Справочник по ВВ и пиросоставам--pirosprawka 2009 (536594), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Encyclopedia of explosives and related items./ Basil T. Fedoroff & Oliver E. Sheffield. Vol 2 –Piccatiny Arsenal Dover, New Jersey, USA – 1962. B371.3. Rudolf Meyer «Explosives», Fifth Edition. Wiley-VCH Verlag GmbH. (Electronic) 2002 p484. Engineering design handbook: Explosives series. Properties of explosives of military interest. AMCP706-177. 1971.
p.405.8Нитраты целлюлозы, нитроцеллюлоза, нитроклетчатка, НЦ[C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x] n , где х = 0 ÷ 3; n = 150 ÷ 3500Сложные эфиры целлюлозы и азотной к-ты. Рыхлая белая или желтоватая волокнистая масса,нерастворимая в воде, растворимая в спирто-эфирной смеси (коллоксилин), ацетоне (все сорта НЦ),этилацетате, конц. серной к-те, некоторые сорта в абс. спирте и т.п. При растворении в теплыхнитроэфирах и последующем охлаждении образует твердые или пластичные коллоидные растворы, чтошироко используется для изготовления бездымных порохов и ВВ.
По силе взрыва несколько уступаеттротилу. Чувствительна к удару (зависит от содержания влаги и степени нитрации), трению, огню,нагреванию. Различают коллоксилин (10.7 - 12.2% N), пироксилин №2 (12.2 - 12.5% N), пироксилин №1(13.0 – 13.5% N). Теплота взрыва 3.2 – 4.0 МДж/кг в зависимости от степени нитрации, t вспышки от 141°Сдо 190°С, плотность 1.58 – 1.65 г/см3. Для НЦ с 13.1% N скорость детонации 6500м/с при плотн. 1.3 г/см3.Фугасность 375 мл. Работоспособность в баллистической мортире 118% от тротила.
Объем продуктоввзрыва 765 мл. Для содержащей 16% воды – 6800 м/с, фугасность 280 мл. Объем продуктов взрыва 720мл.Впервые была получена во Франции Браконо в 1833г. По другим данным Браконо получил ненитроцеллюлозу, а нитрокрахмал и нитроцеллюлоза была открыта в 1837г французским профессоромПеллузом. Нитрованием бумаги и хлопкового волокна азотной кислотой он получил коллоксилин ипироксилин.В 1862г (по другим данным в 1865г или 1869г) англичанин Абель предложил измельчать нитроцеллюлозус целью извлечения из нее отработанной кислоты и чередовать извлечение с промывкой.
Таким образомбыли получен вполне стабильный пироксилин и созданы предпосылки для крупномасштабногопромышленного производства. Впоследствии Абель также усовершенствовал технологию прессованияпироксилина в шашки, которые хоть и были непригодны для применения в качестве пороха с успехомиспользовались в качестве ВВ на рудниках.В 1868г Браун обнаружил, что сухой прессованный пироксилин может сильно детонировать отгремучертутного капсюля-детонатора, и вскоре большие бруски увлажненного пироксилина былииспользованы в качестве разрывного заряда морских мин.С 1879 г НЦ начали широко применять в качестве пороха и как бризантное ВВ (в виде прессованныхшашек, пропитанных водой, для стабилизации и снижения чувствительности).
В 1885г был получен«Гремучий студень» - пластичный коллоидный раствор нитроцеллюлозы в нитроглицерине, а в 1889гстудень с большим содержанием нитроцеллюлозы был предложен в качестве бездымного пороха.В России пироксилин, увлажненный до 18% применялся очень широко с 1880г, не только для снаряжениямин, но и для снаряжения снарядов. Причем накопленные в России запасы пироксилина были столь высоки,а производство столь отлажено, что его использовали в качестве подрывных зарядов вплоть до начала 2мир. войны.Коллоксилин применяют для изготовления пластмасс, лаков, бездымного пороха, динамитов. Пироксилин– основной компонент бездымных порохов.В промышленности нитроцеллюлозу получают нитрованием природной целлюлозы в виде хлопковой ватыили древесной целлюлозы, полученной после сульфитной варки древесины. Сначала сырую целлюлозуподвергают варке в 4-6ч автоклаве в отсутствие доступа воздуха (105-140°С) в 1-3% растворе щелочи дляразрушения остаточного лигнина, жиров, восков, гемицеллюлозы и т.п.
Обработанная таким способомцеллюлоза имеет цвет от светло – до темно-коричневого. Затем ее отбеливают с помощью хлора илираствора гипохлорита. Производство НЦ включает стадии: 1) Подготовка целлюлозы (рыхление107ватообразного материала или резка бумаги, сушка, сушку проводят при температуре 80-100°С для удаленияестественной влаги, которой в обычной целлюлозе содержится более 6%).
2) Подготовка нитросмесей(Используются соотношения серная/азотная кислота 2.5-3:1 + вода в количестве 7-20%масс. В зависимостиот необходимой степени нитрации НЦ). 3) Нитрование при модуле 1:25-1:40, 4) Рекуперация отработанныхкислотных смесей 5) стабилизация НЦ 6) Смешение общих партий НЦ 7) Отжим до влажности не менее 20%масс. Крепкие серно-азотные смеси не используются, т.к. за одно и тоже время они образуютнитроцеллюлозу с меньшей степенью нитрации и большой неоднородностью.
Предположительно этопроисходит из-за того, что поверхностные слои пронитровываются достаточно быстро и тем самымпрепятствуют дальнейшей диффузии нитросмеси в глубину волокон. Нитроцеллюлоза с содержание азотаболее 13.5% азота химически и термически нестабильна, даже при тщательнейшей очистке, поэтому напрактике ее не используют. Увеличение кол-ва серной кислоты в нитросмеси также негативно сказываетсяна стабильности конечного продукта. В настоящее время НЦ получают преимущественно методаминепрерывного нитрования и нитрованием в нитраторах. В качестве водноотнимающего средства вместосерной к-ты можно использовать фосфорную к-ту, фосфорный или уксусный ангидрид.
При использованииH3PO4 скорость нитрования заметно увеличивается.Нестабилизированная НЦ в течение неск. месяцев разлагается. При хранении больших навесок пожаро- ивзрывоопасна. Стабилизируют НЦ промывкой, продолжительным кипячением в автоклаве, после чеговолокна НЦ перемалывают в специальных мельницах, а затем опять подвергают кипячению и промывке.Получение нитроцеллюлозы в лаборатории:Хлопковую вату сушат при температуре 80-100°С до влажности не более 0.5%Готовят нитросмесь в соотношении с хлопковой ватой 55:1 : для 12.6% содержания N используютнитросмесь состава H2SO4/HNO3/H2O 63.5/21/15.5%, для 13.4% содержания N используют нитросмесьсостава H2SO4/HNO3/H2O 68/22/10%, Температура нитрования 34°С, время нитрования 24мин.
В процессенитрования необходимо медленное перемешивание. Сырую нитроцеллюлозу отжимают, помещают в 50объемов ледяной воды и перемешивают несколько минут. Воду меняют и промывают еще раз…Затем нитроцеллюлозу подвергают кипячению с водой в течение 24 ч для 12.6% N и 60часов для 13.4%N.Затем нитроцеллюлоза измельчается, кипятится с очень слабым раствором карбоната натрия (щелочностьконтролируется с помощью фенолфталеина). Раствор меняют на воду, кипятят 2 часа, затем 1 час и еще 1час.Получение нитроцеллюлозы в промышленности (50ые года 20В фирма Дю-понт):32 фунта обработанной и сушеной целлюлозы помещается в реактор с 1500 фунтами нитросмеси притемпературе 30°С.
Нитратор оборудован специальным приспособлением, не дающим всплывать целлюлозе.Температуру удерживают не выше 34°С. Добавлении целлюлозы длится 4 минуты, нитрование (вместе сперемешиванием смеси) длится 20мин. Затем нитроцеллюлоза отжимается от нитросмеси на центрифуге иобрабатывается большим количеством водяного пара. Для получения пироксилина с 12.6% азотаиспользуют состав нитросмеси 59.2% серной кислоты, 21.5% азотной кислоты, 3.5%нитрозилсернойкислоты и 15.8% воды (сырье – хлопковая целлюлоза) и 57% серной кислоты, 23.5% азотной кислоты,4.4%нитрозилсерной кислоты и 15.1% воды (сырье – целлюлоза из древесины).
Для полученияпироксилина с 13.4% азота используют состав нитросмеси 60.3% серной кислоты, 24.5% азотной кислоты,4%нитрозилсерной кислоты и 11% воды (сырье – хлопковая целлюлоза) и 59.5% серной кислоты, 28.5%азотной кислоты, 3%нитрозилсерной кислоты и 9% воды (сырье – целлюлоза из древесины). Для очисткипироксилин с 12.6% азота кипятят в течение 40ч, трижды меняя воду. Пироксилин с 13.4% азота кипятятдважды по 5ч, каждый раз трижды меняя воду и последний раз в течение 60ч.Сходный по свойствамнитрокрахмал [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x] кБризантное ВВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
