Каніфоль – це природний флюс, який широко використовується в електротехніці при пайці проводів, мікросхем та інших металевих з’єднань. Її основна функція – видалення оксидної плівки з поверхні металу і поліпшення змочування припоєм. Завдяки цьому пайка стає міцною, надійною і довговічною.
Для чого при паянні потрібен флюс?
Якісна пайка неможлива без флюсу. Без його застосування припій не “прилипне” до металу.
Завдання флюсу:
- розчинити бруд і оксиди, що знаходяться на поверхні;
- запобігти окисленню поверхні при нагріванні паяльником;
- зменшити поверхневий натяг розплавлених крапель припою.
Ці завдання непогано виконує каніфоль.
Основні властивості каніфолі.
Каніфоль являє собою крихку аморфну речовину з температурою розм’якшення від +50 до +150 градусів – в залежності від складу і способу отримання. Одна з версій походження назви – від античного міста Колофон, де добували соснову смолу високої якості. Каніфоль володіє кольором від блідо-жовтого до темно-коричневого (іноді майже до чорного) з червонуватим відтінком. Складається в основному зі смол, жирних кислот і деяких інших речовин. Склад певною мірою схожий зі складом бурштину.
У воді каніфоль не розчиняється, зате вона добре розчинна в етиловому спирті, ацетоні та інших органічних розчинниках.
Крім якостей, перерахованих вище, речовина володіє і іншими властивостями, що відносяться до флюсів:
- хімічною інертністю до припоїв і зпаюваних металів, а також низькою корозійною активністю;
- у розплавленому вигляді каніфоль має непогане розтікання і змочуваність;
- її температура плавління низька, у деяких видів речовини вона не перевищує 70 градусів, що досить для пайки навіть сплавом Розе;
- залишки флюсу легко видаляються за допомогою органічних розчинників.
До мінусів можна віднести слабку активність. Каніфоль хороша для пайки металів, таких як мідь, латунь, бронза і т.д. Для паяння сталі, не кажучи про алюміній, потрібні більш активні речовини. Як правило, для цих цілей застосовуються флюси на основі неорганічних кислот.
Каніфоль часто застосовують не тільки в твердому вигляді, а також у складі рідких спиртових розчинів або густих гелів.
Переваги такого виконання:
- менша витрата каніфолі (достатньо невеликої концентрації активної речовини без зниження ефективності);
- зменшене димоутворення з тієї ж причини;
- рідкий склад зручніше наносити (наприклад, за допомогою пензлика);
- кількість флюсу простіше дозувати;
- флюс у вигляді рідини проникає навіть в невеликі щілини.
До того ж такий склад наноситься безпосередньо на місце пайки, а тверда речовина спочатку береться жалом паяльника. В процесі перенесення до робочої ділянки частина флюсу випаровується або згорає ще до початку процесу, що ще більше збільшує витрату і підвищує кількість диму.
Також в спиртовий розчин можна додати і інші присадки, що поліпшують ефективність флюсу, наприклад, гліцерин. Слід знати, що ця речовина гігроскопічно, легко вбирає воду, стаючи більш електропровідним, тому після пайки таким флюсом треба змивати залишки більш ретельно. Також насичений вологою гліцерин з часом може викликати корозію місця контакту.
Як отримують каніфоль?
Основне джерело отримання речовини – природні смоли хвойних дерев, в яких міститься близько однієї третини летких речовин (скипидару та інших). Після їх випарювання утворюється твердий залишок, який і являє собою соснову каніфоль, яку також називають гарпіусом. Також іноді зустрічається каніфоль, зроблена з ялинової, ялицевої або кедрової смоли. Такий тип каніфолі називається живичним. Технологію її виробництва можна відтворити навіть в кустарних умовах.
Збір смол – процес трудомісткий, тому раціональніше добувати каніфоль прямо з деревної маси. В цьому випадку тирса хвойних дерев обробляється розчинником, з неї витягають сировину для подальшого очищення і випарювання. В цьому випадку кінцевий продукт має більш темний колір, але на якості це не позначається. Така каніфоль називається екстракційною. Вона дешевше живичної, але в її склад потрапляють додаткові речовини з деревної маси і розчинників. На якість пайки це практично не впливає, але для інших областей використання каніфолі може виявитися важливим.
Також каніфоль отримують шляхом перегонки талового масла, побічного продукту виробництва целюлози. В результаті виходить Талова каніфоль, вона коштує дорожче звичайної. До того ж цей продукт і його пари мають різкий, неприємний запах. До плюсів такої каніфолі відносять більш низьку температуру розм’якшення.
Інші застосування каніфолі.
Цю речовину застосовують не тільки для пайки. Порошкоподібна каніфоль застосовується там, де треба збільшити тертя, але абразивний вплив небажаний. Поширене використання такого порошку в суміші з іншими речовинами для натирання смичків струнних музичних інструментів, взуття балетних танцівників. Подрібнена каніфоль має застосування при заняттях на різних спортивних знаряддях (для зменшення ймовірності зісковзування рук) і т. д.
Як хімічна речовина каніфоль застосовується у виробництві лаків, фарб, пластмас, гуми і т.п. Водовідштовхувальні властивості використовуються для просочення паперу, а в минулому – і дерев’яних конструкцій.
Каніфоль має непогані діелектричні властивості, але механічні якості (крихкість, схильність до впливу зовнішніх факторів) не дозволяють використовувати її в техніці в якості самостійного діелектрика. Вона входить до складу різних діелектричних компаундів.
Чи шкідлива каніфоль?
Перевагою каніфолі є її відносна нешкідливість. У ній не міститься токсичних речовин. Однак при перегріві паяльником неотруйні смоли можуть розпадатися на більш шкідливі складові (деякі кислоти, пінолін і т.п.). Ці речовини також малотоксичні, але при тривалому вдиханні можуть викликати алергічні реакції, подразнення слизових і т. п.
Менш шкідливі в цьому плані синтетичні види каніфолі, бо вони не містять абіетінової кислоти, але такі склади дорогі. Також шкідливо тривале вдихання частинок каніфолі – воно може привести до астми. Тому працювати з каніфоллю в виробничих умовах не можна без витяжки та засобів індивідуального захисту органів дихання.
У домашніх умовах важко уявити майстра в респіраторі, але і масштаби димоутворення в такій ситуації невеликі. Навряд чи нечасте періодичне використання каніфолі у будинку може принести помітну шкоду, проте, робота в провітрюваному приміщенні дуже бажана.
Все сказане вище відноситься до чистої каніфолі. У промислові флюси на її основі (наприклад, серії ЛТІ) додають інші речовини, що роблять склад більш активним, але і більш шкідливим. При роботі з ними треба вживати серйозних заходів безпеки.
За останні десятиліття хімічне виробництво зробило гігантський крок вперед. Вже нікому не потрібен натуральний каучук, багато природних барвників також замінені штучними. Але каніфоль ще довго буде використовуватися в тому ж вигляді, як і сотні років тому. Недорогої і ефективної альтернативи поки не видно.
Висновок.
Каніфоль – це дивовижний природний матеріал, який має широкий спектр застосувань. Завдяки своїм хімічним і фізичним властивостям вона залишається незамінною в електротехніці, музиці, виробництві, медицині та спорті. Це приклад того, як природна сировина може поєднувати екологічність, ефективність і практичність у сучасному світі.
