В химии полимеров и материаловедении смола — это твёрдое или высоковязкое вещество растительного или синтетического происхождения, которое обычно преобразуется в полимеры . [1] Смолы обычно представляют собой смеси органических соединений . В этой статье основное внимание уделяется природным смолам.
Растения выделяют смолы для защиты в ответ на травму. Смолы защищают растения от насекомых и патогенов. [2] Смолы сбивают с толку широкий спектр травоядных, насекомых и патогенов, в то время как летучие фенольные соединения могут привлекать благодетелей, таких как паразитоиды или хищники травоядных, которые нападают на растение. [3]
Большинство растительных смол состоят из терпенов . Конкретными компонентами являются альфа-пинен , бета-пинен , дельта-3-карен и сабинен , моноциклические терпены лимонен и терпинолен , а также меньшие количества трициклических сесквитерпенов , лонгифолена , кариофиллена и дельта-кадинена . Некоторые смолы также содержат высокую долю смоляных кислот . С другой стороны, канифоли менее летучи и состоят из дитерпенов среди других соединений. [ необходима цитата ]
Примеры растительных смол включают янтарь , бальзам Галаад , бальзам , канадский бальзам , копал с деревьев Protium copal и Hymenaea courbaril , камедь даммара с деревьев семейства Dipterocarpaceae , кровь дракона с драконовых деревьев ( виды Dracaena ), элеми , ладан из Boswellia Sacra , гальбанум из Ferula Gummosa , гваяковая камедь из деревьев lignum vitae рода Guaiacum , камедь каури из деревьев Agathis australis , гашиш (смола каннабиса) из Cannabis indica , лабданум из средиземноморских видов Cistus , мастика (растительная смола) из мастиковое дерево Pistacia lentiscus , мирра из кустарника Commiphora , сандараковая смола из Tetraclinis articulata , национальная дерево Мальты, стиракс ( бензойная смола из различных видов стиракса ) и смола спинифекса из австралийских трав.
Янтарь — это ископаемая смола (также называемая резинитом) хвойных и других пород деревьев. Копал, камедь каури, даммар и другие смолы также могут быть найдены в виде субфоссильных отложений. Субфоссильный копал можно отличить от настоящего ископаемого янтаря, потому что он становится липким, если на него нанести каплю растворителя, такого как ацетон или хлороформ . [4] Африканский копал и камедь каури из Новой Зеландии также добываются в полуископаемом состоянии.
Канифоль — это затвердевшая смола, из которой путем перегонки удалены летучие терпены . Типичная канифоль — это прозрачная или полупрозрачная масса со стекловидным изломом и слегка желтоватым или коричневым цветом, без запаха или с легким запахом и вкусом скипидара. Канифоль нерастворима в воде, в основном растворима в спирте, эфирных маслах , эфире и горячих жирных маслах. Канифоль размягчается и плавится при нагревании и горит ярким, но коптящим пламенем.
Канифоль состоит из сложной смеси различных веществ, включая органические кислоты, называемые смоляными кислотами . Смоляная кислота, связанная с терпенами, является окисленными терпенами . Смоляные кислоты растворяются в щелочах , образуя смоляные мыла , из которых смоляные кислоты регенерируются при обработке кислотами. Примерами смоляных кислот являются абиетиновая кислота (сильвиновая кислота), C20H30O2 , пликатиновая кислота, содержащаяся в кедре, и пимаровая кислота , C20H30O2 , входящая в состав смолы живицы . Абиетиновую кислоту также можно извлечь из канифоли с помощью горячего спирта .
Канифоль получают из сосен и некоторых других растений , в основном хвойных . [5] Растительные смолы обычно вырабатываются в виде стеблевых выделений, но у некоторых видов Dalechampia и Clusia из Центральной и Южной Америки они вырабатываются в качестве вознаграждения за опыление и используются некоторыми видами безжалых пчел при строительстве гнезд. [6] [7] Прополис , состоящий в основном из смол, собранных с таких растений, как тополя и хвойные , используется медоносными пчелами для заделывания небольших щелей в своих ульях, в то время как более крупные щели заполняются пчелиным воском. [8]
Шеллак — пример смолы, получаемой из насекомых.
Асфальтит и смола Юты — это нефтяные битумы .
Использование человеком растительных смол имеет очень долгую историю, которая была задокументирована в Древней Греции Теофрастом , в Древнем Риме Плинием Старшим , и особенно в смолах, известных как ладан и мирра , которые ценились в Древнем Египте . [9] Это были высоко ценимые вещества, и требовались в качестве благовоний в некоторых религиозных обрядах.
Слово resin происходит от французского resine , от латинского resina «смола», которое либо происходит от греческого ῥητίνη rhētínē «смолы сосны», либо является его однокоренным словом, неизвестного более раннего происхождения, хотя, вероятно, неиндоевропейского . [10] [11]
Слово «смола» в современном мире применяется практически к любому компоненту жидкости, которая затвердевает в виде твердого лака или эмалевой отделки . Примером может служить лак для ногтей. Определенные «литьевые смолы» и синтетические смолы (например, эпоксидная смола ) также получили название «смолы».
Некоторые смолы, полученные естественным путем, когда они мягкие, известны как «олеорезины», а когда содержат бензойную или коричную кислоту, их называют бальзамами. Олеорезины — это встречающиеся в природе смеси масла и смолы; их можно извлечь из различных растений. Другие смолистые продукты в их естественном состоянии представляют собой смесь со смолой или слизистыми веществами и известны как смолы смолы. Несколько природных смол используются в качестве ингредиентов в парфюмерии, например, бальзамы Перу и толу, элеми, стиракс и некоторые скипидары. [5]
Другие жидкие соединения, находящиеся внутри растений или выделяемые растениями, такие как сок , латекс или слизь , иногда путают со смолой, но это не одно и то же. Сок, в частности, выполняет питательную функцию, которую смолы не выполняют.
Растительные смолы ценятся для производства лаков , клеев и пищевых глазурей . Они также ценятся как сырье для синтеза других органических соединений и являются компонентами благовоний и духов . Древнейшее известное использование растительной смолы относится к концу среднего каменного века в Южной Африке, где ее использовали в качестве клея для крепления каменных орудий. [12]
Твёрдые прозрачные смолы, такие как копалы, даммары , мастика и сандарак , в основном используются для лаков и клеев, в то время как более мягкие пахучие олеосмолы ( ладан , элеми , скипидар , копайба ) и смолы камеди, содержащие эфирные масла ( аммиак , асафетида , гуммигут , мирра и скаммоний ), больше используются в терапевтических целях, в пищу и для благовоний . Смола сосны Алеппо используется для ароматизации рецины , греческого смолистого вина . [13]
Хотя животные смолы не так распространены, как растительные или синтетические смолы, некоторые животные смолы, такие как лак ( получаемый из Kerria lacca ), используются в качестве сургуча в Индии [14] и лакированных изделий в Шри-Ланке . [ требуется ссылка ]
Многие материалы производятся путем преобразования синтетических смол в твердые вещества. Важными примерами являются диглицидиловый эфир бисфенола А , который представляет собой смолу, преобразованную в эпоксидный клей при добавлении отвердителя. Силиконы часто получают из силиконовых смол путем вулканизации при комнатной температуре . Алкидные смолы используются в красках и лаках и затвердевают или отверждаются под воздействием кислорода в воздухе. [15]