Egenskaberne af nitrocellulose

Nitrocellulose produceres ved at salpetersyre reagerer med cellulose. Nitrocellulose er ikke-toksisk, men meget brandfarlig. Det klassificeres som et eksplosivt stof, når nitrogenindholdet overstiger 12,6 procent. Brugt siden det 19. århundrede, nitrocellulose er et kemisk stof, der anvendes i mange industrier. Forskellige kvælstofindhold i forskellige formuleringer gør det muligt at anvende nitrocellulose i lægemidler, maling, lak, plast, sprængstoffer og drivmidler

Nitrocellulose er en eksplosiv forbindelse fremstillet ved omsætning af cellulose og salpetersyre eller et andet stærkt nitreringsmiddel. Nitrocellulose kan fremstå som et pulpy, bomuldslignende fast stof, når det er tørt. Det er en klar væske til halvfast, når den opløses i alkohol, acetone eller en ether-alkohol-blanding. Den lave kvælstofform af nitrocellulose er opløselig i acetone og en ether-alkohol-blanding. Den eksplosive, kvælstofrige form er opløselig i acetone, men ikke i ether-alkohol-blandinger. Nitrocellulose har et flammepunkt på 12,7 grader (55 grader F) og en selvantændelsestemperatur på 170 grader (338 grader F).

Nitrocellulose-karakteristika varierer alt efter kilden til cellulose, styrken af ​​den omsatte syre, reaktionstemperaturen, reaktionstidspunktet og forholdet mellem syre og cellulose. Nitrogenindhold, der varierer fra 10 til 14 procent, kan produceres ved at kontrollere komponenterne og reaktionsbetingelserne. Variationer i nitrogenindhold giver forskellige egenskaber for hver formulering. Nitrocellulose med nitrogen under 12,3 procent anvendes til lak, belægning og blæk. Kvælstofindhold over 12,6 procent betragtes som et eksplosivt stof.

Nitrocellulose er et brandfarligt fast stof og udgør en moderat eksplosionsfare. I tør tilstand udgør udsættelse for varme eller stærke oxidationsmidler en ekstrem brandfare. Våd nitrocellulose udviser antændelighedskarakteristika for det opløsningsmiddel, den er i, svarende til benzin. Nitrocellulose udviser lav toksicitet.

Nitrocellulose bruges i sprængstoffer, raketdrivmiddel, lak, flashpapir, røgfrit krudt, læderfinish, som trykfarvebase, i belægning bogbindingsklud, i laboratorieforsøgsfilm, i ping-pong-bolde, i lægemidler og i celluloid, der anvendes til tidlig røntgen-, fotografi- og filmfilm. Blandet med nitroglycerin anvendes nitrocellulose som et sprængstof og et raketdrivmiddel. Højglans bilindustrien er ofte lavet med nitrocelluloselak. Forbindelse W® indeholder nitrocellulose til at bære den salicylsyre, der anvendes til behandling af vorter.

Nitrocellulose blev opdaget af den franske kemiker Henri Braconnot i 1832. Han formulerede forbindelsen ved at kombinere salpetersyre med træfibre eller stivelse. Nitrocellulosen var et ustabilt, let, brændbart eksplosivstof. I 1846 opdagede en tysk-schweizisk kemiker, Christian Shönbein, en lettere metode til syntetisering af nitrocellulose. Han spildte ved et uheld koncentreret salpetersyre på et bord. Han brugte et bomuldsforklæde til at rense spildet. Han hængte forklædet på et komfur til tørring. Når det var tørt, blinkede forklædet og eksploderede. Shönbein raffinerede processen til gennemblødning af bomuld i en blanding af salpetersyre og svovlsyre. Salpetersyre (2HNO3) omdanner cellulose (C6H10O5) til cellulosenitrat (C6H8 (NO2) 2O5) og vand. Svovlsyre blev tilsat for at forhindre det dannede vand i at fortynde salpetersyren. Bomuldet blev skyllet i vand for at standse reaktionen og tørret langsomt ved 100oC (212oF) for at forhindre antændelse. Dette var den dominerende metode til nitrocellulosesyntese. Den på denne måde fremstillede nitrocellulose kunne anvendes som et sprængningsmiddel. Det var kraftigere end krudt som drivmiddel. Alligevel var det meget følsomt og svært at håndtere. Britiske kemikere raffinerede nitrocellulosesyntese for at reducere dens følsomhed under håndtering. I 1889 brugte Eastman Kodak nitrocellulose til at formulere en fleksibel filmbase. Denne film blev mest brugt til røntgenstråler. Den evigt nuværende forbrændingsfare førte til udskiftning af denne film i 1933. Nitrocellulose blev brugt som belægning til billardkugler, da elfenben blev knappe i 1920'erne. Brugen af ​​disse billardkugler blev stoppet, efter at de blev opdaget som meget brandfarlige og under visse omstændigheder eksplosive.