Nitrații de celuloză sau nitrații de celuloză sunt esteri ai celulozei și acidului azotic.

Reacția nitrarii celulozei cu acidul azotic poate fi reprezentată după cum urmează:

N+3nHNO3<->n+3nH2O

Această reacție este reversibilă. Se stabilește un echilibru între celuloză (sub formă de alcool), acid azotic, ester și apă. Conținutul de apă din amestecul de reacție este condiția principală care determină starea de echilibru final.

Acidul azotic esterifică celuloza prea lent și nu produce esteri stabili ai acidului azotic foarte substituiți, iar la o concentrație sub 75% HNO3 nu mai esterifică deloc celuloza. Prin urmare, esterificarea numai a HNO3 este nepractică din cauza consumului său ridicat.

Nitrarea se realizează de obicei în prezența agenților de îndepărtare a apei, care sunt utilizați în industrie: acid sulfuric, iar în practica de laborator, anhidridă acetică sau fosforică (amestecată cu acid acetic sau fosforic). Nitrarea celulozei cu amestecuri ternare de HNO 3 - H 2 SO 4 - H 2 O stă la baza metodei industriale de producere a nitraţilor de celuloză.

Acidul sulfuric, care face parte din amestecul de nitrare, leagă apa eliberată în timpul reacției și își schimbă echilibrul spre dreapta. Cu alte cuvinte, H2SO4 reglează cantitatea de apă liberă din amestec. Apa, dimpotrivă, favorizează tranziția HNO3 la forma ionică hidratată:

NO2 - OH + H2O<->H3O+ + NO3-

Viteza reacției de nitrare depinde de raportul din amestecul dintre acizii azotic și sulfuric. O creștere a conținutului de H2SO4 cu o scădere paralelă a conținutului de HNO3 peste o anumită limită reduce viteza de reacție și duce la distrugerea celulozei. Dacă conținutul de H2S04 este prea mare, celuloza se dizolvă în amestecul de nitrare și este hidrolizată în continuare. Cu toate acestea, este necesar să se mențină o astfel de cantitate de acid sulfuric în amestec încât să se obțină o bună umflare a celulozei, facilitând accesul acidului azotic în fibră și prin urmare crescând viteza procesului. Reacția devine permutoidă. Prin urmare, este selectat raportul optim de acizi azotic și sulfuric. De obicei, în practică, raportul dintre HNO3 şi H2S04 este de aproximativ 1:3.

La producerea nitraților de celuloză apar reacții secundare: distrugere oxidativă și hidrolitică și se formează sulfați de celuloză parțial substituiți (sulfați):

C 6 H 9 O 4 (OH) + H 2 SO 4 > C 6 H 9 O 4 (OSO 2 OH) + H 2 O

Formarea acidului sulfuric și esterilor azotați în amestec explică imposibilitatea realizării practic a conținutului teoretic de azot corespunzător trinitratului de celuloză. Prezența esterilor acidului sulfuric (foarte instabili) reduce stabilitatea (stabilitatea) nitraților de celuloză. Nitrații de celuloză se descompun spontan chiar și la temperaturi moderate. Viteza de descompunere crește rapid odată cu creșterea temperaturilor și crește brusc în prezența impurităților acizilor, alcalinelor etc. descompunerea nitraților de celuloză este un proces auto-accelerabil, care, mai ales în prezența umidității și a oxigenului, poate avea ca rezultat un fulger și o explozie. Acest lucru necesită stabilizarea nitratului de celuloză rezultat, care este spălat cu apă fierbinte și acizi diluați. 0,2 - 1% soluție de sodă etc. Esterii acidului sulfuric sunt hidrolizați.

Creșterea temperaturii crește viteza procesului de nitrare fără a afecta starea de echilibru. Cu toate acestea, în același timp, crește și ratele proceselor secundare - distrugerea oxidativă și hidrolitică. O creștere a temperaturii favorizează și distrugerea hidrolitică a celulozei, mai ales cu creșterea simultană a conținutului de apă din amestecul acid. Apa crește gradul de ionizare și, în consecință, efectul hidrolizator al acizilor, în special al H 2 SO 4.

Efectul timpului de reacție asupra procesului este similar cu efectul temperaturii. Deoarece reacția de nitrare are loc rapid, procesul se efectuează de obicei în 30 de minute - 1 oră. O creștere suplimentară a duratei favorizează distrugerea hidrolitică a celulozei.

Datorită efectului negativ al H 2 SO 4 asupra procesului de nitrare (formarea sulfaților, distrugerea hidrolitică), în unele cazuri este înlocuit cu alți agenți de îndepărtare a apei. În practica de laborator, se folosește de obicei un amestec de acizi nitric, fosforic și anhidridă fosforică sau acizi nitric, acetic și anhidridă acetică. În aceste cazuri, nitrarea are loc într-un mediu aproape anhidru, este mai completă (se obțin trinitrați cu conținutul aproape de azot teoretic) și practic nu există nicio distrugere a celulozei.

Nitrații obținuți în acest mod sunt utilizați pentru determinarea DP a celulozei și fracționarea acesteia.

La nitrarea folosind H 2 SO 4, se folosesc uneori diluanți - solvenți organici inerți (de exemplu, hidrocarburi clorurate). Nitrarea poate fi efectuată și cu acid azotic în prezența sărurilor acestuia. Uneori, în locul acidului azotic, sunt utilizați alți agenți de nitrare (de exemplu, anhidrida azotică).

Procesul tehnic de producere a nitraților de celuloză constă în următoarele operații:

1. Măcinarea și uscarea celulozei;

2. Nitrarea cu un amestec de acizi (compoziția amestecului este selectată în funcție de scopul produsului final);

3. Îndepărtarea amestecului uzat prin centrifugare;

4. Stabilizare;

5. Reglarea vâscozității produsului final (prin reducerea cn prin hidroliză);

6. Înlocuirea apei cu alcool etilic.

Pulpa de lemn conține impurități (lignină și hemiceluloze) care afectează negativ calitatea produsului. Nitratul de celuloză este eterogen și instabil. Esterii nitrați din celuloza de bumbac sunt mai stabili și au o vâscozitate mai mare decât esterii din celuloza sulfit de lemn.

În timpul producției de nitrați de celuloză se efectuează o serie de analize. Determinați procentul de azot (metoda Lunge). Pe baza procentului de azot [N], se calculează gradul de SZ:

Analiza se bazează pe saponificarea azotatului de celuloză cu acid sulfuric în prezența mercurului, care reduce acidul azotic rezultat la oxid azotic, al cărui volum se măsoară:

2HNO 3 + 3 H 2 SO 4 + 6Hg > 2NO + 3Hg 2 SO 4 + 4H 2 O

Se determină stabilitatea nitratului de celuloză la diferite temperaturi, vâscozitatea și DP, punctul de aprindere și solubilitatea în diverși solvenți.

10.5 Proprietățile nitraților de celuloză și aplicațiile acestora

Există următoarele tipuri principale de nitrați de celuloză tehnici, care, în funcție de SZ și SP, găsesc diferite aplicații practice: coloxilină (10,7 - 12,5% N), pirocolodiu (12,6 ± 0,1% N), piroxilină nr. 2 ( 12,2 12,5% N), piroxilină nr. 1 (13,0 - 13,5% N).

Nitrații de celuloză care conțin 9 - 11% N se dizolvă în alcool etilic, nitrații care conțin până la 13% N sunt dizolvați într-un amestec de alcool etilic și eter. Toți nitrații de celuloză sunt solubili în acetonă. Nitrații de celuloză de orice grad de substituție sunt insolubili în apă și solvenți nepolari (de exemplu, benzen).

Coloxilina este utilizată pentru producerea de etol, celuloid și lacuri. Nu este rezistent la acizi și alcaline. Acizii minerali diluați provoacă denitrarea lentă a coloxilinei. Acidul sulfuric concentrat va dizolva coloxilina. Coloxilina este solubilă în cetone (acetonă), esteri (acetat de etil, acetat de butii etc.), furfural, dioxan și acid acetic; rezistent la hidrocarburi si uleiuri aromatice si alifatice. Dintre solvenții cu punct de fierbere ridicat utilizați ca plastifianți, coloxilina se dizolvă în camfor, esteri ai acidului ftalic etc. Etrol și coloxiline celuloid cu un conținut de azot de 10,9 - 11,2% sunt dizolvate în amestecuri alcool-camfor. Coloxilina cu un conținut de azot de 11,2 - 12,5%, destinată producerii de nitrolacuri, nitroameluri și nitromastice, se dizolvă într-un amestec de solvenți.

Compoziția fracționată a nitraților de celuloză afectează stabilitatea acestora, proprietățile mecanice ale filmelor etc. Principalul lor dezavantaj este inflamabilitatea și inflamabilitatea ușoară.

Celuloidul este o masă de plastic constând din coloxilină, un plastifiant (camfor), aditivi (de exemplu, fosfat de sodiu), pigmenți și coloranți. Este în esență o soluție solidă de nitrat de celuloză în camfor. Folosit pe scară largă pentru fabricarea de mercerie, jucării, finisarea instrumentelor muzicale, realizarea ramelor de ochelari etc.

Etrol este un material termoplastic produs din nitrat de celuloză plastifiat cu umpluturi minerale și organice. Este folosit pentru a face roți de direcție, manete de schimbare a vitezelor, panouri de instrumente, piese pentru frigider și părți izolatoare electrice ale bunurilor de larg consum.

Piroxilina (SP 1000 - 2000) este utilizată pentru fabricarea explozivilor și a prafului de pușcă. Există trei tipuri de praf de pușcă produs din nitrat de celuloză: piroxilină (temperatura de ardere aproximativ 2500°C), balistic și cordit. Ultimele două se mai numesc și nitroglicerină (temperatura de ardere este de aproximativ 3500°C).

Când se produce praf de pușcă, se folosesc aditivi de gelifiere (un amestec de alcool etilic și dietil eter, nitroglicerină și alți solvenți organici), stabilizatori (de exemplu, defenilamină) și flegmatizatori (camfor). Pentru fabricarea pulberilor balistice se folosește coloxilină cu conținut ridicat de azot (11,5 - 12,2%). Agenții de propulsie pentru rachete sunt adesea numiți propulsori solizi pentru rachete.

Procese care finalizează primirea

În etapa de stabilizare se formează în cele din urmă caracteristicile nitraților de celuloză. Totuși, după stabilizare, nitrații de celuloză prezintă o variație semnificativă a parametrilor fizico-chimici (conținut de azot, vâscozitate, dispersitate etc.). La nivelul tehnic actual, este aproape imposibil să se producă un lot de nitrați de celuloză uniform pe întregul volum. Diferențele dintre parametrii fizico-chimici ai porțiunilor individuale de nitrați de celuloză în timpul fabricării lor se datorează atât instabilității materiei prime, cât și procesului tehnologic. Ca urmare, nitrații de celuloză după faza de nitrare sunt eterogene în conținutul de azot, după stabilizarea prealabilă - în vâscozitate și solubilitate, după măcinare - în dispersie etc. Prin urmare, în producție, după stabilizarea finală, este nevoie de a amesteca porțiuni individuale (loturi private sau mici) de nitrați de celuloză într-un singur lot comun.

Loturile generale trebuie să îndeplinească cerințele documentației de reglementare în ceea ce privește caracteristicile lor fizice și chimice. Trebuie avut în vedere că, cu cât volumul lotului total de nitrați de celuloză este mai mare și are o omogenitate fizico-chimică mai mare, cu atât este mai ușor să se asigure, de exemplu, caracteristicile fizico-chimice și balistice necesare prafului de pușcă.

Loturile parțiale în producția de piroxiline mixte sunt amestecate nu numai în scopul de a le media, ci și pentru a furniza două piroxiline diferite în anumite proporții: Nr. 1 cu un conținut de azot de cel puțin 13,09% și o solubilitate de 4 - 10% și Nr. 2 cu un conținut de azot de 11,76 – 12,35% și solubilitate 96 – 99%, pentru a obține loturi de piroxilină mixtă de mărcile corespunzătoare.

Amestecarea nitraților de celuloză se realizează într-un mediu apos cu o fracție de masă de aproximativ 10%. Prin urmare, după ce amestecarea și analiza fizică și chimică sunt finalizate, lotul amestecat este trimis pentru extracția apei. Înainte de extracția apei, suspensia apoasă de nitrați de celuloză este încălzită la 55 - 70 ° C, ceea ce are un efect benefic asupra separării apei ca urmare a reducerii tensiunii superficiale a acesteia.

În producția de praf de pușcă, nitrații de celuloză sunt bine plastifiați sub acțiunea unui solvent atunci când conțin 2-4% apă. Cu metodele mecanice existente de separare a apei din suspensia de nitrat de celuloză (centrifugare, presare și filtrare), este imposibil să se obțină umiditatea necesară. Umiditatea necesară se realizează prin uscare, dar procesul de uscare este lung și periculos. Metoda optimă de îndepărtare a apei din nitrații de celuloză s-a bazat pe deplasarea (înlocuirea) acesteia cu alcool - deshidratare.

Înainte de deshidratare, o suspensie de nitrat de celuloză cu o fracțiune de masă de 6–14% este stoarsă din apă până la un conținut de umiditate de 28–32%. Această umiditate se datorează cerinței de diluare minimă a alcoolului rezidual și alimentării sale minime în faza de recuperare.

Când suspensia este separată prin presare pe prese la un conținut de umiditate de nitrați de celuloză de 28–32%, aceștia sunt compactați la 800–900 kg/m3. Această densitate complică procesarea lor ulterioară. Cu filtrarea în vid, se atinge o densitate medie de 600–650 kg/m3, în timp ce conținutul de umiditate al nitraților de celuloză este de 37–40%. O astfel de umiditate afectează negativ și procesarea ulterioară. Prin urmare, pentru a separa suspensia de azotat de celuloză, metoda de centrifugare este utilizată ca fiind cea mai rațională. Această metodă asigură un conținut de umiditate al nitraților de celuloză de 28 - 32% la o densitate de 500 - 600 kg/m3.

La majoritatea plantelor, extracția cu apă a tuturor gradelor de nitrați de celuloză se încadrează în fluxul tehnologic al producției lor. Deshidratarea piroxilinelor cu alcool se realizează în fluxul tehnologic al prelucrării lor (în producția de praf de pușcă).

4 Diagrama tehnologică

producerea de nitrați de celuloză

Analiza principalelor fenomene și procese care au loc în producerea nitraților de celuloză folosind sistemul de nitrare HNO 3 – H 2 SO 4 – H 2 O, efectuată în secțiunea anterioară, ne permite să concluzionăm că producția de nitrați de celuloză constă în urmatoarele faze tehnologice:

– prepararea celulozei;

– prepararea unui amestec de acid de lucru azotat (WAC);

– nitrarea celulozei;

– separarea nitraților de celuloză rezultați din amestecul de acid uzat (WAC);

– recuperarea amestecului de acid uzat adsorbit de nitrații de celuloză;

– stabilizare prealabilă;

– măcinarea nitraților de celuloză (pentru nitrații cu conținut ridicat de azot);

– stabilizare finală;

– formarea de partide comune;

– extragerea apei.

Pe lângă principalele faze tehnologice, pentru a reduce pierderile de materii prime și a proteja mediul înconjurător, producția de nitrați de celuloză include întotdeauna faze auxiliare, care includ:

– regenerarea amestecului de acid uzat;

– captarea gazelor azotate pentru a produce acid azotic slab;

– curatarea sanitara a gazelor de esapament;

– neutralizarea și epurarea apelor uzate.

Procesul tehnologic de producere a nitraților de celuloză poate fi descris după cum urmează.

Celuloza inițială intră în faza de preparare, unde este afânată (pentru celuloza fibroasă mărcilor KhTs și TsA) sau tăiată (pentru bandă de hârtie marca RB) și uscată. Celuloza slăbită (zdrobită) și uscată este alimentată în faza de nitrare.

Se pregătește un amestec de acid de lucru, care este, de asemenea, furnizat fazei de nitrare din faza de preparare.

După amestecarea celulozei cu amestecul de acid de lucru și finalizarea procesului de nitrare (reacție de esterificare), nitrații de celuloză rezultați sunt separați din amestecul de acid uzat. O parte din amestecul de acid uzat este furnizat fazei de preparare a amestecului de acid de lucru, unde este ajustat cu acizi azotic și sulfuric proaspăt și revenit la ciclul tehnologic. Excesul de amestec de acid uzat intră în faza de regenerare a acidului. Nitrații de celuloză, după separarea amestecului de acid uzat, care conține acizi adsorbiți, sunt furnizați în faza de recuperare a acestor acizi. La finalizarea recuperării acizilor adsorbiți, suspensia apoasă rezultată de nitrați de celuloză intră în faza de stabilizare preliminară.

În faza de prestabilizare, sulfoesterii și alți subproduși formați în timpul nitrarii celulozei sunt distruși, iar acizii liberi sunt parțial neutralizați. În această fază poate apărea și depolimerizarea nitraților de celuloză și o scădere a vâscozității acestora. Pentru a elimina complet acizii liberi (în principal acid sulfuric), nitrații de celuloză sunt zdrobiți (cu conținut ridicat de azot) și alimentați în faza finală de stabilizare.

În procesul de stabilizare finală a nitraților de celuloză prin spălări alcaline și neutre, acizii sunt complet neutralizați și sunt îndepărtate impuritățile instabile, solubile în apă, formate în timpul măcinarii sau autoclavării. În același timp, dacă este necesar, nitrații de celuloză sunt aduși la vâscozitatea și gradul de polimerizare necesare.

Nitrații de celuloză stabilizați sub formă de suspensie apoasă intră în faza de formare a loturilor generale, în care porțiuni (loturi private) de nitrați de celuloză selectate pe baza rezultatelor analizei sunt amestecate într-un lot comun cu caracteristicile cerute.

Lotul total rezultat de nitrați de celuloză este furnizat pentru extracția cu apă, iar nitrații de celuloză finiți cu un conținut de umiditate de 28–32% sunt trimiși la producția de pulbere sau în alt scop.

Procesele tehnologice la fiecare dintre fazele luate în considerare, în funcție de tipul și marca de nitrați de celuloză obținuți, pot avea diferite moduri și caracteristici proprii, inclusiv proiectarea echipamentelor. Detalii despre producerea unor tipuri specifice de nitrați de celuloză sunt furnizate în secțiunile următoare. Fazele auxiliare sunt în general comune pentru producerea tuturor tipurilor de nitrați de celuloză.

La fazele auxiliare se realizează regenerarea acizilor incluși în amestecul de acid uzat, utilizarea gazelor azotate pentru producerea acidului azotic, epurarea sanitară a gazelor de eșapament, precum și neutralizarea și epurarea apelor uzate generate în producție. Procesele tehnologice din aceste faze sunt, de asemenea, însoțite de fenomene chimice și fizico-chimice complexe (vezi secțiunea 7).

5 Producția de amestecuri

piroxilină

Piroxilina mixtă constă din piroxilina nr. 1 și piroxilina nr. 2, care diferă în proprietăți fizice și chimice. Prin urmare, producția de piroxilină mixtă înainte de faza de formare a loturilor generale include în esență două linii de producție paralele. După faza finală de stabilizare, acestea sunt combinate într-una singură (Fig. 9).

5.1. Faza de preparare a pulpei

Celuloza care intră în faza de nitrare trebuie să fie slăbită și uscată, ceea ce îi îmbunătățește proprietățile absorbante și, în consecință, uniformitatea nitrării. Prin urmare, la faza de preparare a celulozei se realizează un complex de operații: afânare (pentru celuloza din clasele KhTs și TsA), tăiere (pentru gradul RB), uscarea și transportul celulozei în faza de nitrare. Aceste operațiuni se desfășoară în prezent folosind un deschizător de baloți sau o mașină de tăiat și o unitate de uscare cu transport pneumatic. Acesta din urmă vă permite să combinați uscarea celulozei cu transportul acesteia la faza de nitrare.

Deschizătorul de baloți este un transportor cu bandă cu un sistem de trei role, pe suprafața cărora se află dinți. Două role sunt folosite pentru a slăbi balotul alimentat prin transportor, al treilea aruncă celuloza slăbită în pâlnia de evacuare a unității de transport pneumatic.

Mașina de tăiat constă dintr-o unitate de rulare, unități de tăiere longitudinală și transversală, un mecanism pentru așezarea benzii după tăierea longitudinală și alimentarea acesteia pentru tăierea transversală. Lama este tăiată cu ajutorul cuțitelor cu disc special concepute.

Camera de uscare a unei unități de uscare cu transport pneumatic este o conductă de 120–150 m lungime, prin care celuloza este alimentată cu aer încălzit din faza de preparare a celulozei până la faza de nitrare. Celuloza este introdusă în conductă folosind o pâlnie ejector (confuzor-difuzor).

O pâlnie ejectoră este un con de încărcare (pâlnia în sine) conectată la o conductă prin care aerul trece într-o direcție perpendiculară pe axa conului. Partea de intrare a țevii se îngustează, formând o duză - un confuzor, iar ieșirea - se extinde sub forma unui difuzor. Pe măsură ce aerul se deplasează prin țeavă, se creează o presiune redusă (vid) în partea de jos a conului de încărcare, ceea ce permite aerului să capteze și să transporte pulpa.

Prepararea celulozei se realizează după cum urmează. Baloții de celuloză fibroasă de clase TsA și KhTs, după îndepărtarea ambalajului, sunt alimentați în deschizătorul de baloturi 1. Slăbiți la o densitate în vrac de 0,034 - 0,035 t/m 3, celuloza prin pâlnia 2 intră în conducta de transport pneumatic 4.

Când se utilizează celuloză de calitate RB, pe mașina de tăiat 3 sunt instalate rulouri de bandă de hârtie. Secțiunea de hârtie formată după tăiere intră și în conducta de transport pneumatic prin pâlnia de ejecție.

Atunci când este transportată la buncărul de dozare 5, situat în faza de nitrare, celuloza este uscată la

umiditate 4 – 5%. Aerul pentru uscare este preluat prin filtrul 6 și furnizat de ventilatorul 7. Încălzirea aerului la 55 - 120 ºС se realizează în unitatea de încălzire 8. Intrând în buncărul de dozare 5, aerul își pierde viteza și celuloza se depune. Aerul evacuat, care conține până la 1,5% (din celuloza transportată) praf, trece prin camera de praf 9, unde cea mai mare parte a acestuia se depune pe suprafața ochiului. Fracțiuni fine de praf de celuloză sunt colectate într-un ciclon 10, din care aerul este aspirat folosind un ventilator de coadă 11.

Praful de celuloză format în timpul slăbirii celulozei din dispozitivul de deschidere a balotului, aspirat de ventilatorul 13, este colectat în ciclonul 12.

Celuloza preparată din buncărul de dozare 5 este dozată direct în nitratoare sau descărcată în cărucioarele de stingere (la încărcarea manuală a nitratorilor).

Regim tehnologic tipic pentru prepararea celulozei.

Una dintre consecințele negative ale dezvoltării tehnologiei în lumea modernă sunt accidentele de mașină. În fiecare an, aceștia câștigă viața a peste 1 milion de oameni și peste cincizeci de milioane suferă răni de diferite severități. Chimistul francez Edouard Benedictus a contribuit la procesul de reducere a numărului de victime și răni pe drumuri.

La începutul secolului al XX-lea, Benedictus, în timpul experimentelor, a prins accidental un balon care, căzut de pe un raft, nu s-a rupt în bucăți, ci doar s-a crăpat, păstrându-și forma inițială. Acest episod l-a pus pe Edward pe gânduri. În acest vas a fost depozitată anterior o soluție eter-alcool de azotat de celuloză, care, după ce s-a evaporat, a lăsat pe pereții balonului un strat subțire de azotat de celuloză, care nu a interferat cu observarea conținutului vasului.

În acele zile, parbrizele mașinilor erau realizate din sticlă complet obișnuită, care în timpul unui accident s-a spart într-un număr mare de fragmente ascuțite, rănind grav șoferul și pasagerii.

Unul dintre aceste cazuri, cu un accident de mașină, despre care Benedictus a aflat din ziare, l-a făcut pe om de știință să-și amintească balonul supraviețuitor. După ce a efectuat mai multe experimente cu acoperirea sticlei cu nitrat de celuloză, a găsit o opțiune care era ideală pentru sticla auto. Esența sa a fost următoarea: un strat de azotat de celuloză a fost așezat între două pahare obișnuite. După încălzirea unui astfel de „sandviș”, stratul interior s-a topit, iar paharele au fost lipite în mod fiabil.

Astfel de ferestre cu geam dublu au rezistat chiar și la o lovitură cu un ciocan, în timp ce au crăpat, dar nu s-au prăbușit în fragmente și și-au păstrat forma inițială. Așadar, în 1909, sticla numită „Triplex” a fost inventată și patentată de Eduard Benedictus.

Cam în aceeași perioadă, un alt om de știință, englezul John Wood, se lupta cu problema creării ochelarilor de siguranță. A primit brevetul său pentru invenția sticlei speciale în 1905. Cu toate acestea, sticla Wood nu a intrat în producție de masă din cauza costului ridicat al consumabilelor. Esența invenției sale a fost că, în loc de nitrat de celuloză, în stratul interior a fost folosit cauciuc scump. În plus, produsul final și-a pierdut o parte din transparență, ceea ce a cauzat disconfort șoferilor.

La început, nici producătorilor de mașini nu le-a plăcut invenția lui Benedictus, deoarece îi creștea costul. Dar a fost apreciat de militari. Sticla Triplex a fost botezată prin foc în timpul Primului Război Mondial, deoarece acestea au fost folosite în măștile de gaze.

Henry Ford a fost primul care a introdus triplex-urile în industria auto. Acest lucru s-a întâmplat în 1919. A fost nevoie de aproximativ 15 ani pentru ca alți producători de mașini să înceapă să folosească triplexurile. Astfel de ochelari sunt încă folosiți astăzi.

Nitrați de celuloză

Nitrați de celuloză– esteri ai celulozei și acidului azotic. Nitrații de celuloză sunt produși prin esterificarea celulozei cu acid azotic, numită reacție de nitrare:

→ ←

[C6H7O2(OH)3] n + xn HNO3 [C6H7O2(OH)3- X(ONO 2) X]n + xn H2O.

nitrat de celuloză

Această reacție este reversibilă, deci se realizează în prezența agenților de eliminare a apei. În industrie, un amestec de HNO 3 – H 2 SO 4 – H 2 O este utilizat pentru nitrare Acidul sulfuric nu numai că leagă apa, dar provoacă și umflarea celulozei și, prin urmare, accelerează difuzia acidului azotic în partea sa cristalină. În timpul nitrării apar reacții secundare ale celulozei: distrugere hidrolitică sub influența apei (catalizator H2SO4) și distrugere oxidativă sub influența HNO3.

Nitrații de celuloză sunt termoplastici. În funcție de gradul de substituție, evaluat după conținutul de azot, se împart în coloxiline(conținut de azot 10,5–12,2%) și piroxiline(conținut de azot 12,3–13,7%). Fracția de masă teoretică a azotului în trinitrat de celuloză (adică, gradul de substituție este 3) este de 14,14%. Nitrații de celuloză sunt inflamabili, inflamabili și pot exploda dacă există un conținut ridicat de azot.

Piroxilinele și coloxilinele cu un conținut ridicat de azot sunt utilizate în producția de pulbere fără fum, dinamită, combustibil solid pentru rachete și alți explozivi. Coloxilina este utilizată în producția de ettroli, celuloid, lacuri și adezivi.

Etrol este un material termoplastic obținut din azotat de celuloză plastifiat cu umpluturi minerale și organice și este utilizat pentru diverse părți ale produselor tehnice și bunurilor de larg consum. Anterior, filmele fotografice și de film erau produse din nitrați de celuloză, dar datorită inflamabilității lor ușoare, producția de astfel de filme a fost întreruptă. Filmul de nitroceluloză a fost înlocuit cu un film de acetat de celuloză neinflamabil.

Celuloid– plastic pe bază de azotat de celuloză, plastifiat cu camfor. Este în esență o soluție solidă de nitrat de celuloză în camfor. Folosit pe scară largă pentru fabricarea de articole de mercerie, jucării, mingi de tenis de masă. Cu toate acestea, datorită inflamabilității sale ridicate, utilizarea sa este redusă treptat, la fel ca nitroceluloza etol.

Lustruire Nitro– soluții de nitrat de celuloză în solvenți, de obicei amestecuri de solvenți care conțin plastifianți. Baza lacului este coloxilina. Nitro-lacurile sunt folosite pentru a face nitro-vopsele, nitro-emailuri și nitro-mastice.