загрузка...
 
1.3.7 Химическая стойкость
Повернутись до змісту

1.3.7 Химическая стойкость

По своей природе нитраты целлюлозы относительно нестойкие соединения. Для них характерно самопроизвольное химическое разложение даже при умеренных температурах. С повышением температуры скорость разложения увеличивается. Поэтому в пороховой промышленности под химической стойкостью нитроцеллюлозы понимается их способность сопротивляться разложению.

Разложение нитратов целлюлозы заключается в их распаде с выделением различных продуктов (оксидов азота, оксидов углерода, воды и др.). Продукты разложения химически активны, они реагируют между собой и с нитратами целлюлозы. Газообразные продукты распада NO2, NO, пары воды и азотной кислоты являются катализаторами процесса разложения. В результате их действия процесс разложения ускоряется. Наиболее активную роль в этом процессе играет диоксид азота NO2. Он действует как за счет непосредственного окисления нитрата целлюлозы,  восстанавливаясь при этом до NO, а последний, окисляясь, дает снова NO2, так и за счет образования неорганических кислот, способствующих протеканию гидролиза.

Суммарный процесс распада нитратов целлюлозы является экзотермическим. Прогрессивное повышение температуры при высоких скоростях распада может привести к самовоспламенению и горению нитратов целлюлозы.

Воздействие внешних условий (тепла, влаги и т.д.) способствует снижению химической стойкости нитратов целлюлозы. Особенно сильно на химическую стойкость влияет содержание в них серной кислоты как связанной, так и свободной. Связанная серная кислота находится в виде смешанных серно-азотных эфиров. Свободную серную кислоту, находящуюся внутри волокон, называют «закапсюлированной» кислотой.

Снижают химическую стойкость нитратов целлюлозы также присутствующие и образующиеся при нитрации нестойкие примеси и побочные вещества, например, нитропродукты гидролиза и окисления целлюлозы (нитросахара). Поэтому при изготовлении нитратов целлюлозы требуется технологическая операция – стабилизация. Она заключается в удалении из нитратов целлюлозы кислот и побочных продуктов.

Химическая стойкость определяется количеством оксидов азота, выделяемых из 1 г нитратов целлюлозы при нагревании в течение 2 часов при 132±0,4 ?С. Метод основан на том, что процесс разложения нитратов целлюлозы идет при высокой температуре в том же направлении, что и при низкой, различаясь только по скорости (закон Бертло). Однако это наблюдается тогда, когда условия разложения испытываемого продукта при низких температурах практически не отличаются от условий их разложения при высоких температурах.

В пороховой промышленности приняты следующие требования к химической стойкости: для пироксилина    №1 – 3 мл NO/г, для пироксилина №2 – 2 мл NO/г. Для пироксилина №2 значение химической стойкости достигается относительно легко, а для пироксилина №1 стабилизация является сложной операцией, требующей значительного времени.



загрузка...