Прието Дж., Кине Ю. Древесина. Обработка и декоративная отделка

Подождите немного. Документ загружается.

58 Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов

меди и железа. Самое позднее с XVIII в. для окраски древесины целенаправ-

ленно начинают применяться танины, выщелачивание (химические бейцы),

красители в форме органических соединений и солей металлов в соединении с

танинами [2]. В конце XVIII в. в столярных гильдиях произошел переход к мелко-

му индустриальному производству. Признаками этого процесса стали техноло-

гические методы, основанные на разделении труда, внедрение механизации и

новых материалов. В это время использовались главным образом натуральные

бейцы. В конце XIX в. начинается использование недавно открытых анилиновых

красителей. В этом веке в моду входит многоцветная фанерованная мебель с

ярко выраженной или умеренно подчеркнутой текстурой. Глянцевая политура

подчеркивала цвет и текстуру древесины. Основным фанеровочным материа-

лом, используемым при изготовлении мебели, в те годы было красное дерево.

Однако высокий спрос и морская блокада привели к оскудению ресурсов ме-

бельной древесины, а красное дерево стало редким и очень дорогим на рынке.

Возникла необходимость имитации красного дерева на основе местной древе-

сины с использованием специальных протравочных рецептур.

3.1.1.2. Состав бейцев для окрашивания древесины

Основой классических покрытий для древесины является пленкообразующее

вещество. Основными компонентами в рецептуре бейцев являются красители

и/или пигменты. На рис. 3. /.5представлен общий состав разбавляемых раство-

рителями и водорастворимых протрав. Как видно из рисунка, большая часть сы-

рья для бейцев является компонентами обычных ЛКМ для древесины.

Красители

Красителями называются растворимые химические вещества, способные

окрашивать другие материалы. Для промышленного протравливания древеси-

ны применяют, в основном, синтетические органические красители. Используе-

мые для протравы красящие вещества изначально использовались в текстиль-

ной промышленности. Красители классифицируются по способу их применения

(текстильная промышленность) или по химической структуре красителей.

I^fCI

Пигменты } Пленкообра-

Аддитивы

Рис. 3.1.5. Основные компоненты для получения бейцев (разбавляемых растворителями

и водорастворимых) для древесины

Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов 59

В рецептурах бейцев применяют следующие группы красителей.

Кислотные красители (анионные)

Кислотные красители, еще называемые анионными красителями, содержат

карбоксильные, гидроксильные и, что важнее всего, сульфоновые группы и реа-

гируют вследствие этого как кислоты Брёнстеда

. Кислотные красители исполь-

зуются чаще всего в виде своих натриевых солей. К группе кислотных красите-

лей относятся азосоединения, производные антрахинона и трифенилметана.

Металлокомплексные красители

Они частично относятся к кислотным красителям и содержат в качестве цен-

трального атомы хрома или меди. Существуют металлокомплексные красите-

ли с различным количеством кислотных групп (например -SO

H). Они раство-

римы в спиртах, гликолях, гликолевых эфирах, эфирах и кетонах. Как правило,

они не обладают достаточной светостойкостью и поэтому ограниченно приме-

няются в мебельной промышленности.

Субстантивные (прямые) красители

Важнейшими красителями этой категории являются азосоединения и антра-

хинонные красители.

Активные красители

С химической точки зрения активные красители состоят из двух частей:

хромофорной части, например азосоединение, и соединенной с ней актив-

ной группой (в бифункциональных активных красителях нескольких активных

групп), например винильной сульфогруппой (ремазоловые красители) или

триазиновой. Эта активная часть химически соединяется с ОН-группами цел-

люлозы. Они находят свое применение в так называемых позитивных бейцах

(бейцах для хвойной древесины).

Пигменты

Пигментами называются неорганические или органические, цветные или

бесцветные красящие вещества, которые, в отличие от красителей, практи-

чески нерастворимы в используемой среде. В зависимости от назначения и

ожидаемого результата используются органические и/или неорганические

пигменты. Для древесины применяются только пропиточные пигментные со-

ставы. В отличие от красителей, пигменты в основном имеют лучшую свето-

стойкость и химическую устойчивость. При использовании классических пиг-

ментов обращает на себя внимание то, что, по сравнению с красителями, они

обладают меньшей прозрачностью, и текстура древесины сильнее скрывает-

ся, т. е. маскируется. Поэтому уже многие годы разрабатываются специаль-

ные пигментные пропитывающие составы, которые при высокой прозрачно-

сти одновременно обладают высокой светостойкостью.

Растворители

Состав применяемых растворителей в первую очередь определяется тех-

нологией нанесения покрытий и составом используемых пленкообразующих,

красителей или пигментов. В качестве растворителей применяют эфиры, ке-

тоны, гликоли, гликолевые эфиры, спирты, а также воду.

Пленкообразова тели

В рецептуре бейцев могут быть использованы все известные для лакокрасоч-

ных систем в деревообработке пленкообразующие, например, алкидные и акри-

Кислоты могут отдавать протоны и являются, таким образом, донорами протонов.

60 Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов

латные смолы, нитрат целлюлозы, ацетобутират целлюлозы, УФ-отверждаемые

и водные дисперсии.

Пленкообразователи выполняют в рецептуре бейцев целый ряд функций:

. стабилизация пигментных составов для уменьшения седиментации

и предотвращения образования донного осадка в бочках;

. влияние на свойства, необходимые при переработке и нанесении, напри-

мер, при загрузке вальцевальных машин или помоле пигментов;

• формирование декоративных эффектов, например, рустики;

• улучшение потребительских свойств, например, повышенная прочность

поверхности, адгезионная прочность в системе с лаковыми покрытиями.

Добавки

Используемые добавки подбирают по тем же критериям, что и лакокрасоч-

ные системы для древесины. При этом речь идет о пеногасителях, смачиваю-

щих агентах и диспергаторах.

3.1.1.3. Классификация бейцев

В настоящее время не существует единой системы классификации бейцев.

Существует большое число обиходных названий различных материалов для

протравливания древесины. Главным образом, это товарные названия про-

дуктов различных производителей. Для промышленных целей наиболее часто

используют одновременно несколько свойств и условий применения бейцев.

Первой такой градацией является разделение бейцев по типу используемых

растворителей - органических или водных. Для специального применения су-

ществуют комбинированные водорастворимые системы, которые могут со-

держать до 60% смешивающихся с водой органических растворителей.

Другой классификацией является способ нанесения покрытий на обраба-

тываемую древесину, например, распыление, погружение или вальцевание.

Определенные бейцы могут быть, наконец, классифицированы по тем декора-

тивным эффектам, которые возникают на обрабатываемой поверхности. В ка-

честве иллюстрации можно привести следующие виды:

• растворимый в органических растворителях бейц с эффектом рустики

для нанесения вальцами;

• однокомпонентный позитивный бейц, водорастворимый

, для распыления.

3.1.1.4. Основные требования к рецептурам бейцев

При рассмотрении рецептур бейцев следует учитывать различные факторы,

в том числе технологические параметры и желаемые результаты обработки.

При разработке специальных рецептур бейцев должны учитываться:

• желаемый вид получаемых поверхностных эффектов;

• цветовое решение;

• тип древесины и подготовка поверхности (например, шлифовка);

• способ нанесения покрытия (например вальцевание с выравниванием

кистью или без) и технологические параметры (например условия сушки,

температура);

• используемые материалы и технология для основного и покрывного слоя

покрытия (например УФ-отверждаемые, ненасыщенные полиэфирные

или водорастворимые лакокрасочные системы).

Водорастворимые бейцы часто обозначают как гидро- или аквабейцы.

Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов 61

Виды поверхностных эффектов

Важнейшими поверхностными эффектами являются позитивный эффект для

хвойной древесины и эффект рустики для крупнопористой древесины.

Позитивный эффект для хвойной древесины

Под позитивным эффектом понимается такой результат обработки поверх-

ности, когда участки ранней древесины остаются светлыми, а участки поздней

(летней) древесины становятся темными. Это достигается комбинированным

использованием специальных кремниевых кислот и/или вощением с активны-

ми красителями.

Эффект рустики

Под эффектом рустики понимают интенсивное окрашивание пор древесины

по сравнению с поверхностью. Этот эффект весьма ценен для крупнопористой

древесины, такой как дуб и ясень, и также может влиять на разработку рецеп-

туры. Для тонкопористой древесины (клен, береза, бук) подобный эффект, как

правило, нежелателен.

Цветовое решение (колорит)

При создании рецептур для окраски древесины светлыми тонами, главной

задачей, стоящей перед пигментными составами, является обеспечение воз-

можно более высокой светостойкости, а также корректировка различия (раз-

нооттеночности) в окраске древесины. Напротив, для темных цветов разра-

ботаны рецептуры, содержащие органические красители и пигменты, с целью

достижения интенсивного тонирования и повышенной яркости окраски.

Вероятно, самым важным свойством оптимальных бейцев является устойчи-

вость к УФ излучению, так называемая светостойкость. Подбор красителя и пиг-

мента, входящих в состав бейцев, должен быть очень точным. Одновременно,

в зависимости от состава и цветового тона, бейцы должны предотвратить или

уменьшить предварительное изменение цвета необработанной древесины.

Тип древесины и предварительная обработка поверхности

Подбор составных частей рецептуры должен быть проведен с учетом типа

обрабатываемой древесины и составляющих ее веществ (см. главу 2.4). Ин-

гредиенты древесины могут быть причиной изменения цвета или влиять на

смачиваемость поверхности бейцами. Сильное влияние на равномерность

распределения и интенсивность окрашивания бейцами поверхности древеси-

ны, а, следовательно, и на рецептуру бейцев, оказывает технологический про-

цесс шлифования древесины.

Способ нанесения покрытий и технологические параметры

Процесс нанесения покрытия и условия сушки определяются в значительной

степени выбором пленкообразующего, растворителя и добавок. В процессе

вальцевания, например, от твердости по Шору резиновых вальцев зависит ко-

личество наносимого состава и цветовой эффект. По этой причине необхо-

димо, чтобы производитель ЛКМ при составлении рецептур бейцев получил

точную информацию о применяемых вальцах. Корректируя вязкость состава,

можно регулировать количество наносимого вещества.

Используемая технология нанесения покрытий

За исключением восковых составов, все бейцы после нанесения и сушки по-

крываются, т.е. защищаются прозрачным лаком. Лакокрасочные системы, ис-

пользуемые для покрытия древесины (см. гл. 3), влияют на восприятие тона

краски и поверхностные эффекты. Следует знать, что существуют лаки, ко-

62 Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов

торые «поджигают» или «подсвечивают» подложку. Водорастворимые лаки

склонны скорее к эффекту «подсветки», а растворимые в органических рас-

творителя «поджигают» основу. Это необходимо учитывать при разработке ре-

цептуры бейцев. Отбор бейцев всегда должен производиться одновременно с

лаком, используемым потребителем.

Кроме того, следует обратить внимание на то, что применение бейцев под

покрытия на основе ненасыщенных полиэфиров, содержащих стирол и гидро-

перекиси, а также УФ-отверждаемых лакокрасочных систем, требует специ-

альных составов бейцев, обеспечивающих стабильность окраски и адгезию.

3.1.1.5. Промышленное применение бейцев для древесины

Водорастворимые бейцыдля окрашивания погружением

Процесс погружения используется в мебельной промышленности, главным

образом, для частей стульев, ножек столов и иногда для стульев целиком.

В этом случае используемой древесиной является в основном бук, но могут

быть также дуб и ясень. Как правило, речь идет о водорастворимых бейцах.

В прошлом это были главным образом чистые красящие протравы без добав-

ления связующего. Современные бейцы для погружения по-прежнему созда-

ются на водной основе, но чаще одновременно окрашиваются смесью пиг-

ментов с незначительной долей красителей. Они представляют собой водные

дисперсии, которые хорошо впитываются, создавая на поверхности слой

пленкообразующего вещества. Таким образом, регулируется степень интен-

сивности эффекта рустики, исключаются натеки, выравнивается впитывае-

мость различных типов древесины, а также упрощается предварительная об-

работка окрашиваемой поверхности, например, шлифовки. На декоративный

эффект также оказывают влияние различные добавки в рецептуре бейцев, на-

пример, смачивающие средства и небольшие количества органических рас-

творителей. После сушки бейца может быть произведена последующая грун-

товка водным составом без образования натеков путем погружения в ванну.

А благодаря пленкообразующей части бейца может быть снижено количество

наносимого покрывного лака.

Промышленное протравливание древесины методом погружения может

быть выполнено как вручную, так и автоматически. Продолжительность пре-

бывания в емкости для погружения составляет от 30 до 60 секунд, в зависимо-

сти от тона краски и необходимого эффекта. Последующую сушку проводят от

нескольких часов при комнатной температуре (23°С/50% отн. влажн. воздуха)

до 15-60 минут в ускоренном варианте сушки при 30-50°С в так называемой

сушилке с циркуляцией воздуха.

Бейцы, содержащие органические растворители, для распыления

Нанесение (распыление) бейцев, содержащих растворители, в промышлен-

ности часто проводится как вручную, так и с помощью плоскостных или рееч-

ных автоматов.

Протравливание мелкопористой древесины (например, клена, бука, березы)

проводят бейцами, которые наносятся всухую или туманообразно. Это дости-

гается введением в рецептуру очень быстро испаряющихся растворителей,

чтобы добиться равномерного покрытия мелкопористой древесины без про-

явления пор (рустики).

Посредством небольших добавок пленкообразователя и медленно испаряю-

щихся растворителей, при нанесении с помощью автоматов удается добиться

Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов 63

равномерности и избежать просветов на поверхности. Рецептуры бейцев для

крупнопористой древесины содержат значительную часть малолетучих орга-

нических растворителей, чтобы обеспечить надежное смачивание пор. Про-

травливание крупнопористой древесины (например, дуб, ясень) производит-

ся с большим количеством наносимого сырого материала (с избытком), чем

для мелкопористой. В большинстве случаев после нанесения покрытия из-

лишки бейцев удаляются.

Распыление водорастворимых бейцев

Классическими бейцами для распыления в производстве стульев являют-

ся окрашивающие бейцы без пленкообразующих добавок. В качестве древе-

сины, как правило, используются бук или буковая клееная древесина. Бейцы,

созданные по этой рецептуре (без пленкообразующего), могут наноситься

с избытком (сырого наносимого вещества) и в случае необходимости легко

удаляются. После сушки (2 ч при температуре 23°С/50% относительной влаж-

ности воздуха или 10-15 минут при ускоренной сушке при температуре от

30 до 50°С), обработанные таким образом стулья могут быть загрунтованы или

окрашены покрывным лаком с использованием как водорастворимых систем

покрытий, так и ЛКМ на основе органических растворителей.

Современные водорастворимые протравливатели отвечают всем требова-

ниям промышленной обработки древесины, например, в части создания цве-

товых оттенков или учета технологических параметров.

Кроме того, помимо классических красителей также используются пигмент-

ные составы, пленкообразователи, органические растворители и аддитивы.

При обработке бейцами мягкой древесины (ель, сосна) с позитивным эффек-

том, количество наносимого сырого вещества составляет 60-80 г/м

и пара-

метры сушки должны обеспечивать проявление эффекта. При интенсивной

сушке (30-50°С) не следует сильно вентилировать канал осушки, так как в ре-

зультате завихрений на поверхности влажных бейцев может возникать волно-

образная картина покрытия.

Бейцы для вальцевания

В промышленном производстве плоские поверхности покрывают с помо-

щью вальцовых агрегатов. Первая вальцовая машина для нанесения бейцев

была выпущена приблизительно в 1968 г. Брюклем в Фройденштате [2]. При

этом бейцы наносятся вальцами из пористой резины и выравниваются так на-

зываемыми «выравнивающими щетками» в направлении волокон.

На практике применяются различные типы резиновых вальцов, отличающие-

ся по степени пористости. Главным образом используются вальцы с пористо-

стью 1,2иЗ. С увеличением номера возрастает емкость резины и увеличивает-

ся количество наносимого на обрабатываемое изделие вещества. На практике

сочетание пористых и гладких вальцов используется особенно часто для созда-

ния темного эффекта пропитки. Как правило, наносят приблизительно от 10 до

40 г/м

сырого вещества.

Для комбинированных бейцев (на смешанной водной и органической осно-

ве), которые наносятся с помощью пористых вальцов на буковую или ясене-

вую древесину, доля органических растворителей может составлять до 60%,

для того чтобы обеспечить хорошую смачиваемость пор. Водная составляю-

щая придает обрабатываемой поверхности легкую шероховатость, что приво-

дит в первую очередь к возникновению темного оттенка и к повышению адге-

зионной прочности.

64 Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов

Р4

1 2

В р^

1 2 5

1. Одинарная вальцевая машина

для нанесения бейцев

2. Транспортер и зона испарения

3. Форсуночная сушка с температу-

рой 6О-8О°С

4. Выравнивающее устройство

с двумя щетками

5. Одинарная вальцевая машина

с гладкими твердыми вальцами

для нанесения бейцев

6. Одинарная вальцевая машина

с твердыми вальцами для нанесе-

ния УФ-отверждаемой грунтовки

7. УФ-канал с двумя ртутными лам-

пами высокого давления мощно-

стью 80 Вт/см

8. Шлифовальная машина

9. Установка для очистки от пыли

itj s&

ж:

6 2 7

Рис. 3.1.6. Схематическое представление основных процессов вальцового нанесения бейцев

Нанесение бейцев с помощью гладких твердых резиновых валыдев (твер-

дость по Шору от 40 до 60) особенно хорошо использовать для окраски тонко-

пористой древесины.

На рис. 3.1.6представлены основные методы нанесения бейцев с использо-

ванием вальцев.

В зависимости от цветового тона количества наносимого вещества и пара-

метров сушки бейцы сушат от 20 до 60 секунд при 60-70°С в замкнутой си-

стеме циркуляции воздуха. Для сушки применяются обычно так называемые

воздушно-паровые форсуночные сушилки со скоростью воздушного потока

от 15 до 20 м/с. Для достижения особенно прозрачных цветовых оттенков на-

носят специальные бейцы с последующим шлифованием УФ-отверждаемой

грунтовки (см. рисЗ. 1.6, вариант Е).

Список литературы

1. Sappel, M.: Holzbeizen - Ein Vergleichvon historischen und modernen Beizen, Vortraege

am Mittwoch, Informationsblatt30, Freilichtmuseum Hessenpark, 04.05.2005.

2. Michaelsen, H., Buchholz, R.: Vom Faerbendes Holzes- Holzbeizen von derAntike bis in

die Gegenwart, Michael Imhof Verlag GmbH & Co. KG, Petersberg, 2006.

Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов 65

3.1.2. Нитроцеллюлозные лакокрасочные материалы

Нитроцеллюлозные покрытия по-прежнему играют важную роль для окраски

древесины и древесных материалов. Еще в 2002 г. их производство составля-

ло 553 тыс. т, т. е. почти 30% от мирового производства лакокрасочных покры-

тий промышленного применения для древесины —1,8 млн. т. (см. рис. 3.1.7,

П, 2]).

В мировом масштабе рынок НЦ покрытий растет на 2-3% в год. При этом

темпы развития их применения для окраски древесины сильно отличаются в

зависимости от региона. В настоящее время наблюдается активное развитие

мебельной промышленности и применение НЦ ЛКМ в восточно-европейских и

азиатских странах. В одном только Китае производство НЦ материалов растет

на 5% в год. В Западной Европе наблюдается обратная тенденция. Часть рын-

ка НЦ материалов, которая в 2000 г. составляла 17%, к 2003 г. уменьшилась

на 4%. Причиной этого является европейское законодательство. Это сниже-

ние потребления НЦ материалов также форсируется за счет введения в дей-

ствие директивы 1999/13 (см. гл. 9.1)о применении экологически полноцен-

ных лакокрасочных систем с более низким содержанием органических рас-

творителей, чем в классических нитроцеллюлозных рецептурах. Новые разра-

ботки в области водорастворимых и УФ-отверждаемых ЛКМ и их применения

для окраски древесины также приводят к снижению доли НЦ материалов на

европейском рынке.

3.1.2.1. История развития НЦ материалов

Начало использования нитрата целлюлозы в качестве пленкообразующе-

го для лакокрасочных систем тесно связано с экспериментами по получению

взрывчатых веществ из целлюлозы и азотной кислоты в середине XIX в. [3].

Первое упоминание о техническом использовании нитрата целлюлозы в Л КМ

относится к 1880 г., когда в нитроцеллюлозной рецептуре в качестве пласти-

фикатора было использовано касторовое масло.

Следующий этап развития - в конце Первой мировой войны, а с 1918 г. нача-

лось поистине триумфальное шествие нитроцеллюлозных ЛКМ. В связи с воз-

можностью пользоваться большим количеством не очень нужного пироксили-

на была усилена утилизация военных отходов.

Следующим толчком в развитии стало получение низковязкого коллоксили-

на

, который гораздо лучше подходил для рецептур покрытий, чем применяв-

шийся до тех пор в качестве пленкообразователя нитрат целлюлозы.

Развитие производства нитроцеллюлозных ЛКМ было тесно связано и с по-

явившейся возможностью использования новых растворителей, производи-

мых химической промышленностью. Таким образом, нитроцеллюлозные ма-

териалы в двадцатых годах прошлого века в США смогли стать первыми се-

рийными покрытиями для автомобильной промышленности, придя на смену

использовавшимся до тех пор масляным краскам. Благодаря быстрому высы-

ханию эти системы справились с первым условием, необходимым для серий-

ного производства автомобилей на конвейере. НЦ покрытие высыхало в те-

чение нескольких часов, в то время как для масляных систем требовалось не-

сколько дней. Первым предприятием, применившим НЦ материалы в автомо-

бильной промышленности, стала Женераль Моторс Корпорейшен.

Нитрат целлюлозы в процессе получения образует пушистое, хлопьевидное вещество.

66 Глава 3. Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов

Полиуретановые ЛКМ на основе

органических растворит!:л>'й ____ . -

763 000 ^-—Г. . ••••

Ненасыщенные акрилать

68000

l£J2

НННРЯ

Кислотоотверждаемые ЛКМ

155 000

_ щеллюлозные ЛКМ

" —- 553 000

ШШВШ^^^^Р ЛКМ на водной основе

РШ^^^^ 136 000

Ненасыщенные полиэфиры

125 000

Рис. 3.1.7. Всеобщее производство НЦ покрытий в 2002 г. Рыночный сегмент:

промышленные ЛКМ для древесины, включая твердую древесину и покрытия для пола

Исследованиями технологического процесса того времени было установле-

но, что использование НЦ ЛКМ снижает время окраски кузова с 366 до 15 ч и

число ручных приемов с 2400 до 600.

НЦ ЛКМ было просто получать и непосредственно после получения исполь-

зовать. Поэтому возникли условия для бурного развития нитроцеллюлозных

ЛКМ. В 1950 г. в США было произведено мебели с НЦ покрытием на 500 мил-

лионов долларов.

За счет модифицирования алкидными смолами, смолами из природных жир-

ных масел и полиэфирными смолами появилась возможность улучшить свой-

ства НЦ ЛКМ и расширить сферу их применения.

Множество вариантов модифицирования с разнообразными типами смол се-

годня позволяет находить для НЦ покрытий все новые области применения.

3.1.2.2. Составные части НЦ материалов

Основной частью рецептуры НЦ материала является нитрат целлюлозы —

основной пленкообразователь, который, как упоминалось выше, может ком-

бинироваться с другими смолами.

На рис. 3.1.8 показаны основные компоненты нитроцеллюлозных рецептур.

Нитрат целлюлозы

Основным сырьем для нитроцеллюлозы является полисахарид целлюлоза

основное вещество в составе древесины (см. ч. 2.4) и большинства всех растений.

Целлюлоза это полимер (1,4)-(3-глюкан[поли(1,4)-[3-0-глюкопиранозил-0-

глюко-пираноза]

[8], который состоит из примерно 3000 мономерных звеньев

и имеет молекулярную массу около 500 тыс.

В молекуле целлюлозы (см. рис.3.1.9) мономерные звенья (молекулы глюко-

зы) соединены друг с другом в основном линейно. Отдельные ветви молекулы

целлюлозы вытянуты параллельно друг другу и связаны между собой большим

количеством мостиковых водородных связей. Благодаря большому количеству

водородных связей целлюлоза имеет очень жесткую структуру. Натуральная не-

обработанная целлюлоза нерастворима и не является пленкообразователем.

Для получения нитроцеллюлозы сегодня чаще всего используется целлюло-

за, полученная из хвойной древесины. Нитрование проводят с помощью ни-

Сахарид — сахар; полисахарид — полимер моносахарида.

Это означает, что молекулы глюкозы связаны между собой кислородными мостиками в пози-

циях 1 и 4 в полимер.

Глава 3, Лакокрасочные системы покрытий для окраски древесины и древесных материалов 67

Нитроцеллюлоза

НЦ материал

Рис. 3.1.8. Основные составные части нитроцеллюлозных рецептур

он он

О /г—I

а^х;

( V-О О

он аьон он сшои он сн?он

Рис. 3.1.9. Строение молекулы целлюлозы

трующей смеси, состоящей из смеси серной и азотной кислот в различном

соотношении. При этом происходит реакция этерификации азотной кисло-

той свободных гидроксильных групп целлюлозы. Образующиеся в результате

эфиры азотной кислоты называют нитратами. Поэтому название «нитроцел-

люлоза» ошибочно

Степень этерификации зависит от доли воды в нитрующей смеси. Чем выше

содержание воды, тем ниже степень этерификации. В процессе нитрования

происходит катализируемое кислотами расщепление полимерных молекул и

снижение вязкости. При последующей обработке, т.е. при кипячении с водой

при повышенном давлении, можно добиться дальнейшего снижения вязкости.

Таким образом получают нитрат целлюлозы, характеризующийся следующи-

ми параметрами:

. содержание азота (степень этерификации);

• растворимость;

• вязкость.

Теоретически все свободные гидроксильные группы целлюлозы могут быть

этерифицированы. Такая степень этерификации соответствует содержанию

азота 14,14%, но практически получается только 13,6%. Нитрат целлюлозы с

содержанием азота больше 12,6% используют как взрывчатое вещество. Для

лаков и полиграфических красок применяют нитраты целлюлозы с содержа-

нием азота от 10,7 до 12,2%. Степень этерификации оказывает большое влия-

ние и на растворимость нитроцеллюлозы. С уменьшением степени этерифика-

Нитроорганические соединения содержат связь азот — углерод , как, например, в нитромета-

не HX-NO..