Динітроцелюлоза

Динітроцелюлоза (колоксилін, динітрат целюлози) — продукт етерифікації целюлози з нітруючою сумішшю (суміш азотної та сірчаної кислот).^[1]

Колоксилін
Систематична назва	Динітроцелюлоза
Інші назви	Динітроцелюлоза, колоксилін
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

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-, тринітроцелюлози

Колоксилін — це пухка волокниста маса білого кольору щільністю 1650 кг/м³ (г/см³), 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 %.^[2]

За іншими даними, колоксилін — злегка жовтуватого кольору вата.^[3]

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^[2]

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.^[2]

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)^[2]

Нітрація целюлози

${\displaystyle {\ce {[C6H7O3(OH)]n + xn HNO3 -> [C6H7O2 (ONO2)x(OH)3-x-ln]+xn H20}}}$

Процес відбувається при температурі 60 °C протягом 1 години в присутності сірчаної кислоти як водовіднімаючої речовини. Крім того, сірчана кислота сприяє активації целюлози.^[2]

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.^[2]

Зневоднення колоксілину

Зневоднення колоксиліну проводиться тільки в тому випадку, якщо він призначається для виробництва целулоїду та лаків.^[2]

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 %.^[3]

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 виготовляють пластмасу — целулоїд.^[2] Ці продукти застосовуються для виробництва промислових товарів.^[2]

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.^[2]

Колоксилін, на відміну від піроксиліну, має розчинятись у ацетоні. Це основна його якісна ознака.^[3]