Виды и марки нитратов целлюлозы

Нитраты целлюлозы различаются по содержанию азота, которое зависит от степени этерификации целлюлозы и определяет их энергетические свойства, а также характеризует другие физико-химические показатели, важнейшими из которых, с технологической точки зрения, являются вязкость и растворимость в спиртоэфирном растворителе. В зависимости от содержания азота нитраты целлюлозы делятся на два основных вида: коллоксилины (содержание азота 10,64 – 12,39 %) и пироксилины (11,76 – 13,51 %)[1]. Кроме того, существует такое понятие, касающееся нитратов целлюлозы, как пироколлодий с содержанием азота 12,6±1 %, открытый Д.И. Менделеевым. Особенностью этого нитрата целлюлозы является высокая растворимость при максимальном содержании азота.

Коллоксилины выпускаются различных марок, например, лаковые (содержание азота 11,89 – 12,26 %) с вязкостью 0,98 – 2,2 ºЭ (5,88 – 13,2 сП ), применяемые для изготовления лаков, эмалей, грунтовок, шпаклевок и т.п.; линолеумный (содержание азота 10,64 – 11,58 %) с вязкостью 1,4 – 2,8 ºЭ (8,4 – 16,8 сП), применяемый для изготовления строительных линолеумов; целлулоидный (содержание азота 10,78 – 11,25 %) с вязкостью 1,5 – 2,5 ºЭ (9,0 – 15,0 сП ) и др. Полная номенклатура коллоксилинов, выпускаемых заводами бывшего СССР, приведена в работах [1,2]. В работе [2] приведены отдельные типы коло-ксилинов, выпускаемых за рубежом.

В пороховой промышленности используется коллоксилин марки Н (НХ, НД). Содержание азота в этом коллоксилине 11,82 – 12,17 %, вязкость 1,9 – 3,0 ºЭ (11,4 – 18,0 сП). Он применяется для изготовления баллиститных порохов.

Для изготовления пироксилиновых порохов применяются так называемые смесевые пироксилины следующих марок:

– высокоазотный В-I с содержанием азота не менее 13,02 % (208 мл NO/г), вязкостью 4 – 15 ºЭ (24 – 90 сП) и растворимостью не менее 22 %;

– высокоазотный В-II с содержанием азота не менее 13,05 – 13,14 % (208,5 – 210 мл NO/г), вязкостью 8 – 12 ºЭ (48 – 72 сП) и растворимостью не менее 31,5 %;

– среднеазотный СА с содержанием азота не менее 12,76 – 13,01 % (204 – 207,9 мл NO/г), вязкостью 8 – 12 ºЭ (48 – 72 сП) и растворимостью не менее 32 %;

– низкоазотный НА с содержанием азота не менее 12,39 – 12,52 % (198 – 200 мл NO/г), вязкостью 8 – 12 ºЭ (48 – 72 сП), растворимость не регламентируется.

Смесевые пироксилины изготавливаются из двух видов пироксилинов: пироксилина №1 (высокоазотного) с содержанием азота не менее 13,09 % (209 мл NO/г), растворимость которого в спиртоэфирном растворителе всего 4 %, вязкость 8 – 12 ºЭ (48 – 72 сП) и пироксилина №2 (низкоазотного), который, в свою очередь, делится на марки:

– 2П₁ с содержанием азота не менее 12,39 % (198 мл NO/г), вязкостью 6 – 10 ºЭ (36 – 60 сП) и растворимостью не менее 99 %; применяется для изготовления смесевых пироксилинов марки ВА-II;

- 2П₂ с содержанием азота не менее 11,89 % (190 мл NO/г), вязкостью 6 – 10 ºЭ (36 – 60 сП), растворимостью не менее 96 %; применяется для изготовления смесевых пироксилинов марок СА, ВА-I;

– 2П₃ с содержанием азота не менее 11,76 % (188 мл NO/г), вязкостью 6 – 10 ºЭ (36 – 60 сП), растворимость не регламентируется; применяется для изготовления смесевых пироксилинов марок НА;

– 2П с содержанием азота 12,17 – 12,39 % (194,5 – 198,0 мл NO/г), вязкостью 8 – 12 ºЭ (48 – 72 сП), растворимость не регламентируется, применяется для изготовления пироксилино–целлюлозного полотна.

Необходимость использования смесевых пироксилинов связана с тем, что высокоазотные нитраты целлюлозы плохо растворимы. Поэтому для регулирования содержания азота в порохе и обеспечения пластификации высокоазотные нитраты целлюлозы (пироксилин №1) смешиваются с хорошо растворимыми низкоазотными нитратами целлюлозы (пироксилином №2). В результате пироксилиновые пороха можно рассматривать как композиционные системы, в которых пироксилин №1 является наполнителем, пироксилин №2 – связующим. Это позволяет обеспечить достаточно высокое содержание азота и хорошую технологичность переработки пороховой массы.