная. Такая пропитка обычно используется в производстве автофильтров.
