Информация о торгах полимерными материалами

Марка
Пос. цена
Изм.
% Изм.

Смотреть все марки >
Марка 1РУБ.
1 месяц3 месяца6 месяцев1 годвсё время
    Россия

    Нитроцеллюлоза и нитролак

    Сокращения и другие названия: нитроцеллюлозный лак, НЦ, нитрат целлюлозы, нитроклетчатка

    Тип полимера: сложный эфир

    Нитролак представляет собой коллоидный раствор коллоксилина лакового (определенной густоты) в смеси разбавителей и растворителей. В систему дополнительно вводятся пластификаторы, смолы (добавление смол зависит от состава нитролака). Нитроцеллюлозные лаки, которым присуще такое свойство, как цвет, содержат в своем составе пигментирующие добавки органического происхождения, хорошо растворимые в ацетоне и спирте.

    Нитролаки содержат в своем составе активные растворители: низкокипящие (формальгликоль, пропилацетат, этилацетат, такие кетоны, как метилэтилкетон и ацетон), высококипящие. Вторую группу представляют диоксаны, некоторые кетоны (циклогексанон, метилизобутилкетон), ацетатные эфиры уксусной кислоты (амилацетат, бутилацетат, изобутилацетат), бутилцеллозольв и эфирцеллозольв (являются простыми моноэфирами гликолей). Допускается использование нитропарафинов.

    Ксилол и толуол вводят в состав нитролаков для достижения требуемой консистенции. Неактивными (скрытыми) растворителями являются этиловый, бутиловый, пропиловый, изобутиловый и изопропиловый спирты.

    В составе нитролаков (зависимо от марки) присутствуют нежелатинирующие и желатинирующие пластификаторы. Совол, кастероль, касторовое масло, хлорпарафин относятся к пластификаторам первого вида и вводятся в лакокрасочную систему до 2 массовых частей (если лаки высокоэластичные) либо до 0,7 – 0,8 массовых частей (обычные нитролаки). Фосфаты (трикрезилфосфат), себацинаты, фталаты (диоктилфталат, дибутилфталат) являются пластификаторами и добавляются количеством до 0,7 – 0,8 массовых частей.

    Среди преимуществ нитролаков можно выделить следующие параметры:

    • простота в применении,

    • высокая скорость высыхания,

    • длительная жизнеспособность,

    • отличная шлифуемость,

    • небольшая цена.

    К недостаткам же относятся:

    • они обладают чувствительностью к влаге,

    • у них наблюдается низкая физико-химическая стойкость,

    • повышенная пожароопасность.

    Основное применение нитроцеллюлозных лаков заключается в обработке деревянной и фанерной мебели во время ее производства.

    Требования к нитроцеллюлозным лакам

    В соответствии с ГОСТ 4976-83 требования к нитроцеллюлозным лакам следующие:

    Наименование показателя

    Норма для лака марки

    Метод испытания

    НЦ-218

    НЦ-222

    НЦ-223

    НЦ-243

    1. Внешний вид лака

    Прозрачный, однородный раствор

    Непрозрачный раствор от светло-желтого до желтого цвета

    По п. 4.8

    2. Внешний вид пленки

    Глянцевое, ровное прозрачное однородное покрытие без пузырей, механических включений

    Ровное, равномерно матовое однородное покрытие без пузырей, механических включений

    По п. 4.4

    3. Цвет лака по йодометрической шкале, мг/100 см3, не темнее

    20

    40

    40

     

    По ГОСТ 19266

    4. Массовая доля нелетучих веществ, %

    30 - 34

    22 - 26

    33 - 36

    26 - 32

    По ГОСТ 17537 и п. 4.5 настоящего стандарта

    5. Условная вязкость при (20,0 ± 0,5) °С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм (или ВЗ-4)

    50 - 85

    30-45

    Не более 125

    35 - 80

    По ГОСТ 8420

    6. Температура кипения лака, °С, не ниже

    -

    -

    75

    -

    По п. >4.6

    7. Время высыхания лака при (20 ± 2) °С до степени 3, ч, не более

    0,75

    1

    1

    1

    По ГОСТ 19007 и п. 4.7 настоящего стандарта

    8. Эластичность пленки при изгибе, мм, не более

    15

    35

    5

    10

    По ГОСТ 6806 и п. 4.8 настоящего стандарта

    9. Твердость пленки, условные единицы, не менее, по маятниковому прибору:

           

    По ГОСТ 5233

    типа М-3

    0,5

    0,6

    0,55

    0,4 (0,30)

     

    типа ТМЛ (маятник А)

    0,2

    0,3

    0,25

    0,2 (0,15)

     

    10. Способность пленки лака шлифоваться и полироваться

    >Пленка должна выдерживать испытание

    >Не определяют

    >Пленка должна выдерживать испытание

    >Не определяют

    По п. 4.9

    11. Блеск пленки, %

           

    По ГОСТ 896 и п. 4.10 настоящего стандарта

    не менее

    60

    50

    50

    -

    не более

    -

    -

    -

    20

    12. Условная светостойкость пленки, ч, не менее

    2

    2

    2

    1

    По ГОСТ 21903, метод 2, и п. 4.1 настоящего стандарта

    13. Стойкость пленки к статическому воздействию воды при (20 ± 2) °С, ч, не менее

    12

    6

    6

    6

    По ГОСТ 9.403 и п. 4.12 настоящего стандарта

    14. Теплостойкость пленки при (60 ± 2) °С, мин, не менее

    30

    30

    30

    30

    По п. 4.13

    Технология производства нитроцеллюлозы

    Отдельно рассмотрим технологию производства нитроцеллюлозы, как основного компонента нитролаков.

    Нитроцеллюлоза — групповое название химических соединений, азотнокислых сложных эфиров целлюлозы с общей формулой [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x] n, где х — степень замещения, а n — степень полимеризации. Внешне представляет собой волокнистую рыхлую массу белого цвета, очень похожую на целлюлозу. Самой важной характеристикой в случае нитроцеллюлозы является степень замещения гидроксильных групп на нитрогруппы. На практике как правило применяется не прямое обозначение степени замещения, а содержание азота, выраженное в процентах по массе. В зависимости от содержания азота различают:

    • коллоксилин (10,7 — 12,2 % азота)

    • пироксилин № 2 (12,05 — 12,4 % азота)

    • пироколлодий (12,6 % азота) — особый вид нитроцеллюлозы, впервые полученный Д. И. Менделеевым, нерастворим в спирте, растворяется в смеси спирта с эфиром.

    • пироксилин № 1 (13,0 — 13,5 % азота)

    Плотность 1,58 — 1,65 г/см³. Степень полимеризации коллоксилина 150—600 (молекулярная масса 37500 — 150000 а. е. м.), пироксилинов 1000—2000 (молекулярная масса 250000-500000 а. е. м.). Универсальный растворитель для всех видов нитроцеллюлозы — ацетон. В воде и неполярных растворителях (бензол, четырёххлористый углерод) нитроцеллюлоза не растворяется. Растворимость нитроклетчатки в полярных растворителях зависит от содержания азота. В кислых и щелочных средах она имеет низкую химическую стойкость.

    Температура начала разложения сухой нитроцеллюлозы 40 — 60 °C, а при быстром нагреве может произойти вспышка и взрыв. Способность к самовозгоранию сухой нитроцеллюлозы стала причиной многих техногенных катастроф, от взрывов пороховых заводов в XIX веке до взрывов в Тяньцзине в 2015 году.

    Лучшим сырьём для производства нитроцеллюлозы считаются длинноволокнистые сорта хлопка именно ручной сборки, поскольку хлопок машинной сборки и древесная целлюлоза содержат значительное количество примесей, которые не только усложняют подготовку сырья, но и снижают качество продукции. Нитроцеллюлозу получают действием на очищенную, разрыхлённую и высушенную целлюлозу смесью серной и азотной кислот, называемой нитрующей смесью, или «меланжем»:

    Реакция получения тринитроцеллюлозы

    Ниже приведена реакция получения тринитроцеллюлозы в лабораторных условиях:

    Концентрация применяемой азотной кислоты как правило более 77 %, а соотношение кислот и целлюлозы может быть от 30:1 до 100:1. Полученный после нитрования продукт подвергается многоступенчатой промывке, обработке слабокислыми и слабощелочными растворами, измельчению для повышения чистоты и стойкости при хранении. Сушка нитроцеллюлозы — сложный процесс, иногда проводимый совместно с обезвоживанием спиртом (этанолом, спирто-эфирными смесями) из-за его способности абсорбировать влагу. В случае потребности в длительном хранении обязательно хранится во влажном состоянии и с содержанием воды или спирта более 20%.

    Принципиальная технологическая схема получения нитроцеллюлозы и нитролаков на ее основе

    1- бункер-дозатор, 2- нитратор, 3- промежуточный реактор, 4- роторно- пульсационный аппарат, 5- центрифуга, 6- смеситель, 7- чан с ложным дном, 8- голландер, 9- лаверы, 10- смеситель, 11- центрифуга, 12,13, 14- емкости, 15- дисольвер, 16- фильтр, 17- промежуточная емкость, 51- смеситель коллоксилин-сырца с водой, К- регулирующей кран массопровода

    В данной технологической схеме производства НЦ и лаков на его основе используется очищенный линт (короткие хлопковые волокна длиной до 15 мм, получаемые из семян хлопчатника после отделения длинных волокон, содержащие 4–8% пуха от массы семян, неконцентрированную (56-60%) азотную кислоту и окислы азота, 92 и 95%-ную концентрированную серную кислоту, НЦ с содержанием азота 11%, которую перед использованием высушивают при 23°С до постоянной массы.).

    Стадии производства нитролаков из целлюлозы

    Производство нитролаков из целлюлозы состоит из следующих стадий:

    1. Сушка и разрыхление целлюлозы;

    2. Приготовление РКС;

    3. Этерификация целлюлозы РКС;

    4. Промывка и стабилизация НЦ;

    5. Нейтрализация, сушка и измельчение эфиров целлюлозы;

    6. Стабилизации измельченного коллоксилина (НЦ);

    7. Промывка этиловым спиртом и получение раствора НЦ с содержанием 25-30% спирта.

    8. Приготовление лаков растворением НЦ в растворителе.

    9. Фильтрация и складирование.

    Хлопковую целлюлозу, высокой степени чистоты, в виде рыхлой массы с начальной влажностью 6-10% подсушивают горячим воздухом до конечной влажности не более 1% и подают в бункер (поз. 1), а затем в один из двух параллельно включенных реакторов-нитраторов (поз. 2), предварительно загруженных нитрующей смесью. Процесс нитрования протекает в течение одного часа при температуре 40°С и соотношении 1:30-1:35. Нитромасса через нижний люк поступает в промежуточную емкость (поз. 3) и далее в роторно-пульсационный аппарат (поз. 4), где под действием различных сил ускоряется химическое взаимодействие нитросмеси. Из РПА (поз. 4) через радиальный потрубок нитромасса с помощью регулирующего крана К разделяется на два потока. Первой поток нитромассы подается на центрифугу (поз. 5), а второй поток возвращается в промежуточную емкость (поз. 3). Маточный раствор (концентрированные отработанные кислоты нитрующей смеси) направляют на регенерацию (фильтрацию и сбор в хранилище), а коллоксилин-сырец после выгрузки из центрифуги направляют в смеситель (поз. 51) для смешения с водой. Водную суспензию коллоксилина массопроводу через смеситель(поз. 6) подают на стадию стабилизации полимера, включающую три операции: промывку, измельчение и окончательную стабилизацию. Цель стабилизации состоит в придании коллоксилину свойств, обеспечивающих возможность длительного его хранения без разложения. Поставленная цель достигается путем удаления минеральных кислот и побочных продуктов, способных вызвать разложение коллоксилина. В чане с ложным дном (поз. 7) НЦ подвергают четырехкратной обработке. Вначале промывают горячей водой и нагревают острым паром, барботирующим через перфорацию ложного дна, после чего промывную воду сливают и загружают 0,2-1%-ный раствор серной кислоты. После прогрева острым паром при температуре 96-98°С в течение регламентированного времени воду вторично сливают, а в чан подают 0,3%-ный раствор соды. После щелочной обработки содовый раствор сливают, а коллоксилин повторно промывают горячей и холодной водой. Промывные (сливные) воды направляют в систему сточных вод. Суспензию промытого коллоксилина из чана (поз. 7) подают на операцию измельчения в голландеры (поз. 8). Измельчение коллоксилина проводится для более полного удаления кислот из всего объема волокна. Для этого голландеры снабжены режущим механизмом, включающим вращающийся со скоростью 2,3-2,5 об/с барабан с ножами и неподвижно закрепленную под ним на дне аппарата коробку с ножами. Из голландеров суспензию измельченного коллоксилина подают на окончательную стабилизацию в лаверы (поз. 9) - вертикальные цилиндрические аппараты с мешалками, снабженные патрубками для подачи греющего пара и сифонами для отвода промывных вод. Стабилизация проводится путем непрерывного перемешивания полимера с водой при температуре 90-95°С и последующего отстоя. После отстоя промывная вода отводится через сифон в верхней части аппарата. После 5-7-кратного повторения горячих и холодных промывок из лавера, через штуцер в днище отводится 10%-ная суспензия стабилизированного коллоксилина с содержанием серной кислоты не более 0,05% (в результате стабилизации содержание H2SO4 понижается в 20 раз). Общая продолжительность стадии стабилизации (аппараты 7-9) составляет от 40 до 60 ч. Усредненную в смесителе (поз. 10) суспензию стабилизированного коллоксилина подают в центрифугу (поз. 11) для отделения воды и промывки этиловым спиртом, вытесняющим воду. Коллоксилин с содержанием спирта 25-30%, т.е. растворенная нитроцеллюлоза сливается в емкость (поз. 14), в который через мерники (поз. 12) и (поз. 13) загружают растворитель, а также одновременно НЦ из бункера-дозатора (поз. 14). Смесь перемешивается мешалкой и нагревается горячей водой, подаваемой в рубашку реактора. Процесс ведется до полного растворения. Общая продолжительность полного растворения 2-3 часа. После завершения процесса растворения смесь охлаждается до температуры 25°С. Выделяющиеся пары растворителя через холодильник поступают обратно в реактор (поз. 15). В реакторе перемешивается до получения однородной массы и определяется степень перетира. Общая продолжительность перемешивания составляет 1-2 часа. После окончания перемешивания композиция самотеком через фильтр (поз. 16) сливается в промежуточную емкость (поз. 17) и полученный лак подается на затаривание или же на дальнейшее использование, с целью получения краски.

    Применение нитроцеллюлозы

    Нитроцеллюлоза производится в больших количествах во многих странах мира и находит много различных применений:

    • Бездымный порох, обычно пироксилин. За более чем 100-летнюю историю развития химии и технологии предложены тысячи разнообразных составов, многие из которых производились десятками и сотнями тысяч тонн (баллистит, кордит).

    • Взрывчатые вещества. Нитроцеллюлоза в чистом виде из-за низкой термической стойкости не применяется, но существует неисчислимое множество реальных и фантастических взрывчатых составов с её применением. В 1885 году была впервые получена смесь нитроцеллюлозы с нитроглицерином, названная «гремучим студнем».

    • В индустрии развлечений для производства быстросгорающих предметов в реквизите артистов иллюзионного жанра.

    • Нитроцеллюлозные мембраны используют для гибридизации нуклеиновых кислот, например, при Саузерн-блоттинге.

    • Плёнкообразующая основа нитроцеллюлозных лаков, красок, эмалей.

    sterlitamak
    sterlitamak
    nizhnij-novgorod