Nitroselluloosan ominaisuudet

Nitroselluloosa tuotetaan typpihapolla reagoimalla selluloosan kanssa. Nitroselluloosa on myrkytön, mutta helposti syttyvä. Se luokitellaan räjähteeksi, kun typpipitoisuus ylittää 12,6 prosenttia. 1800-luvulta lähtien käytetty nitroselluloosa on monikäyttöinen kemikaali, jota käytetään monilla teollisuudenaloilla. Eri typpipitoisuus eri formulaatioissa sallii nitroselluloosan käytön lääkkeissä, maaleissa, lakoissa, muoveissa, räjähteissä ja ponneaineissa

Nitroselluloosa on räjähtävä yhdiste, joka on tuotettu selluloosan ja typpihapon tai muun vahvan nitrauttavan aineen reaktiolla. Nitroselluloosa voi kuivana esiintyä massana, puuvillan kaltaisena kiinteänä aineena. Se on kirkas neste puolikiinteäksi liuotettuna alkoholiin, asetoniin tai eetteri-alkoholiseokseen. Nitroselluloosan matala typpi-muoto on liukoinen asetoniin ja eetteri-alkoholiseokseen. Räjähtävä, runsaasti typpeä sisältävä muoto liukenee asetoniin, mutta ei eetteri-alkoholiseoksiin. Nitroselluloosan leimahduspiste on 12,7 ° C (55 ° F) ja itsesyttymislämpötila on 170 ° C (338 ° F).

Nitroselluloosan ominaisuudet vaihtelevat selluloosalähteen, reagoineen hapon voimakkuuden, reaktiolämpötilan, reaktioajan ja happo-selluloosa-suhteen mukaan. Typpipitoisuus, joka vaihtelee välillä 10 - 14 prosenttia, voidaan tuottaa säätämällä reaktiokomponentteja ja olosuhteita. Typpipitoisuuden vaihtelut antavat jokaiselle formulaatiolle erilaiset ominaisuudet. Nitroselluloosaa, jonka typpi on alle 12,3 prosenttia, käytetään lakoissa, pinnoitteissa ja musteissa. Yli 12,6 prosentin typpipitoisuutta pidetään räjähteinä.

Nitroselluloosa on syttyvä kiinteä aine ja aiheuttaa kohtalaisen räjähdysvaaran. Kuivassa tilassa altistuminen lämmölle tai voimakkaille hapettimille aiheuttaa äärimmäisen palovaaran. Märällä nitroselluloosalla on samanlaisen liuottimen syttyvyysominaisuudet kuin bensiinillä. Nitroselluloosan toksisuus on vähäinen.

Nitroselluloosaa käytetään räjähteissä, rakettien ponneaineessa, lakassa, flash-paperissa, savuttomassa ruutissa, nahan viimeistelyssä, painovärin pohjana, pinnoitteessa kirjansidontakangas, laboratoriotestikalvoissa, pingispölyissä, lääkkeissä ja selluloidissa, jota käytetään varhaiseen röntgen-, valokuva- ja elokuvafilmeihin. Sekoitettuna nitroglyseriinin kanssa, nitroselluloosaa käytetään räjäytysaineena ja rakettiponneaineena. Kiiltävät autoteollisuuden pinnat valmistetaan usein nitroselluloosalakalla. Yhdiste W® sisältää nitroselluloosaa salisyylihapon kuljettamiseksi syylien hoidossa.

Ranskalainen kemisti Henri Braconnot löysi nitroselluloosan vuonna 1832. Hän muotoili yhdisteen yhdistämällä typpihappo puukuitujen tai tärkkelyksen kanssa. Nitroselluloosa oli epävakaa, kevyt, palava räjähde. Vuonna 1846 saksalainen-sveitsiläinen kemisti Christian Shönbein löysi helpomman menetelmän nitroselluloosan syntetisoimiseksi. Hän vuodatti vahingossa väkevää typpihappoa pöydälle. Hän käytti puuvillaa esiliinalla vuoton puhdistamiseen. Hän ripustaa esiliinan liedelle kuivumaan. Kuivana esiliina välähti ja räjähti. Shönbein jalosti prosessin liottamalla puuvillaa typpi- ja rikkihappojen seoksessa. Typpihappo (2HNO3) muuttaa selluloosan (C6H10O5) selluloosanitraatiksi (C6H8 (NO2) 2O5) ja vedeksi. Rikkihappoa lisättiin estämään muodostunutta vettä laimentamasta typpihappoa. Puuvilla huuhdottiin vedessä reaktion pysäyttämiseksi ja kuivattiin hitaasti 100 ° C: ssa (212 ° F) syttymisen estämiseksi. Tämä oli hallitseva menetelmä nitroselluloosasynteesissä. Tällä tavalla tuotettua nitroselluloosaa voitaisiin käyttää räjäytysaineena. Se oli voimakkaampi kuin ruuti ponneaineena. Silti se oli erittäin herkkä ja vaikea käsitellä. Brittiläiset kemistit puhdistivat nitroselluloosasynteesin vähentääkseen sen herkkyyttä käsittelyn aikana. Vuonna 1889 Eastman Kodak käytti nitroselluloosaa joustavan kalvopohjan muodostamiseksi. Tätä elokuvaa käytettiin lähinnä röntgensäteisiin. Jatkuva palamisvaara johti tämän kalvon korvaamiseen vuonna 1933. Nitroselluloosaa käytettiin biljardipallojen päällysteenä, kun norsunluusta tuli niukkaa 1920-luvulla. Näiden biljardipallojen käyttö lopetettiin, kun niiden havaittiin olevan erittäin syttyviä ja joissakin olosuhteissa räjähtäviä.