Что такое канифоль: состав, свойства, применение
Каждый, кто во времена Советского Союза имел дело с паяльником, знает о канифоли не понаслышке. Однако сегодня, когда всюду используются паяльные флюсы, канифоль для пайки применяют все реже. А ведь канифоль используется не только для пайки. Давайте же вспомним о том, что вообще такое канифоль, откуда она берется и где еще применяется.
Канифоль или колофонская смола получила свое название от имени древнегреческого города Колофон, где особая сосновая смола высоко ценилась в свое время музыкантами.
Сама канифоль представляет собой достаточно хрупкое аморфное вещество стекловидной структуры, имеющее характерный стеклянный блеск. Цвет канифоли может быть от светло-желтого до темно красного. В качестве составного компонента она содержится в смолах хвойных деревьев и состоит главным образом из карбоновых кислот фенантренового ряда и их изомеров.
Сырьем для производства канифоли изначально служила живица — смолянистое вещество, выделяемое хвойными деревьями при их механическом повреждении. Из живицы выпаривали скипидар и другие летучие вещества, которых в сырой смоле 25%.
При промышленном производстве канифоль получают как экстракт измельченной хвойной древесины с применением органического растворителя либо путем перегонки сырого таллового масла, являющегося отходом циллюлозно-бумажного производства. Таким образом, в зависимости от способа получения, канифоль бывает сосновой, талловой и т. д.
Канифоль нерастворима в воде, однако легко растворима в органических растворителях, таких как этиловый спирт, эфир, ацетон, хлороформ и бензол. Температура плавления канифоли зависит от способа ее получения, и лежит в диапазоне от 50 до 130 °C. В составе канифоли всегда преобладают карбоновые (смоляные) кислоты, главная из которых — абиетиновая, входящая и в состав янтаря.
Канифоль как паяльный флюс
По сей день достаточно широко канифоль используется в качестве паяльного флюса (для удаления тонких пленок окислов с поверхностей спаиваемых металлов) при пайке легкоплавкими припоями и лужении.
Благодаря использованию канифоли при пайке, смачиваемость припоем монтируемых на плату компонентов улучшается. При пайке деталей из меди, медных сплавов, стали, цинка и других цветных металлов кроме алюминия, канифоль пользуется заслуженной популярности в силу эффективности.
В расплавленном состоянии канифоль легко растворяет оксидные пленки: окисленные металлы по сути частично восстанавливаются до металлов, а частично — превращаются в легкоплавкие соли.
При этом канифоль неустойчива к воздействию влаги. Под действием атмосферной влаги она гидролизуется, усиливает коррозию соединений с которыми находится в контакте. Поэтому после пайки канифоль следует смывать (например спиртом или ацетоном). В качестве диэлектрика канифоль используется разве что в очень герметичных устройствах.
Для пайки лучше всего подходит слабый раствор канифоли в изопропиловом или этиловом спирте с добавлением глицерина. Такой раствор весьма эффективен, хоть и имеет лишь слегка желтоватый цвет. Если же он будет слишком концентрированным, то есть если канифоли в растворе окажется слишком много, то смыть ее с платы будет тяжело, да и жало паяльника загрязнится сильнее.
Кстати, для пайки сильно загрязненных или сильно окисленных поверхностей канифольно-спиртово-глицериновые флюсы малоэффективны. В таких случаях рекомендуется применять неорганические, например, кислотные флюсы. Кроме того, глицерин, ввиду гигроскопичности, способствует коррозии проводников и электрическим утечкам по поверхности диэлектрика платы, поэтому остатки флюса с глицерином всегда следует удалять сразу после пайки и особенно тщательно.
Хранение растворов канифоли требует особого подхода чтобы не допустить выпадения кристаллов смоляных кислот. Для этого обязательно профильтрованный раствор не следует хранить в железных банках, поскольку ржавчина на их стенках склонна образовывать со смоляными кислотами резинаты железа, способствующие кристаллизации смоляных кислот. А в растворы с уайт-спиритом нужно добавлять хотя бы 4% скипидара.
Другие применения канифоли
Продукты переработки канифоли используются для проклейки картона и бумаги, она служит эмульгатором при получении искусственного каучука, применяется в производстве пластмасс, резин, мыла, линолеума, искусственной кожи, лаков, красок, электроизоляционных компаундов и мастик.
Канифолью натирают смычки музыкальных инструментов, кончик бильярдного кия, а также обувь балерин для уменьшения скольжения. В тяжелой атлетике, в альпинизме, в бейсболе, при занятиях на турнике, — канифоль позволяет четко зафиксировать хват без скольжения, причем мозолей от этого не появится. Именно измельченную канифоль применяют для имитации дыма в кинематографе.
В былые времена, когда не было эффективных натяжителей, канифолью натирали передаточные ремни различных механизмов. Даже сегодня при запуске механизмов с большой инерцией время от времени прибегают к использованию канифоли.
Добавив порошок канифоли в лак на основе твердых смол, можно повысить его текучесть. Чистая же канифоль в основе лака делает его очень мягким и нестойким, белеющим при попадании влаги, легко стираемым. Качественные лаки на основе канифоли получают этерификацией (сплавлением) 6% глицерина с канифолью.
Кстати, один из эфиров канифоли зарегистрирован как пищевая добавка Е915 — пентадиновая смола. Но практически в качестве пищевой добавки Е915 не применяется ни в России, ни в странах Евросоюза.
Зачем нужна канифоль
Канифоль — что это такое, как и где используется для пайки
Во время пайки — канифоль просто незаменимый компонент, который является обязательным атрибутом в столе каждого радиолюбителя. Данный компонент широко применяется при низкотемпературной пайке. Он служит для удаления оксидной пленки и неподходящих веществ на поверхности материалов.
Канифоль получают путём выпаривания из древесины, преимущественно сосны. Именно сосновая канифоль чаще всего встречается в продаже на территории СНГ.
Если сказать простыми словами, то канифоль — это своего рода флюс, который служит для удаления оксидной пленки с поверхности металлов, в частности с меди. На вид это прозрачный и твёрдый кусок коричневого камня, который не растворяется в воде.
Для чего используется канифоль
Однако канифоль хорошо растворяется в различных растворителях, в эфире и бензине в том числе. Температура плавления канифоли начинается от 50 градусов. Именно эта характеристика и послужила возможностью использования канифоли для низкотемпературной пайки.
Тем не менее, канифоль используется не только для пайки в качестве активного флюса. Она широко применяется для изготовления различных материалов, например, некоторых видов пластмасс. Также канифоль используется при изготовлении лаков и других лакокрасочных материалов.
Канифоль для низкотемпературной пайки
Однако основное применение канифоли, это всё-таки низкотемпературная пайка металлов. Канифоль способствует удалению с их поверхности не только оксидной пленки, которая затрудняет контакт металла с припоем, но и очищению поверхности от жировых отложений.
Лужение канифолью — именно с этого и начинается низкотемпературная пайка. Для этих целей, разогретое жало паяльника несколько раз опускается в канифоль, после чего сразу же в припой.
Под воздействием температуры паяльника, припой начинает плавиться, и его часть остаётся на поверхности жала. Без канифоли, расплавленный припой будет просто скатываться с жала паяльника, из-за того, что на его поверхности, находится плёнка, грязь и инородные отложения.
Способы хранения канифоли
Хранить канифоль можно очень долго, это тот материал, который не портится. Тем не менее, канифоль боится высокой температуры, под воздействием которой она может легко расплавиться и потерять свою форму.
Поэтому идеальным местом хранения канифоли являются закрытые шкафы с постоянной температурой внутри. Таким образом, канифоль долго сохранит свои свойства и качества. Хранить канифоль можно в закрытых банках и других ёмкостях.
Для пайки, каких металлов подходит канифоль
Канифоль — это самый простой из всех возможных флюсов. Поэтому она подходит для пайки самых распространённых металлов, таких как медь, свинец и сталь.
Не подходит канифоль для пайки нержавеющей стали, а также алюминия. Для пайки алюминия и нержавейки применяются более активные и кислотные флюсы, которые лучше справляются с удалением оксидной пленки на поверхности, чем это делает канифоль.
Что нужно для пайки
На часто задаваемый в поисковых системах запрос: «Зачем нужна пайка?» поможет ответить эта статья. Если говорить вкратце, то спайка используется для того, чтобы надежно соединить между собой провода, подсоединить питание к светодиодной ленте или закрепить деталь в печатной плате электронного прибора.
Учимся паять
Прежде чем приступить к обучению умело паять, нужно знать, какие расходные материалы и приспособления для этого требуется.
Что нужно при пайке
Главным устройством, используемым для пайки, является паяльник. Для бытового использования достаточно устройств с мощностью 25-75 Вт. В современных паяльниках вместо нихромового нагревателя и медного жала используются керамический греющий элемент и жало из никелированного металла.
Преимуществами паяльников этого типа являются меньшее время, необходимое на разогрев до рабочей температуры и остывание, а также возможность плавной регулировки температуры с помощью специального блока питания. В некоторых моделях регулятор может быть встроен в корпус устройства.
Однако когда предстоит работа с тугоплавким припоем или требуется залудить крупные детали, необходимо использовать паяльники с большей мощностью.
Перед тем, как паять провода или заниматься сборкой печатных плат электронных компонентов, нужно определиться с типом жала паяльника. Устройства с плоским жалом применяются для работы с крупными радиодеталями или для лужения и соединения проводов среднего сечения.
Паяльники с конусным жалом необходимы для пайки деталей среднего размера, а с жалом в виде иглы – для работы с микросхемами или сборки светодиодного освещения.
Для чего нужен флюс
Кроме самого паяльника, для пайки нам нужен флюс и припой. Флюс необходим для очистки поверхности проводов или выводов радиодеталей от пленки окислов, жировых и других загрязнений, а также препятствования дальнейшему окислению места спайки. Флюс подбирается в зависимости от того, спайку каких металлов предстоит выполнить.
Для чего нужна канифоль?
Этот флюс используется для соединения медных проводов пайки радиодеталей с медными выводами (в том числе лужеными). Канифоль может быть в твердой, гелеобразной или жидкой форме. Паяльная кислота используется для очистки сильно окисленных медных контактов перед пайкой или для снятия окислов со стальных поверхностей, включая нержавеющих. Для соединения пайкой алюминиевых проводов используется специальный флюс.
Для непосредственной пайки проводов или деталей применяются припои, температура плавления которых должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов.
Припои выпускаются на основе олова, свинца, никеля или других металлов в виде прутков или проволок различного диаметра.
Как научиться паять
Современные паяльники с никелированным жалом не требуют подготовки перед началом работы. Во время их эксплуатации достаточно периодически очищать жало от остатков припоя и флюса с помощью влажной губки.
А вот медное жало паяльника с нихромовым нагревателем требует специальной подготовки. Перед началом работ нужно:
- очистить жало от окислов с помощью надфиля или напильника;
- нагреть устройство;
- погрузить жало во флюс (канифоль);
- растереть припой по поверхности жала.
Такую же процедуру нужно проводить время от времени, чтобы очистить жало от остатков пригоревшего флюса и припоя.
В следующих статьях мы расскажем, как пользоваться паяльником и как правильно паять провода.