سنتز و تولید نیتروسلولز با حساسیت پائین با روش استیلاسیون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این پروژه برای سنتز و تولید نیتروسلولز با حساسیت پائین از روش استیلاسیون استفاده گردید. ابتدا نیاز به نیتروسلولزهایی با درصد ازت‌های مختلف 50/9، 50/11، 40/12 و 80/12 بود. با استفاده از متغیرهای تأثیر گذار در مقدار ازت از قبیل درصد اسید مخلوط(به علت حجیم بودن در متن اشاره شده است)، زمان نیتراسیون 35، 45، 55 و60، نسبت اسید به آلفا سلولز 60 و 75 نیتروسلولزهای مورد نظر تولید شد. سپس با استفاده از شرایط ثابت مختلف واکنش استیلاسیون از قیبل مقدار اسید استیک، انیدرید استیک و شرایط متغیر از قبیل استفاده یا عدم استفاده از تولوئن (رقیق کننده بی اثر) و درصد کاتالیزور پرکلریک اسید 03/0 و 04/0 درصد سلولز نیترات- استات (CNA) تولید شد. نتایج نشان داد که در اثر عدم استفاده از حلال بی اثر بجای محصول فیبری شکل محصولی ژله مانند تشکیل شد که غیر قابل خشک کردن بود. همچنین با درصد کاتالیزور 03/0 می‌توان به الیاف سفید رنگ سلولز نیترات- استات دست یافت و در اثر افزایش مقدار کاتالیزور محصول سیاه رنگ بدست می‌آید.
همچنین منحنی‌های IR نشان داد که وقتی نیتروسلولز به سلولز نیترات – استات تبدیل می‌شود با استفاده از واکنش استیلاسیون، گروه‌های استیل جایگزین گروه‌های هیدروکسیل آزاد اشغال نشده نیتروسلولز می‌شوند. با مشاهده نتایج حاصل از IR برای نمونه‌های مختلف، مشخص شد که با تبدیل نیتروسلولز به CNA ، پیک باقی‌مانده گروه هیدروکسیل (OH)، با افزایش درصد ازت کاهش می‌یابد. به گونه‌ای که در نیتروسلولزهای با درصد ازت بالاتر از 12.80% کاملاً حذف می شود. بدین ترتیب طیف IR می تواند ملاک مناسبی برای اطمینان از استیلاسیون باشد.
همچنین نتایج نشان داد که با استیلاسیون نیتروسلولز حلالیت، مقاومت حرارتی، پایداری محصول افزایش یافته و سرعت سوزش و کالری آن کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]    Kimura Jun- Ichi., 1998. "Minimal Erosive and High-Energy LOVA Gun Propellant Using a Desensitized Nitrocellulose (CAN) as the Binder" Proceedings of 17th International Symposium on Ballistics, 23: 1998.

[2] Karignan Yvon .and Bobinski Jack., 1964.Cellulose Nitrate-Acetate Mixed Esters, Picatinny Arsenal Dover. New Jersey.

[3] Bouchard, F. J., Gunness, R. C. and Stern, R. L.,1946. Manufacturing nitrocellulose. In: Google Patents.

[4] Tanaka Tokuji ., 2003. Acetylated Pyroxylin. Washington, DC: U.S. U.S. Patent No. US6646119 B1. Patent and Trademark Office.

[5] Urbanski, “Chemistry and Technology of explosive”, volume 3, 1984.

[6] Koetschet Joseph. and Theumann Max., 1918. Process of Making Nitro-Acetic Esters of Cellulose. U.S. Patent No. US1286025.

[7] Sharifan Shahram., 2013. the Laboratory Production of Industrial Nitrocellulose and Determination of Effective Parameters on Quality. Shahid beheshti university.

[8] Manning Thelma, Wyckoff Jeffrey .and ADAM carlton., 2014. Formulation Development and Characterization of cellulose Acetate Nitrate Based Propellants for Improved Insensitive Munitions Properties, Science Direct , Defence Thechnology 10(2014) 92-100.

[9] Karigan P. Yvon .and Jack Bobinski., 1964. Cellulose Nitrate Acetate Mixed Ester. Picatinny arsenal dover new jersey.