ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нитрат целлюлозы из "Технология органических покрытий том1 " Процесс производства. Тщательно очищенную целлюлозу можно получать из любой древесной пульпы или хлопкового линтера. Для получения нитроцеллюлозы целлюлозу загружают в смесь азотной и серной кислот, находящуюся в реакционном котле, снабженном лопастными мешалками. Соотношение азотной и серной кислот, а также их концентрации являются важными факторами, определяющими содержание азота в нитроцеллюлозе. Реакция нитрации экзотермична температуру в процессе нитрации обычно поддерживают около 20 из-за нестабильности системы при более высокой температуре. При достижении нужной степени нитрации реакционную массу спускают из реакционного котла в корзиночную центрифугу. В центрифуге из нитроцеллюлозы удаляется избыток кислот, который перекачивается в хранилище для отработанной кислоты. Из центрифуги нитроцеллюлоза подается в емкость с холодной водой и затем в отделение очистки. Здесь нитроцеллюлозу промывают для удаления из нее остатков свободных кислот, после чего ее кипятят в разбавленном растворе соды для разложения некоторых сульфатов и других соединений, делающих ее нестабильной. [c.464] Принятый метод обозначения вязкости различных типов нитроцеллюлозы может показаться несколько странным, но в его основе лежат исторические причины. До недавнего времени 5—6-секундная нитроцеллюлоза была наиболее низкозязкой из промышленных типов, и ее вязкость измерялась в растворе, содержавшем 119 г/л нитроцеллюлозы. Это соответствовало 12,2%-ному раствору нитроцеллюлозы с вязкостью 5—6 сек. по методу падающего шарика. [c.466] Вязкость растворов нитроцеллюлозы любой из трех стандартных концентраций может быть переведена в вязкость другой концентрации при пользовании переводными факторами, указанными в табл. 85. [c.467] Разумеется, что во всех случаях определения вязкости нитроцеллюлозы следует пользоваться одинаковым растворителем. В качестве иллюстрации методов пользования переводными факторами приведем примеры из табл. 84. Так, если /г-секундная нитроцеллюлоза обладает вязкостью в 4 сек. при 20%-ной концентрации, то при концентрации 12,2% она будет иметь вязкость 4X0.093, или 0,372 сек. Это равно 0,372X377, или 140 сп. При 25%-ной концентрации раствор будет обладать вязкостью в 4X3.1, или 12,4 сек., которая равна 12,4X377, или 4680 сп. [c.467] Нитроцеллюлозу можно также классифицировать по растворимости ее отдельных типов, что связано с содержанием в них азота. Зависимость растворимости нитроцеллюлозы от содержания в ней азота показана в табл. 86. Летучие растворители, применяемые в производстве нитроцеллюлозных лаков, всегда представляют собой смесь органических жидкостей, которая обычно содержит истинные растворители, скрытые растворители и разбавители, что будет подробней изложено в следующем разделе. В табл. 86 показаны типы растворителей и разбавителей для нитроцеллюлозы RS, AS и SS. [c.467] Промышленное производство типа AS прекращено. [c.468] Из данных, приведенных в гл. I и VI, о зависимости между относительной полярностью и растворимостью известно, что нитроцеллюлоза типа SS будет лучше растворяться в спирте, чем типа RS. Действительно, из структуры молекулы нитроцеллюлозы (стр. 463) видно, что если количество азота в молекуле понижается, то число свободных гидроксильных групп должно увеличиваться. Так как гидроксилы более полярны, чем нитрогруппы, то можно ожидать, что вещество с большим количеством гидроксильных групп будет лучше растворяться в сильно полярном спирте. Хотя в табл. 86 показано, что нитроцеллюлоза типа SS растворяется в спирте, все же для получения раствора с несколько более низкой вязкостью обычно к спирту добавляют небольшое количество сложного эфира. [c.468] Смеси растворителей нитроцеллюлозы. Для производства большинства нитроцеллюлозных лаков применяют нитроцеллюлозу, смолы, пластификаторы и летучие растворители, а иногда и пигменты. Летучие растворители представляют собою смесь истинных растворителей, скрытых растворителей и разбавителей. Разбавители вводят в смесь растворителей главным образом для снижения стоимости лака, но часто они одновременно являются и хорошими растворителями смол и пластификаторов, входящих в состав лака. В качестве разбавителей применяются как ароматические, так и алифатические углеводороды они оцениваются по их числу разбавления, что подробно было изложено в гл. VI. Числом разбавления называют отношение количеств разбавителя к истинному растворителю, при котором в растворе нитроцеллюлозы появляется помутнение. По методам испытания ASTM конечная концентрация нитроцеллюлозы должна быть при этом 10 или 8%. Числа разбавления некоторых разбавителей приведены в табл.48 и 49 (стр. 296—297, 300). [c.468] Эти значения чисел разбавления показывают, что толуол и ксилол являются лучшими разбавителями раствора нитроцеллюлозы в этилацетате, чем в бутилацетате. Для тяжелого бензина наблюдается обратная зависимость он оказывается лучшим разбавителем для раствора нитроцеллюлозы в бутилацетате. В гл. VI было указано, что числа разбавления являются полезным критерием для оценки качества углеводородных разбавителей. Определение чисел разбавления производится применительно к растворам одной нитроцеллюлозы без других компонентов при применении же разбавителя в производстве нормальных лаков, содержащих также другие смолы и пластификаторы, результаты иногда получаются несколько иные. [c.469] Лучшими истинными растворителями являются сложные эфиры, кетоны и эфиро-спирты, скрытыми растворителями — спирты. Иногда комбинации истинных растворителей со скрытыми обладают большей растворяющей способностью, чем один истинный растворитель. Растворяющую способность растворителя можно охарактеризовать относительной вязкостью в нем нитроцеллюлозы или числом разбавления стандартного разбавителя для исследуемого растворителя. Это можно проиллюстрировать некоторыми величинами, показывающими изменение числа разбавления в зависимости от комбинации истинного растворителя со скрытым растворителем. [c.469] Показатели некоторых истинных и скрытых растворителей нитроцеллюлозы приведены в табл. 51 (стр. 303), а числа разбавления типичных разбавителей — в табл. 48 (стр. 296). Перечислить здесь все возможные комбинации истинных растворителей, скрытых растворителей и разбавителей, пригодных в качестве лаковых растворителей, нецелесообразно. Однако шесть комбинаций, приведенных в табл. 87, иллюстрируют разбавители, применяемые для изготовления сильных и слабых растворителей, а также типы быстро и медленно испаряющихся растворителей нитроцеллюлозы. [c.470] Помутнение, вызываемое смолой. Помутнение, вызываемое смолой, может образоваться в прозрачных лаковых пленках вследствие неполной совместимости смолы с нитроцеллюлозой. Это явление обычно наблюдается у лаков с высоким содержанием смолы. Если смола и нитроцеллюлоза неполностью совместимы, то они проявляют склонность к образованию в пленке различных слоев. Это вызывает помутнение пленки, так как эти слои имеют неодинаковые коэффициенты рефракции. Помутнение пленки может возникнуть также в результате применения плохо составленной смеси растворителей. Если такая смесь содержит недостаточное количество растворителя смолы и если этот растворитель испаряется первым, оставляя в высыхающей пленке нерастворители, то смола частично осаждается из раствора и вызывает помутнение пленки. [c.471] Скорости испарения различных растворителей сравниваются со скоростью испарения этилового эфира, принятой за 1. Следует отметить, что более полярные спирты испаряются медленнее, чем соответствующие им сложные эфиры, несмотря на то, что их интервалы кипения ненамного выше. Скорость испарения неполярных углеводородов более отчетливо связана с их температурами кипения. [c.472] Прочность лаковых пленок зависит от сил побочных валентностей, действующих между молекулами нитроцеллюлозы. Если высыхающая пленка выдерживается в жидком состоянии достаточно долго и молекулы ее успевают за это время расположиться так, что между ними действуют максимальные силы, то пленка обладает и максимальной прочностью. Менее прочны пленки, высыхающие настолько быстро, что молекулы не успевают занять оптимальное расположение. Сильные растворители способны выпрямлять длинные цепи высокополимерных молекул, а слабые растворители оставляют цепи в скрученном или свернутом состоянии, что препятствует наиболее выгодному расположению молекул и повыщению прочности пленки. Пленка обладает малой прочностью и пониженным блеском также и в том случае, когда разбавители испаряются из пленки медленнее, чем истинные растворители. В этом случае разбавитель испаряется из пленки последним, что приводит к нарушению структуры пленки и частичному осаждению полимера из раствора. Однако даже при тщательном составлении рецептуры лака нельзя получить хорошее-покрытие, если лак наносится неправильно. Лак, наносимый распылением, должен содержать определенное количество растворителя, обеспечивающее хорошее распыление лака. Маляру следует наносить покрытие так, чтобы лак мог растекаться по поверхности без образования апельсинной корки . [c.473] Смеси нитроцеллюлоз различной вязкости. При составлении рецептур лаков приходится для получения раствора нужной вязкости смешивать растворы различных нитроцеллюлоз. Лучшие результаты получаются, когда для смешения применяют нитроцеллюлозы, близкие по вязкости. Нитроцеллюлозы, сильно различающиеся по вязкости, например /2-секундную и 1000-секундную, смешивать не следует вследствие их несовместимости. [c.473] Вязкость смеси двух растворов с различной вязкостью можно определить по номограмме, изображенной на рис. 17. По этой номограмме можно определить и количество двух растворов различной вязкости, необходимое для получения раствора заданной вязкости. [c.473] Задача. Получить нитроцеллюлозу 5-сек. вязкости смешением нитроцеллюлозы /г-сек. и 15—20-сек. вязкости. [c.473] Вернуться к основной статье