Динітроцелюлоза

Шаблон:РечовинаДинітроцелюлоза (колоксилін, динітрат целюлози) - продукт етерифікації целюлози з нітруючою сумішшю (суміш азотної та сірчаної кислот ).

Інша назва динітроцелюлози - колоксилін. Правильна систематична хімічна назва — динітрат целюлози. Горюча, однак на відміну від піроксиліну має слабшу силу вибуху.

Опис

Загальна формула нітроцелюлоз. Залежно від кількості NO3 груп існує моно- , ди- , три- нітроцелюлози

Колоксилін - це пухка волокниста маса білого кольору щільністю 1,65 Мг/м (г/см), що нагадує вихідну целюлозу. Він добре розчиняється в ацетоні, спирто-камфорному розчині, суміші спирту з ефіром та в інших розчинниках. Нерозчинний в неполярних розчинниках. Є одним із видів промислового нітрату целюлози з вмістом нітратного азоту до 12 %.

За іншими даними, колоксилін — злегка жовтуватого кольору вата.

Промислове виробництво

Технологічний процес виробництва колоксиліну складається з наступних стадій:

1. Приготування нітраційної суміші
2. Підготовка целюлози
3. Нітрація целюлози
4. Стабілізація колоксиліну
5. Зневоднення колоксілину

Приготування нітраційної суміші

Приблизне співвідношення компонентів у нітраційній суміші:

• концентрована сірчана кислота 62 %
• азотна кислота 20 %,
• вода 18 %.

При такому складі суміші отримання колоксиліну проводять при 40 °C 3 години.

Час і температурний режим отримування колоксиліну залежить від концентрації кислот у нітраційній суміші, тому у стадіях можна помітити різні умови для проведення реакції.

Підготовка целюлози

Підготовка целюлози до нітрації зводиться до розпушування целюлози і подальшого сушіння її до вмісту вологи не більше 1,5 %. Розпушування проводиться на трепальних машинах (дзигах)

Нітрація целюлози

$[\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_7\mathrm{O}{\phantom{A}}_3(\mathrm{O}\mathrm{H})]\mathrm{n}+\mathrm{x}\mathrm{n}\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶[\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_7\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2)\mathrm{x}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3-x\text{-}\mathrm{l}\mathrm{n}]{\phantom{A}}^{+}\mathrm{x}\mathrm{n}\mathrm{H}{\phantom{A}}_{20}$

Процес відбувається при температурі 60 °C протягом 1 години в присутності сірчаної кислоти як водовіднімаючої речовини. Крім того, сірчана кислота сприяє активації целюлози.

Стабілізація колоксиліну

З метою стабілізації колоксилін у подрібненому вигляді багаторазово промивають гарячою та холодною водою. Завдяки видаленню з нітроцелюлози вільних кислот, нітрованих супутників целюлози, колоксилін стає більш стійким при тривалому зберіганні та при теплових впливах.

Зневоднення колоксілину

Зневоднення колоксиліну проводиться тільки в тому випадку, якщо він призначається для виробництва целулоїду та лаків.

Кустарне виробництво

Колоксилін виходить нітруванням вати в 30 мл сірчаної кислоти + 20 мл азотної при звичайній температурі, протягом 6-10 хв. (не більше). При перетримці до 15 хв, продуктом буде піроксилін. Вихід колоксиліну за цим способом дорівнює 50 %.

Застосування

Його застосовують у виробництві порохів і вибухових речовин, а також деяких лаків та плівок. Використовується в нітроцелюлозних лаках та фарбах. Застосовується у виробництві колодію. З колоксілину та камфори виготовляютьта пластмаси — целулоїду. Ці продукти застосовуються для виробництва промислових товарів.

Властивості

Колоксилін малостійкий до дії кислот та лугів. Недоліком його є низька термо- і світлостійкість, горючість і вибухонебезпечність. Введення стабілізаторів (дифеніламіну та ін) підвищує його термостійкість. Легкозаймистість колоксиліну знижують додаванням наповнювачів і пластифікаторів.

Колоксилін, на відміну від піроксиліну, має розчинятись у ацетоні. Це основна його якісна ознака.