ериалы в о л ь-т е к с — ГДР, арабева — Чехословакия и др.). Такие Н. и. могут состоять, напр., из ткани (каркаса) и холста из длинных волокон. При образовании Н. и. петли из волокон, закрепляющие волокна на ткани, образуются по тому же принципу, как петли из нитей в нитепрошивных Н. и. После протаскивания волокон из холста сквозь тканый каркас на изнаночной стороне Н. и. образуются прочные петли, а на лицевой стороне — пушистый и высокий ворс. Иногда волокно дополнительно закрепляется петлями из пряжи. Этот вид Н. и. успешно используется в качестве утепляющей ворсовой прокладки в спортивной одежде и демисезонных пальто, заменяет мех при изготовлении головных уборов и теплой обуви и др.

К числу наиболее перспективных относятся иглопробивные Н. и., изготавливаемые путем перепутыва-ния волокон в холсте при многократном прокалывании

Рис. 8. Схема иглопрокалывания холста: 1 — слой волокон, 2 — питающий транспортер, з — подвижная доска, 4 — иглы, 5 — решетка, 6 — выводящий транспортер, 7 — готовый материал.

его специальными иглами с зазубринами (рис. 8) на иглопробивной машине. Иглы укрепляют в доске, совершающей возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении. При движении доски вниз (до упора) иглы прокалывают холст, а в момент, когда иглы находятся над поверхностью холста, материал продвигается вперед. В СССР для изготовления таких Н. и. применяют иглопробивные машины с рабочей шириной 180 см, производительность к-рых может достигать 5 м/мин и более при числе проколов более 200 на 1 см2 поверхности холста. Масса 1 м2 Н. и. может достигать 1500 г. Известны иглопробивные машины с рабочей шириной до 15 м.

Большинство иглопробивных Н. и. используется в качестве ковров, к-рые успешно конкурируют не только с ткаными, но и с тафтинг-коврами, т. к. для своего изготовления не требуют пряжи. Иглопробивные Н. и. применяют также в качестве одеял, сукон бумагоделательных машин, фильтров и др. Особенно

перспективны иглопробивные Н. и., при изготовлении к-рых применяют усадочные волокна (способные закручиваться в спираль после специальной обработки материала), в том числе бикомпонентные.

К числу Н. и. относят и валяльно-войлоч-ные текстильные материалы, при изготовлении к-рых используется способность волокон шерсти к свойлачиванию (при механической или теп-ловлажностной обработке). В состав этих Н. и. иногда вводят каркас из ткани. Эта технология имеет многовековую историю; таким образом изготовляют, напр., валенки.

Большинство Н/'и. получают в виде полотна. Однако известны Н. и., к-рые имеют форму швейных изделий. Напр., при напылении на форму смеси коротких волокон и связующего получают нек-рые виды спецодежды, колпаки для шляп и др.

Лит.: Тихомиров В. В., Химическая технология производства нетканых материалов, М., 1971; Krcma R., Manual of nonwovens, Manchester, 1971; Тихомиров В. Б., Физико-химические основы получения нетканых материалов, М., 1969; Технология производства нетканых материалов, М., 1967; Сухарев М. И., Свойства нетканых текстильных материалов и методы их исследования, М., 1969; В u г е s h Г., Nonwoven fabrics, N. Y., 1962; Перепелкина M. Д., Щербакова М. Н., Золотницкая К. Н., Механическая технология производства нетканых материалов, М., 1973.

В. Б. Тихомиров.

НИТРАТЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, нитроцеллюлоза (cellulose nitrates, Zellulosenitrate, nitrates de cellulose) — сложные азотнокислые эфиры целлюлозы общей ф-лы [С6Н7Ог(ОН)3_ж(ОЛт02)х]п.

Свойства. Н. ц.— твердое волокнистое вещество белого цвета, без запаха, по внешнему виду очень напоминающее целлюлозу. Степень этерификации, или степень замещения (С. 3.), Н. ц. может изменяться от О до 3; ее рассчитывают на основании содержания азота [N] (в %) по ф-ле:

. С.З. = 3,6[N]/(31,1 — [N]) Степень замещения — одна из важнейших характеристик, в значительной степени определяющая физико-механич., химич. и технологич. свойства этого полимера. Предельное содержание азота, соответствующее этерификации трех ОН-групп, составляет 14,14%, при этерификации двух ОН-групп — 11,1% и одной ОН-группы — 6,8%. Различают след. основные виды тех-нич. Н. ц.: коллоксилин (10,7—12,2% N), пироксилин №2 (12,2—12,5% N) и пироксилин №1 (13,0—13,5% N).

Плотность Н. ц. незначительно зависит от содержания азота. Так, плотность при 20 °С коллоксилина, содержащего 11,8 и 12,2% N, составляет соответственно 1,58 и 1,65 г/си3. Средняя степень полимеризации и, следовательно, мол. масса Н. ц. колеблются в широких пределах. Напр., степень полимеризации Н. ц., используемо го в производстве целлулоида, составляет 400—600 (мол. м. 100 000—150 000), в производстве лака — 150—300 (мол. масса 38 500—80 000), бездымного пороха — 1000—2000 (мол. масса 250 000—500 000). Н. ц.— неоднородные по мол. массе продукты, что обусловлено гл. обр. неоднородностью по мол. массе исходной целлюлозы, а также ее гидролитич. распадом при синтезе Н. ц. Проведение синтеза при 0 °С и небольшом содержании (5%)

воды в нитрующей смеси позволяет сохранить молекулярно-массовое распределение исходной целлюлозы. Этот метод широко используют для изучения молекулярно-мас-сового распределения целлюлозы и ее производных.

Мол. массу (М) Н. ц., содержащего 12,2% N, рассчитывают по характеристич. вязкости [г\] (в дл/г) его р-ра при 25 °С, используя ур-ние Марка — Хувинка (табл. 1).

Зависимость между [г|] и степенью полимеризации Р нитратов целлюлозы описывается ур-нием [ц] = КРа (табл. 2).

Таблица 2. Значения констант в ур-нии [q]=KPa

Полимер Растворитель Темп-ра, °С К-10* а

Нитроцеллюлоза

(13,8% N) Ацетон 20 1,36 0,948

Тринитрат целлю-

Ацетон 25 1,42 0,933

Тринитрат целлю-

к-Бутилацетат 25 1,41 0,969

Темп-ры стеклования и плавления лежат выше темп-ры разложения. С введением пластификаторов темп-ра стеклования понижается. При содержании в Н. ц. 10 и 40% пластификатора (дибутилфталата) темп-ра стеклования составляет соответственно 120 и 55 °С. Теплота плавления Н. ц. (С. 3. = 2,44) составляет 5,65 Мдж/кмолъ (1350 кал/молъ), энтропия плавления 6,322 кдж/(кмоль-К) [1,51 кал/(моль-°С)]. Коэфф. рефракции для Н. ц., содержащих 11,8— 12,2% N, равен 1,51.

Ниже приведены нек-рые свойства непластифициро-ванной пленки из Н. ц., содержащих 11,8—12,2% N:

Прочность при растяжении,

Мн/м2 80—120

кгс/мм2 8—12

Относительное удлинение, % 12 — 30

Число двойных перегибов до разрушения 40—150

Ударная вязкость, кдж/м2, или кгс-см/см2 200—400

Диэлектрич. проницаемость при 25 °С

частота 60 гц 7,5

>> 1 кгц 7,0

» 1 Мгц ........... 6,0

Тангенс угла диэлектрич. потерь

60 гц 0,03

1 кгц 0,06

Водопоглощение* при 21 °С за 24 ч, % . . 2—3

Влагопроницаемость при 21 °С,

кг/(м ? сек • н/мг) 0,04—0,56

г-см/(см2.ч? мм рт.ст.) (0,2—2,8)-10"~*

Водопроницаемость при 21 °С,

см21(сек ? н/м2) 0, 23-Ю-»

смг-см/(см2-сек-кгс/см2) 2,3-Ю-8

379

НИТРИЛОВ

ПОЛИМЕРЫ

380

лнзаторов (напр., дифениламина, производных мочевины) повышает их атмосферостойкость и термостойкость.

Растворимость Н. ц. в различных растворителях зависит от степени замещения. Низкозамещенные Н. ц. (0,5—2% N) растворимы при комнатной темп-ре только в 6%-ном р-ре NaOH, при содержании 9—11% N — в этиловом спирте, в смеси спирта и толуола. Н. ц., содержащие 11 — 12,7% N (С. 3. = 2—2,5), растворимы в кетонах, сложных эфирах (напр., этилацетате), уксусной к-те, фурфуроле, метаноле, диоксане, этилен-гликоле, циклогексаноне, нитробензоле. Универсальным растворителем Н. ц., содержащих 10,5—14,4% N (С. 3. = 1,8—3), служит ацетон. Н. ц. любой степени замещения нерастворимы в воде и в неполярных растворителях (напр., в бензоле, CGLj).

Н. ц. не устойчивы к действию к-т и щелочей. Разб. минеральные к-ты вызывают медленную денитрацию Н. ц. Щелочи, к тому же, омыляют и разрушают Н. ц., особенно быстро — спиртоиые р-ры щелочей. Поэтому при денитрации щелочью получают обычно деструкти-рованную целлюлозу. Для снижения деструкции до минимума Н. ц. омыляют водными р-рами гидросульфида натрия (NaSH) или аммония (NH4SH) при 35 °С.

Получение. Для получения Н. ц. применяют коротко-волокнистую хлопковую целлюлозу (линт). Технология получения Н. ц. включает след. стадии: 1) приготовление нитрующей смеси; 2) подготовка (рыхление и сушка) целлюлозы; 3) нитрация целлюлозы; 4) стабилизация и обезвеживание. Разрыхленную и высушенную целлюлозу при получении, напр., коллоксилина нитруют смесью, состоящей из 20—25% азотной к-ты, 55—60% серной к-ты и 18—20% воды, в специальных аппаратах (нитраторах) или в центрифугах при 30— 45 °С и модуле ванны 40—50 (отношение массы нитрующей смеси к массе целлюлозы). В зависимости от темп-ры продолжительность процесса составляет 20— 60 мин. При получении пироксилинов состав нитрующей смеси (20—30% HN03, 60—70% H2S04 и 5—10% Н20), а также условия нитрации другие. Чем выше содержание воды, тем ниже степень полимеризации. Максимальная (2,8) степень замещения Н. ц. достигается при содержании воды в нитрующей смеси 3,5—5%. После завершения нитрации образовавшийся продукт отжимают от кислотной смеси и многократно промывают холодной и горячей водой, слабым р-ром соды и снова водой. Затем Н. ц. отжимают и выпускают в виде рыхлой волокнистой массы желтоватого цвета. Хранят Н. ц. с содержанием воды 20—35%. Если необходимо, Н. ц. обезвоживают, вытесняя воду спиртом. Требуемая степень полимеризации, а соответственно и вязкость получаемых р-ров Н. ц. достигаются их кипячением в воде при 125—140 °С под давлением 2—3 Мн/м2 (20—30 кгс/см2).

Н. ц. фракционируют растворением или (что более целесообразно) дробным осаждением водой или гептаном из ацетоновых р-ров.

Применение. Области применения Н. ц. зависят от содержания в них азота. В СССР коллоксилин применяют для производства пластмасс (этролов), целлулоида, для приготовления лаков и эмалей (см. Эфироцеллю-лозные лаки и эмали), клеев. Коллоксилин, содержащий 11,5—12,2% N, используют в производстве бездымного пороха, динамитов и др. взрывчатых веществ, для желатинизации жидких нитроэфиров (напр., нитроглицерина). Пирокс