硝化纖維素,又名纖維素硝酸酯,屬硝酸酯類(lèi),呈白色或微黃色棉絮狀,溶于丙酮,為纖維素與硝酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。硝酸纖維素是用精制棉與濃硝酸和濃硫酸酯化反應(yīng)而得。
硝化纖維素
硝化纖維素,又名纖維素硝酸酯,屬硝酸酯類(lèi),呈白色或微黃色棉絮狀,溶于丙酮,為纖維素與硝酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。硝酸纖維素是用精制棉與濃硝酸和濃硫酸酯化反應(yīng)而得。
硝酸纖維素是用途最廣的纖維素酯類(lèi)之一,硝酸纖維素的工業(yè)生產(chǎn)較纖維素的其他酯類(lèi)要早。1832年就利用濃硝酸處理棉花、木材紙張等制得纖維素硝酸酯;在1845年就已采用含硝酸和硫酸的硝化混合物處理纖維素;從1869年起硝酸纖維素被應(yīng)用在塑料(賽璐珞)生產(chǎn)中;從1886年開(kāi)始就制造無(wú)煙火藥;在1884-1890年,最早的制造人造絲的方法出現(xiàn)后,硝酸纖維素就改用作原料。
性質(zhì)
硝酸纖維素是一種白色或微黃色纖維狀聚合物,無(wú)臭、無(wú)味,耐水、耐稀酸、耐弱堿和各種油類(lèi)。不溶于水,溶于酯、丙酮等有機(jī)溶劑。
其機(jī)械性能取決于分子的大小,較高分子質(zhì)量的CN制成的膜有較大的彈性,降低分子質(zhì)量,膜會(huì)變脆,它們的抗拉強(qiáng)度會(huì)下降。因?yàn)樗鼈兊奈⒕ЫY(jié)構(gòu),硝酸纖維素膜是光學(xué)各向異性的,在偏振光中的顏色變化與CN的氮含量有關(guān)。含11.4%N的CN呈暗紅色,含12.0% -12.6%的CN為藍(lán)色到綠色,含11.5% -11. 8%的CN呈黃色。CN的折射率為1.51,最大光投射達(dá)到313nm。暴露在太陽(yáng)光,尤其是紫外光下,對(duì)硝纖膜有不利影響,會(huì)使它發(fā)黃變脆。溶劑、軟化劑和樹(shù)脂可加速或阻止發(fā)黃。
分類(lèi)
纖維素的3個(gè)羥基可全部或部分被硝酸酯化,不同的硝化度與下列理論含氮量有關(guān)。含氮量為10.8%-12.6%的硝酸纖維素適合作為臘克的棉原料,含氮量大于12.3%的只適合作為炸藥。
醇溶性CN(A型):含氮量約為10. 9% -11.3% ,在醇類(lèi)、脂類(lèi)和酮類(lèi)中迅速溶解。中等溶解度CN(AM型):含氮量約11.4% -11.7%,在酯類(lèi)、酮類(lèi)中溶解,與醇有優(yōu)異的摻合性或可混性。酯溶性CN(E型):作為臘克棉用含氮量是11.89 -12.2%,含氨量大于13. 7%是作為火棉用,能迅速溶于酯類(lèi)、酮類(lèi)和乙二醇醚類(lèi)中。
生產(chǎn)工藝
1. 硝化
將經(jīng)篩選剔除雜質(zhì)、棉籽而干燥好的脫脂的棉纖維絨分小塊投人混酸中,加量不宜過(guò)多,以混酸能將棉絨淹沒(méi)又可以便于翻動(dòng)為適。然后將該容器浸在25℃-34℃的恒溫水浴中加熱升溫,同時(shí)將容器中的棉絨輕輕翻動(dòng)反應(yīng),后進(jìn)行檢查。檢查時(shí)取出硝化棉少許,用水清洗至呈中性,再用酒精洗凈,擠干附著的酒精,分別加入丙酮及醇醚混合液(1:3) 中,如均能完全溶解,即表示硝化完全;如均不溶,則表示硝化不完全;如只溶于丙酮,則表示硝化已過(guò)。
2. 洗滌干燥
硝化完成后取出用清水充分洗滌干凈,直至洗液呈中性為止,并用藍(lán)石蕊試紙檢查。然后用紙吸去水分,擠干。在低溫下(30℃左右)干燥,即得白色(微黃)透明的硝化棉。
主要用途
(1)含氮量高的俗稱(chēng)火棉,用以制造無(wú)煙火藥;含氮量低的俗稱(chēng)膠棉,用以制造噴漆、人造革、膠片、塑料等。
(2)用于制文教用品、日常生活用品、儀表標(biāo)牌等。
(3)用于油墨、皮革、各種硝基漆、膠帽、打字蠟紙等。
(4)用于制藥工業(yè)、攝影底片、照像底片及皮革的制造。
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