Нитроцеллюлоза

Нитроцеллюлоза (или нитрат целлюлозы) была, вероятно, самым первым пластическим материалом, производство которого принесло коммерческий успех. Ее получают обработкой хлопковой или древесной целлюлозы смесью азотной и серной кислот. Целлюлоза - природный полимер, состоящий из глюкозных единиц, каждая из которых содержит три гидроксильные группы; последние реагируют с азотной кислотой, причем каждая из гидроксильных групп реагирует независимо от других. Если в среднем нитруется больше чем 2,5 гидроксильные группы на 1 глюкозное звено, получают пироксилин, используемый для изготовления бездымных порохов и ракетных топлив. При более низких степенях нитрования получается слегка желтый, прозрачный, твердый, упругий формуемый пластик, известный под названием целлулоида, который обычно комбинируют с наполнителями, пигментами, пластификаторами и стабилизаторами для приготовления очень полезного материала для литьевого и выдувного формования и для производства листов и покрытий. Большим недостатком целлулоида является его легкая воспламеняемость. Если вместо азотной кислоты для реакции с гидроксильными группами целлюлозных цепей используют органические кислоты (обычно это уксусная, пропионовая или масляная кислоты), то получают соответственно ацетат, пропионат или бутират целлюлозы, в которых от двух до трех гидроксильных групп замещены остатками органической кислоты. Получаемый при этом линейный термопласт аморфен, бесцветен, прозрачен, прочен и тверд, он используется для производства волокон, пленок, листов, изделий, изготовляемых литьевым формованием, а также покрытий и лаков.

Все три гидроксильные группы в каждом глюкозном звене целлюлозы могут быть проэтерифицированы алкильными группами. Реакция с алкилгалогенидами, например этилхлоридом, протекает в присутствии щелочей. Наиболее важными продуктами этого типа являются этилцеллюлоза и бензилцеллюлоза - линейные термопласты, представляющие собой прозрачные твердые материалы, пригодные для литьевого формования и изготовления листов, волокон и покрытий.

Производные целлюлозы могут использоваться в различных производствах, тем не менее они уступают синтетическим термопластам, более дешевым и имеющим более широкий диапазон свойств и возможностей применения. То же относится к немногим производным натурального каучука из гевеи, получаемым циклизацией или хлорированием. Эти производные применялись одно время в качестве формуемых материалов и покрытий, но были вытеснены более дешевыми поливинилами и полиакрилатами, обладающими лучшими качествами.

Литература:

Энциклопедия полимеров, тт. 1-3. М., 1972-1977
Пластики конструкционного назначения (реактопласты). М., 1974
Термопласты конструкционного назначения. М., 1975
Промышленные полимерные композиционные материалы. М., 1980
Кацнельсон М.Ю., Балаев Г.А. Полимерные материалы. Л., 1982