Smoła (dziegieć): definicja, właściwości, produkcja i zastosowania
Smoła (dziegieć): definicja, właściwości, produkcja i zastosowania — kompletny przewodnik o pochodzeniu, metodach wytwarzania, zagrożeniach zdrowotnych i praktycznych zastosowaniach.
Smoła jest lepką, czarną cieczą o oleistej konsystencji, podobną do gęstego oleju. Może występować naturalnie (np. w dołach smołowych La Brea) lub powstawać w wyniku procesów przemysłowych. Charakteryzuje się silnym, często przydymionym zapachem, jest nierozpuszczalna w wodzie i ma właściwości hydrofobowe.
Właściwości chemiczne i fizyczne
Smoła to mieszanina wielu związków organicznych, w tym węglowodorów aromatycznych (w tym wielopierścieniowych, PAH), fenoli, olefin i związków siarkowych. Zakres składu zależy od surowca i procesu produkcji. Właściwości typowe dla smoły:
- kolor: czarny do ciemnobrązowego;
- konsystencja: gęsta, lepkawa — zmienna w zależności od temperatury;
- rozpuszczalność: słabo rozpuszczalna w wodzie, dobrze w rozpuszczalnikach organicznych;
- zawartość szkodliwych związków: m.in. benzen i inne substancje o działaniu rakotwórczym.
Produkcja
Najwięcej smoły jest wytwarzane z węgla jako produkt uboczny przy produkcji koksu w procesie suchej (destrukcyjnej) destylacji w piecach koksowniczych. Sucha destylacja jednej tony węgla może wytworzyć około 700 kg koksu, 100 litrów płynnego amoniaku, 50 litrów smoły węglowej i 400 m3 gazu węglowego. Smołę można także uzyskać przez pirolizę ropy naftowej, z torfu lub przez destylację i wypalanie drewna (smoła drzewna, np. przy produkcji węgla drzewnego).
Zastosowania
Smoła ma wiele zastosowań przemysłowych i historycznych, m.in.:
- konserwacja i impregnowanie drewna (kreozot, środki do impregnacji kolejowych podkładów);
- produkcja materiałów dekarskich i uszczelniaczy;
- surowiec do produkcji chemikaliów (np. fenole, anilina, smołowy błękit);
- historycznie: paliwo i surowiec w gazownich miejskich;
- w niskich stężeniach: preparaty smołowe stosowane w dermatologii (np. w leczeniu łuszczycy i niektórych postaci łupieżu) — pod nadzorem lekarza.
Zagrożenia i bezpieczeństwo
Smoła pochodzenia węglowego lub naftowego jest uważana za toksyczną. Ze względu na wysoką zawartość benzenu oraz innych rakotwórczych związków aromatycznych powoduje raka. Długotrwały kontakt skóry ze smołą, wdychanie oparów lub zanieczyszczenie środowiska (gleby i wody) stwarza ryzyko zdrowotne. Dlatego:
- stosuje się środki ochrony osobistej (rękawice, odzież ochronną, maski, wentylację);
- pracownicy narażeni na smołę podlegają monitoringu i ograniczeniu ekspozycji;
- odpady smołowe i zanieczyszczone materiały muszą być utylizowane zgodnie z przepisami ochrony środowiska.
Piece do smoły — tradycyjne piece do suchej destylacji drewna były wykorzystywane, zwłaszcza w Skandynawii, do produkcji smoły drzewnej. Zazwyczaj budowano je w pobliżu lasu jako kamienne konstrukcje lub zagłębienia w ziemi. Dno pieca było nachylone do otworu wylotowego, przez który spływała uzyskana smoła. Proces wyglądał następująco:
- drewno rozłupywano na kawałki wielkości palca i układano ciasno w stosy;
- stos szczelnie przykrywano warstwą ziemi, torfu lub mchu, by ograniczyć dostęp powietrza;
- na wierzchu rozpalano ogień — drewno spalało się niezupełnie, a powstające gazy i kondensaty skraplały się i spływały jako smoła;
- zabieg powtarzano przez kilka dni, aż do wyczerpania surowca.
Podsumowanie
Smoła to wieloskładnikowy materiał o szerokim spektrum zastosowań, ale i znacznych zagrożeniach dla zdrowia i środowiska. Jej dokładny skład i właściwości zależą od surowca i metody produkcji, a ze względu na obecność substancji rakotwórczych korzystanie z niej wymaga odpowiednich zabezpieczeń i ograniczeń zgodnych z obowiązującymi przepisami.
Smoła może być produkowana z łodyg kukurydzy przez ogrzewanie w mikrofalówce. Proces ten znany jest jako piroliza.
Używa
Smoła stosowana jest w leczeniu łuszczycy skóry, gdzie najskuteczniejsza jest smoła węglowa. Smoła jest ogólnym środkiem dezynfekującym. Smoła naftowa była również stosowana w starożytnej egipskiej mumifikacji około 1000 r. p.n.e. [1]
Smoła była istotnym składnikiem pierwszej uszczelnionej, czyli "asfaltowej" drogi. Ulice Bagdadu były pierwszymi brukowanymi smołą ulicami z VIII wieku naszej ery. Stosowano ją również jako uszczelnienie gontów dachowych oraz do uszczelniania kadłubów statków i łodzi. Od tysiącleci smołę drzewną stosowano do uszczelniania żagli i łodzi, ale dziś żagle wykonane z z natury nieprzemakalnych substancji syntetycznych wyeliminowały potrzebę stosowania smoły. Smoła drzewna jest nadal używana do uszczelniania tradycyjnych drewnianych łodzi i dachów zabytkowych kościołów pokrytych gontem, a także do malowania zewnętrznych ścian budynków z bali.
W wyniku zmieszania smoły z olejem lnianym powstaje farba smołowa. Farba smołowa może być stosowana do ochrony drewna przed wpływem warunków atmosferycznych. Farba smołowa może być również barwiona różnymi pigmentami, tworząc półprzezroczyste kolory i zachowując strukturę drewna.
Powiązane strony
- Asfalt
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest smoła?
O: Smoła to lepka, czarna ciecz z gęstego oleju. Jest to substancja naturalna, która może być produkowana z węgla, ropy naftowej, torfu lub drewna.
Q: Jak zazwyczaj produkowana jest smoła?
O: Smołę wytwarza się zazwyczaj poprzez ogrzewanie węgla w aparaturze chemicznej.
P: Jakie inne produkty powstają podczas produkcji smoły z węgla?
O: Podczas produkcji smoły z węgla powstają również inne produkty, takie jak koks, alkoholowy amoniak i gaz węglowy.
P: Czy smoła jest uważana za toksyczną?
O: Tak, smoła produkowana z węgla lub ropy naftowej jest uważana za toksyczną ze względu na wysoką zawartość benzenu. Jednak w niskich stężeniach może być stosowana jako lek na skórę.
P: Co to są piece smołowe?
O: Piece smołowe to suche piece destylacyjne używane w Skandynawii do produkcji smoły z drewna. Składają się one z wapiennych lub prymitywnych otworów w ziemi z otworem wylotowym na dole, który umożliwia wydostanie się smoły.
P: Jak używać pieca do smoły?
O: Drewno musi być pocięte na kawałki wielkości palca i ułożone gęsto w stosy, a następnie szczelnie przykryte ziemią i mchem, aby uniemożliwić dostęp powietrza. Następnie należy rozpalić ogień na szczycie tego stosu i pozostawić go na kilka godzin, aż zacznie się wylewać smoła, co będzie trwało jeszcze przez kilka dni.
Przeszukaj encyklopedię