DE179634C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 179634 KLASSE 78 c. GRUPPE

Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von rauchlosem Pulver.
Die Erfahrung hat gelehrt, daß der Wert der Verwendung nitrierter Zellulose zur Herstellung sicherer und wirksamer Sprengmittel i. von dem Grad der Nitrierung der Zellulose von beliebiger Herkunft, 2. von der Löslichkeit des Produktes in bestimmten Lösungsmitteln, 3. von dem Charakter und den Eigenschaften der dargestellten Kolloide abhängt. Weiterhin ist die Form¹, in welcher das Pulver zur Verwendung kommt, von großer Bedeutung, sowie die Eigenschaften des Kolloids, welche die Bildung von den gewünschten Formen und Größen gestatten. Endlich müssen auch die Dichtigkeit und andere Eigenschaften der getrockneten Masse berücksichtigt werden.

Die vorliegende Erfindung besteht nun in einem Verfahren zur Herstellung eines Kolloids von den oben geschilderten Eigenschaften mit j edem beliebigen Prozentgehalt an Stickstoff.

Bekanntlich wird bei dem Nitrieren von Zellulose die theoretische Bedingung der Nitrierung, d." h. der Ersatz alles, möglicherweise in der Zelluloseverbindung enthaltenen Wasserstoffes durch iVO₂-Gruppen selten oder gar nicht erfüllt. Wenn ein solcher vollständiger Ersatz in reiner Zellulose erzielt werden könnte, so würde der Prozentgehalt von Stickstoff in der Verbindung 14,14 betragen. Tatsächlich hat bei der Darstellung von rauchlosem Pulver die zur Verwendung gelangende nitrierte Zellulose gewöhnlich einen Stickstoffgehalt, welcher zwischen 12 und 13 Prozent schwankt.

Es ist wohl bekannt, daß, wenn der Gehalt an Stickstoff über 13 Prozent steigt, die sogenannte Schießbaumwolle gebildet wird, welche in einem Äther-Alkoholgemisch unlöslich ist. Fällt der Stickstoffgehalt unter 12 Prozent, so entstehen Kollodiumwollen, welche tatsächlich löslich sind, aber einen viel zu geringen Gehalt an Stickstoff haben, um praktisch verwendbar zu sein.

Hiervon ausgehend, war das Bestreben darauf gerichtet, durch Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel eine Verbindung von nitrierter Zellulose darzustellen, welche einen zwischen 12 und 13 Prozent liegenden Gehalt an Stickstoff hat, unter Wahrung der Viskosität, Dichtigkeit und Härte, welche nötig sind, um ein geeignetes und wirksames Sprengpulver zu bilden.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, durch welche andere Erfinder diesen Zweck zu erreichen suchten; so hat man z. B. erstens versucht, eine Anfangsnitrierung von irgend einem gegebenen Grad, z. B. von 12,45 Prozent Stickstoff, zu erzielen. Ferner versuchte man, nitrierte Zellulose von verschiedenprozentigem Stickstoffgehalt in solchen Mengenverhältnissen miteinander zu mischen, um einen gegebenen Stickstoffgehalt, z. B. 12,75 Prozent, zu erhalten. Drittens hat man

vorgeschlagen, aus nitrierten Produkten von einem geringen Stickstoffgehalt gewisse Prozente der niedrigen Formen des vorhandenen Kollodiums herauszulösen, um in der zurückbleibenden Masse den Gehalt an Stickstoff bis zu einem gewissen Prozentsatz, z. B. 12,50 Prozent, zu erhöhen. Die hier angegebenen Mengenverhältnisse dienen jedoch nur dazu, um die Verhältnisse zu zeigen, unter welchen jene gewünschten Gehalte an Stickstoff erzielt werden. Es ist klar, daß in jedem gegebenen Falle der Gehalt an Stickstoff von dem Zweck, welchem das Pulver dienen soll, abhängen muß. So kommt es oft vor, daß für einen Zweck ein Pulver von geringem Stickstoffgehalt erwünscht ist, während für einen anderen Zweck ein Pulver von höherem Stickstoffgehalt vorgezogen wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf die Herstellung eines Pulvers von jedem beliebigen Stickstoffgehalt, für die oben angegebenen Zwecke. Hierbei wird von der wohlbekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß nitrierte Zellulose von verschiedenem Gehalt an Stickstoff in verschiedenen Lösungsmitteln löslich sind; so ist z. B. wohl bekannt, daß Schießbaumwolle (nitrierte Zellulose), welche einen so hohen Stickstoffgehalt hat, daß sie unlöslich in Äther-Alkohol ist, sehr wohl löslich in Azeton, Essigäther, Benzol, Nitrobenzol und anderen Körpern ist. Das Kolloid jedoch, welches durch Auflösung in diesen Lösungsmitteln gewonnen wird, ist zu hart und brüchig, um ein Pulver von der besten Sorte zu ergeben. Andererseits sind diejenigen Formen von Nitrozellulose, welche als Kollodium bekannt sind, mehr oder weniger vollständig löslich in Mischungen von zwei Teilen Äther und einem Teil Alkohol oder anderen variierenden Mengen dieser beiden Lösungsmittel. Dies verschiedene Verhalten verschiedenen Lösungsmitteln gegenüber wird nach der vorliegenden Erfindung benutzt, um ein Pulver von irgend einem gewünschten Stickstoffgehalt und gleichzeitig von einer physikalischen Struktur zu erhalten, welche für die angegebenen Zwecke die beste erscheint. Es ist klar, daß, je mehr Stickstoff in ein Molekül dieser Art eingeführt ist, auch desto mehr Sauerstoff zugeführt wird, da für jedes Atom eingeführten Stickstoffes zwei Atome Sauerstoff inkorporiert werden. Verbrennt man ein gewöhnliches rauchloses Pulver, welches nur ungefähr 12,5 Prozent Stickstoff enthält, so ist keine genügende Menge Sauerstoff vorhanden, um den Wasserstoff und die "Kohle vollständig zu oxydieren, und aus diesem Grunde werden beträchtliche Mengen von Kohlenmonoxyd und freiem Wasserstoff erzeugt. Es ist klar, daß, wenn irgend eine zusätzliche Menge Sauerstoff in das Molekül eingeführt werden kann, ein wirksameres Pulver erhalten wird, vorausgesetzt, daß die physikalischen Eigenschaften des Pulvers nicht darunter leiden. Zu diesem Zweck wird nach der vorliegenden Erfindung eine hochnitrierte Schießbaumwolle, welche ungefähr 13 Prozent Stickstoff enthält — tatsächlich ein so hoher Grad der Nitrierung als nur möglich ist, und welcher der theoretischen Grenze von 14,14 Prozent am nächsten kommt — in Azeton aufgelöst. Wie bemerkt, würde ein hierdurch erzeugtes Kolloid allein für den praktischen Gebrauch zu spröde sein, und um daher den nötigen Grad von Plastizität und Dichtigkeit in dem Kolloid zu erhalten, wird eine Schießbaumwolle von einem geringeren Nitrierungsgrad, z. B. von unter 13 Prozent in einer Mischung von Äther und Alkohol aufgelöst.

Es werden also zwei Partieen nitrierter Zellulose aufgelöst, von.welchen die eine einen sehr hohen Prozentgehalt Stickstoff, die andere einen ziemlich niedrigen hat. Diese beiden werden in irgend einem beliebigen Verhältnis miteinander gemischt, und man kann so einesteils ein Pulver mit einem sehr hohen Stickstoffgehalt, andernteils ein solches mit einem geringeren Stickstoffgehalt erzeugen. Dies wird durch das folgede Beispiel erläutert:

Zuerst wird ein gegebener Gewichtsteil einer nitrierten Zellulose von 13,75 Prozent Stickstoff in Azeton gelöst, andererseits wird eine nitrierte Zellulose von 12,75 Prozent Stickstoff in Äther-Alkohol gelöst. Wenn man nun wünscht, ein rauchloses Pulver mit einem Stickstoffgehalt von 13,25 Prozent herzustellen, so werden gleiche Mengen dieser beiden . viskosen Massen miteinander gemischt. Auf diese Weise erhält man ein Produkt, welches gleichzeitig einen hohen Stickstoffgehalt hat und . außerdem, die guten Eigenschaften des in Äther - Alkohol gelösten Kollodiums besitzt. Es ist klar, daß die Mengenverhältnisse dieser beiden Komponenten nach Belieben abgeändert werden können, so daß man ein Pulver erhalten kann, welches fast den höchst erreichbaren Prozentsatz an Stickstoff enthält und auf der anderen Seite ein Pulver erhalten kann, welches einerseits den in der Azetonlösung gefundenen Höchstgehalt an Stickstoff und andererseits beinahe den in der Äther-Alkohollösung gefundenen geringsten Gehalt an Stickstoff enthält. Auf diese Weise kann auf dem denkbar einfachsten und- wirksamsten Wege ein Pulver von jeder für einen bestimmten Zweck gewünschten Qualität erhalten werden.

• Das in der beschriebenen Weise dargestellte rauchlose Pulver unterscheidet sich durch die 120 angegebenen Eigenschaften von anderen rauchlosen Pulvern; namentlich auch ist es nicht lös-

lieh in irgend einem einzelnen Lösungsmittel, sei es in der kolloidierten oder nicht kolloidierten Form, noch in einer Mischung von

. Äther und Alkohol in irgendwelchen Verhältnissen. Um ein Pulver dieser Art auflösen zu können, ist es nötig, die kleinen Partikel nacheinander mit verschiedenen Lösungsmitteln zu behandeln, indem man die unlöslichen Teile mit Hilfe der Zentrifuge ausscheidet und sie der Behandlung mit einem anderen Lösungsmittel unterwirft; z. B. ist ein Pulver der gedachten Art, teilweise in Äther und teilweise in Alkohol löslich und mehr löslich in einer Mischung von Äther und Alkohol; doch in allen diesen Fällen bleibt ein beträchtlicher Teil ungelöst, und um diese ungelösten Rück-, stände zu lösen, ist es nötig, sie mit der Zentrifuge oder sonstwie abzuscheiden und dann mit einem anderen Lösungsmittel, z. B.

Azeton, zu lösen. Nur auf diese Weise ist es möglich, das Pulver vollständig in Lösung zu bringen.

Obwohl in der vorliegenden Beschreibung eine Mischung von Äther und Alkohol als Lösungsmittel angegeben ist, beschränkt sich die Erfindung nicht auf diese Lösungsmittel allein, vielmehr können auch, andere Mittel verwendet werden, welche die Zellulose in ihren verschiedenen Nitrierungsgraden lösen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Darstellung eines rauchlosen Pulvers von bestimmtem Stickstoffgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß man verschieden hoch nitrierte Zellulose von verschiedener Löslichkeit einzeln in dem jeweils für sie passenden Lösungsmittel löst, die Lösungen miteinander mischt und dann in Pulverform überführt.