Verfahren zur Herstellung von Nitrokörpern aus Holz und verholzten
pflanzlichen Materialien Hölzer und verholzte pflanzliche Materialien bestehen.
im wesentlichen aus Cellulose, den sogenannten Hemicellulosen und Lignin. Der chemischen
Technik ist die gleichzeitige wirtschaftliche Verwertung aller Holzbestandteile
bisher nicht gelungen. Insbesondere die Verwertung der Ligninr stoffe, die bis zu
30% der Hölzer ausmachen, liegt völlig im argen, und bei den meisten Aufschlußverfahren
des Holzes kommt es auf ein Verfeuern oder Ablassen der entstandenen Ligninderivate
in die Flußläufe hinaus.Method of making nitro bodies from wood and lignified
Vegetable materials Woods and lignified vegetable materials are made up.
essentially of cellulose, the so-called hemicelluloses and lignin. The chemical
Technology is the simultaneous economic utilization of all wood components
so far not successful. In particular, the utilization of lignin substances, which are up to
Making up 30% of the wood is completely in a mess, and with most digestion processes
of the wood, the resulting lignin derivatives are burned or drained
out into the rivers.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Nutzbarmachung der Ligninstoffe
durch ihre Mitverwendung bei der Herstellung von nitrierten Körpern aus Hölzern
und verholzten pflanzlichen Materialien, und zwar unter Verwendung eines gewöhnlichen
Nitriergemisches (Salpetersäure und Schwefelsäure). Als einziger Holzbestandteil
zur Herstellung von technisch brauchbaren Nitroverbindungen ist bisher die Cellulose
verwandt worden, und zwar in Form des Zellstoffs. Man isoliert stets erst die Cellulose
in annähernd reiner Form aus dem Holz mittels der bekannten Aufschlußverfahren und
verestert die Cellulose in verschieden hohem Maße mit Salpetersäure zu Nitrocellulose,
.die zu Schieß- und Sprengstoffen, Lacken, zur Kunstfäden- und Filmherstellung und
sonstigen Zwecken dient.
Erfindungsgemäß wird nun nicht von der
aus der verholzten Zellwand isolierten Cellulose, sondern von der verholzten Zellmembran
selbst ausgegangen. Die Versuche ergaben, :daß man, wenn man Holz oder verholztes
Pflanzenmaterial in feingemahlenem Zustand der Einwirkung von Nitriersäure, -,d.
h. einem üblichen Gemisch von Salpetersäure, Schwefelsäure und Wasser, unterwirft,
einen Nitrokörper erhält, der je nach den Nitrierbedingungen ii bis 12,8% Stickstoff
enthält. Die Ausbeute beträgt bei Anwendung von Fichtenholzmehl z. B. iio bis i2oo/o
Nitrokörper, bezogen auf ioo Teile Ausgangsmaterial.The present invention now aims to utilize the lignin substances
through their use in the production of nitrided bodies from wood
and lignified vegetable materials, using an ordinary one
Nitric acid mixture (nitric acid and sulfuric acid). As the only wood component
Cellulose has hitherto been used to produce technically useful nitro compounds
has been used in the form of pulp. The cellulose is always isolated first
in approximately pure form from the wood by means of the known digestion processes and
esterifies the cellulose to varying degrees with nitric acid to form nitrocellulose,
.those for guns and explosives, lacquers, for synthetic threads and film production and
serves other purposes.
According to the invention is now not of the
cellulose isolated from the lignified cell wall, but from the lignified cell membrane
gone out myself. The experiments showed: that if you use wood or lignified
Plant material in a finely ground state exposed to the action of nitrating acid, -, d.
H. subjected to a common mixture of nitric acid, sulfuric acid and water,
a nitro body is obtained which, depending on the nitriding conditions, contains up to 12.8% nitrogen
contains. When using spruce wood flour, the yield is z. B. iio to i2oo / o
Nitro bodies, based on 100 parts of starting material.
In jüngster Zeit wurde vorgeschlagen, Holz und Stroh in der Weise
zu nitrieren, daß man diese mit einem Gemisch von Salpetersäure, Essigsäureanhydrid
oder Phosphorpentoxyd behandelt. Dieses Verfahren hat jedoch entscheidende Nachteile,
einmal, daß es gegenüber dem üblichen Nitrierverfahren zu teuer ist, dann, daß durch
die bei der Nitrierung auftretenden Essigsäure- bzw. Essigsäureanhydri:ddämpfe eine
starke Belästigung der Belegschaft entsteht, und schließlich stellt ein Gemisch
von Salpetersäure und Essigsäureanhydrid ein leicht entzündliches Gemisch dar, das
für den Betrieb ein großes Gefahrenmoment bedeutet. Man hat dieses Gemisch in Vorschlag
gebracht, weil es nach Angabe das Erfinders nicht möglich sein soll, mit einem gewöhnlichen
Nitriergemiseh ein brauchbares Nitrierprodukt mit den gewünschten Eigenschaften
zu erhalten.Recently it has been suggested to use wood and straw in the way
to nitrate that this is done with a mixture of nitric acid and acetic anhydride
or treated with phosphorus pentoxide. However, this method has significant disadvantages,
on the one hand that it is too expensive compared to the usual nitriding process, then that by
the acetic acid or acetic anhydride that occurs during nitration fumes a
severe harassment of the workforce arises, and eventually constitutes a mixture
of nitric acid and acetic anhydride is a highly flammable mixture that
means a great danger for the company. This mixture is proposed
brought because, according to the inventor, it should not be possible with an ordinary
Nitriergemiseh a useful nitrided product with the desired properties
to obtain.
Die Untersuchung des nach dem vorliegenden Verfahren erhaltenen Nitrokörpers
hat gezeigt, daß er neben der Cellulose in Form von Salpetersäureestern praktisch
alle Ligninstoffe in nitrierter Form enthält. Diese Beobachtung ist durchaus überraschend,
da sich, wenn man isoliertes Lignin, z. B. sogenanntes Bergius= oder Tornesch-Lignin,
der Behandlung mit Nitriersäure unter den: angewandten Bedingungen unterwirft, praktisch
überhaupt kein Nitrolignin ergibt, sondern fast alles Lignin oxydativ abgebaut wird:
Der erfindungsgemäß erhaltene Nitrocellulose-Nitrolignin-Körper läßt sich .auf mannigfache
Weise technisch verwerten, insbesondere als Schieß-und Treibstoff, nachdem durch
Erhitzen mit Wasser eine hinreichende Stabilisierung bewirkt worden ist. Er ist
löslich in einer Reihe von Lösemitteln, z. B. Azeton, Essigester. Wichtig ist ferner,
daß sich das Nitrolignin praktisch vollständig von der Nitrocellulose abtrennen
läßt durch Extraktion mit Lösemitteln, die jenes, aber nicht diese lösen, z. B.
Methanol, Äthanol. Auf diese Weise kann also praktisch reine Nitrocellulose;=dieals
solche verwertet werden kann, erhalten werden und als zweites Reaktionsprodukt Nitrolignin
mit dem bis heute unerreicht hohen Stickstoffgehalt von io bis IIO/o. Das hochnitrierte`
Lignin, allein oder in Mischung mit anderen Stoffen, kann für Schieß-und Treibzwecke,
z. B. für Raketen, Verwendung finden.The investigation of the nitro body obtained by the present method
has shown that it is practical in addition to cellulose in the form of nitric acid esters
contains all lignin substances in nitrated form. This observation is quite surprising,
since when using isolated lignin, e.g. B. so-called Bergius = or Tornesch lignin,
subject to treatment with nitrating acid under the: applied conditions, practical
does not produce any nitrolignin at all, rather almost all lignin is oxidatively degraded:
The nitrocellulose-nitrolignin body obtained according to the invention can be varied in many ways
Wise technically recycle, especially as a shooting and fuel after through
Sufficient stabilization has been achieved by heating with water. He is
soluble in a number of solvents, e.g. B. acetone, ethyl acetate. It is also important
that the nitrolignin separates practically completely from the nitrocellulose
can by extraction with solvents that dissolve that, but not this, z. B.
Methanol, ethanol. In this way, practically pure nitrocellulose; = dieals
such can be utilized, obtained and as a second reaction product nitrolignin
with the high nitrogen content of 10 to 10 / o, which is still unmatched today. The highly nitrated '
Lignin, alone or in a mixture with other substances, can be used for shooting and driving purposes,
z. B. for missiles, use.
Die besonderen Vorteile des beschriebenen Verfahrens liegen darin,
daß man erstens vollkommen das Holzaufschlußverfahren zur Gewinnung von Zellstoff
erspart, zweitens von ganz minderwertigem Holz, besonders auch von Holzabfällen,
z. B. von Sägemehl, ausgehen kann, drittens unter Ausnutzung der bisher unverwertbaren
Ligninstoffe eine fast doppelt so hohe Ausbeute an insbesondere zu Schieß- und Treibstoffen
geeigneten Nitrokörpern erhält. Ausführungsbeispiel i Zoo g lufttrockenes Fichtensägemehl
werden mit einer Mischsäure, enthaltend 260o ccm Schwefelsäure vom spezifischen
Gewicht 484, 1000 ccm 86%ige Salpetersäure, 120 ccm Wasser, bei etwa 2o°
2 Stunden unter Rühren behandelt. Hiernach wird die überschüssige Säure abgesaugt,
das nitrierte Gut in viel kaltes Wasser eingetragen, mehrfach mit kaltem, schließlich
mit kochendem Wasser dreimal 8 Stunden behandelt. Die Ausbeute beträgt 236 g, der
Stickstoffgehalt I2,40/0. Ausführungsbeispiel e Zoo g lufttrockenes Buchenholzmehl
werden mit einer Nitriersäure, enthaltend 4000 ccm Schwefelsäure vom spezifischen
Gewicht 484, 200o ccm Salpetersäure vom spezifischen: Gewicht 1,42, bei etwa 15°
2. Stünden. nitriert und wie oben aufgearbeitet. Die Ausbeute beträgt etwa 23o g,
der Stickstoffgehalt 12,2%.The particular advantages of the process described are that, firstly, the wood pulping process for the production of pulp is completely saved, and secondly, very inferior wood, especially wood waste, e.g. B. from sawdust, thirdly, by utilizing the previously unusable lignin substances, an almost twice as high yield of nitro bodies, particularly suitable for shooting and propellants, is obtained. Embodiment i Zoo g of air-dry spruce sawdust are treated with a mixed acid containing 260 ° cc sulfuric acid with a specific gravity of 484, 1000 cc 86% nitric acid, 120 cc water, at about 20 ° for 2 hours with stirring. Then the excess acid is sucked off, the nitrated material is poured into a lot of cold water, treated several times with cold and finally with boiling water three times for 8 hours. The yield is 236 g, the nitrogen content I2.40 / 0. Embodiment e Zoo g of air-dry beechwood flour are mixed with a nitrating acid containing 4000 ccm of sulfuric acid with a specific gravity of 484, 200o ccm of nitric acid with a specific gravity of 1.42, at about 15 ° 2. nitrided and worked up as above. The yield is about 230 g and the nitrogen content is 12.2%.