Erilaisten selluloosamateriaalien nitraus ja karakterisointi

Abstract

Selluloosan nitrauksen avulla on valmistettu ruutia jo satoja vuosia. Perinteisen puuvillaselluloosan nitrauksen lisäksi voidaan käyttää vaihtoehtoisia selluloosalähteitä kuten puuselluloosaa sen hyvän saatavuuden vuoksi tai nanoselluloosaa sen puhtauden ja tarkan rakenteen takia. Selluloosalähteiden nitrautuvuuteen vaikuttavat tärkeimmät ominaisuudet ovat selluloosan puhtaus, saatavuus sekä polymeeriketjun pituus. Nitrautuminen on tasapainoreaktio, joka tapahtuu matalissa lämpötiloissa. Nitrausprosesseja operoidaan joko jatkuvana syklinä tai erissä. Sekä lähtöaineena toimiva selluloosa että reaktion lopputuotteena oleva nitroselluloosa ovat heterogeenisiä polymeerejä, mikä aiheuttaa sen että prosessin täydellinen kontrollointi on mahdotonta. Lisäksi nitroselluloosan karakterisointi on haastavaa. Tämän vuoksi käytössä on useita eri menetelmiä joita pyritään tarkentamaan koko ajan. Tärkeimpiä nitroselluloosasta määritettäviä ominaisuuksia ovat sen typpipitoisuus, mistä riippuu nitroselluloosan räjähdeherkkyys ja typpipitoisuutta tukeva liukoisuus.