Растворимость нитратов целлюлозы зависит от природы растворителя, условий растворения, а также от свойств нитратов целлюлозы (содержания азота, вязкости, однородности по степени этерификации и молекулярно-массовому распределению). Нитраты целлюлозы любой степени замещения нерастворимы в воде, но растворимы во многих органических растворителях. Все растворители нитратов целлюлозы имеют в своих молекулах полярную группу.
Универсальный растворитель нитратов целлюлозы различной степени этерификации – ацетон. Нитраты целлюлозы с массовой долей азота 9 – 11 % растворяются в этиловом спирте, с массовой долей 11 – 12,8 % хорошо растворяются в кетонах, сложных эфирах уксусной кислоты, метиловом спирте, диоксане, этиленгликоле и др.
Большое практическое значение имеют комбинированные растворители, состоящие из одного или двух активных растворителей, одного или нескольких скрытых растворителей и разбавителей со слабым растворяющим действием, широко применяемые в лакокрасочной промышленности.
Бинарные смеси растворителей позволяют получить оптимальный эффект растворения нитратов целлюлозы. Наиболее известна спиртоэфирная смесь. Растворитель такого состава применяется при изготовлении порохов. Растворимость нитратов целлюлозы в спиртоэфирном растворителе зависит от соотношения в нем компонентов и содержания азота в нитратах целлюлозы. На рис.1 приведена зависимость растворимости нитратов целлюлозы от содержания в них азота при соотношении спирта и эфира 1:2 [1].
Рисунок 1 - Зависимость растворимости нитратов целлюлозы в спиртоэфирном растворителе от содержания в них азота
Из рисунка следует, что зависимость имеет сложный характер. Нитраты целлюлозы с содержанием азота до 7 % почти не растворяются. С увеличением содержания азота их растворимость увеличивается и остается высокой до 12,6 % азота, а затем быстро падает. Наибольшую растворимость имеют нитраты целлюлозы с содержанием азота 10,5 – 12,6 %. Верхнее значение азота примерно соответствует пироколлодию Менделеева, сочетающему высокое содержание азота с почти полной растворимостью в спиртоэфирном растворителе.
Влияние температуры на растворимость нитратов целлюлозы незначительно. При этом большое значение имеет природа растворителя. Так, например, растворимость нитратов целлюлозы в спиртоэфирной смеси повышается с понижением температуры, а в нитратах многоатомных спиртов, например, нитроглицерине, наоборот, уменьшается.
Кроме жидких растворителей, имеются вещества, с которыми нитраты целлюлозы полностью совмещаются, образуя вязкую массу, например, камфара. Смесь камфары со спиртом применяется при изготовлении целлулоида.
Такие вещества, как касторовое масло, вазелин, вазелиновое масло, не совмещаются с нитратами целлюлозы, но небольшие их количества (не более 1 – 3 % от массы полимера), играя роль «смазки» между надмолекулярными образованиями, влияют на деформационные свойства и облегчают их переработку.
