Свойствата на нитроцелулозата

Нитроцелулозата се получава чрез взаимодействие на азотна киселина с целулоза. Нитроцелулозата е нетоксична, но лесно запалима. Класифициран е като експлозив, когато съдържанието на азот надвишава 12,6%. Използвана от 19-ти век, нитроцелулозата е многофункционален химикал, използван в много индустрии. Различното съдържание на азот в различни формулировки позволява нитроцелулозата да се използва във фармацевтични продукти, бои, лакове, пластмаси, експлозиви и горива

Нитроцелулозата е експлозивно съединение, получено чрез реакция на целулоза и азотна киселина или друг силен нитриращ агент. Нитроцелулозата може да изглежда като каша, като памук, като твърдо вещество, когато е сухо. Това е бистра течност до полутвърда, когато се разтвори в алкохол, ацетон или етер-алкохолна смес. Нитро-азотната форма на нитроцелулозата е разтворима в ацетон и етер-алкохолна смес. Експлозивната форма с високо съдържание на азот е разтворима в ацетон, но не и в етерно-алкохолни смеси. Нитроцелулозата има точка на възпламеняване от 12,7 градуса С (55 градуса F) и температура на самозапалване от 170 градуса С (338 градуса F).

Характеристиките на нитроцелулозата варират в зависимост от източника на целулоза, силата на реагиралата киселина, температурата на реакцията, времето на реакцията и съотношението киселина към целулоза. Съдържанието на азот, вариращо от 10 до 14 процента, може да се получи чрез контролиране на компонентите и условията на реакцията. Вариациите в съдържанието на азот придават различни характеристики на всеки състав. Нитроцелулозата с азот под 12,3% се използва за лакове, покрития и мастила. Съдържанието на азот над 12,6% се счита за взривно вещество.

Нитроцелулозата е запалимо твърдо вещество и представлява умерена опасност от експлозия. В сухо състояние излагането на топлина или силни окислители представлява изключителна опасност от пожар. Мократа нитроцелулоза показва характеристиките на запалимост на разтворителя, в който се намира, подобно на бензина. Нитроцелулозата проявява ниска токсичност.

Нитроцелулозата се използва във взривни вещества, ракетно гориво, лак, флаш хартия, бездимен барут, кожена обработка, като основа за печатащо мастило, в покритие подвързваща кърпа, в лабораторни тестови филми, в топки за пинг-понг, във фармацевтични продукти и в целулоид, използван за ранни рентгенови, фотографски и филмови филми. Смесена с нитроглицерин, нитроцелулозата се използва като взривен агент и ракетно гориво. Автомобилните покрития с висок гланц често се изработват с нитроцелулозен лак. Съединение W® съдържа нитроцелулоза за пренасяне на салициловата киселина, използвана за лечение на брадавици.

Нитроцелулозата е открита от френския химик Анри Браконно през 1832 година. Той формулира съединението чрез комбиниране на азотна киселина с дървесни влакна или нишесте. Нитроцелулозата беше нестабилна, лека, горима експлозия. През 1846 г. германско-швейцарски химик Кристиан Шонбейн открива по-лесен метод за синтезиране на нитроцелулоза. Той случайно разля концентрирана азотна киселина върху маса. Той използва памучна престилка, за да почисти разлива. Закачи престилката на печка, за да изсъхне. Когато изсъхне, престилката блесна и избухна. Шонбейн усъвършенства процеса до накисване на памук в смес от азотна и сярна киселини. Азотната киселина (2HNO3) превръща целулозата (C6H10O5) в целулозен нитрат (C6H8 (NO2) 2O5) и вода. Добавя се сярна киселина, за да се предотврати образуването на вода от разреждане на азотната киселина. Памукът се изплаква с вода, за да спре реакцията и се изсушава бавно при 100 ° C (212 ° F), за да се предотврати запалването. Това беше преобладаващият метод за синтез на нитроцелулоза. Така получената нитроцелулоза може да се използва като взривен агент. Той беше по-мощен от барута като гориво. И все пак беше изключително чувствителен и труден за работа. Британски химици рафинираха синтеза на нитроцелулоза, за да намалят нейната чувствителност по време на работа. През 1889 г. Eastman Kodak използва нитроцелулоза, за да формулира гъвкава филмова основа. Този филм е използван най-вече за рентгенови лъчи. Постоянно съществуващата опасност от изгаряне доведе до замяната на този филм през 1933 година. Нитроцелулозата се използва като покритие за билярдни топки, когато слоновата кост става оскъдна през 20-те години. Използването на тези билярдни топки беше спряно, след като бяха открити като силно запалими и при някои обстоятелства експлозивни.