नाइट्रोसेल्यूलोज के गुण

नाइट्रोसेल्यूलोज सेल्युलोज के साथ प्रतिक्रिया करने वाले नाइट्रिक एसिड द्वारा निर्मित होता है। नाइट्रोसेल्यूलोज नॉनटॉक्सिक है लेकिन अत्यधिक ज्वलनशील है। नाइट्रोजन की मात्रा 12.6 प्रतिशत से अधिक होने पर इसे विस्फोटक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। 19वीं शताब्दी से उपयोग किया जाने वाला, नाइट्रोसेल्यूलोज कई उद्योगों में कार्यरत एक बहुउपयोगी रसायन है। विभिन्न फॉर्मूलेशन में विभिन्न नाइट्रोजन सामग्री नाइट्रोसेल्यूलोज को फार्मास्यूटिकल्स, पेंट, लाख, प्लास्टिक, विस्फोटक और प्रणोदक में उपयोग करने की अनुमति देती है।

नाइट्रोसेल्यूलोज एक विस्फोटक यौगिक है जो सेल्यूलोज और नाइट्रिक एसिड, या अन्य मजबूत नाइट्रेटिंग एजेंट की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होता है। नाइट्रोसेल्यूलोज सूखने पर एक गूदेदार, कपास जैसे ठोस के रूप में दिखाई दे सकता है। अल्कोहल, एसीटोन या ईथर-अल्कोहल मिश्रण में घुलने पर यह अर्ध-ठोस के लिए एक स्पष्ट तरल है। नाइट्रोसेल्यूलोज का निम्न-नाइट्रोजन रूप एसीटोन और एक ईथर-अल्कोहल मिश्रण में घुलनशील है। विस्फोटक, उच्च-नाइट्रोजन रूप एसीटोन में घुलनशील है, लेकिन ईथर-अल्कोहल मिश्रण में नहीं। नाइट्रोसेल्यूलोज का फ्लैश प्वाइंट 12.7 डिग्री सेल्सियस (55 डिग्री फारेनहाइट) और ऑटोइग्निशन तापमान 170 डिग्री सेल्सियस (338 डिग्री फारेनहाइट) है।

नाइट्रोसेल्यूलोज की विशेषताएं सेल्यूलोज के स्रोत, प्रतिक्रिया वाले एसिड की ताकत, प्रतिक्रिया के तापमान, प्रतिक्रिया के समय और एसिड से सेल्यूलोज अनुपात के अनुसार भिन्न होती हैं। प्रतिक्रिया के घटकों और स्थितियों को नियंत्रित करके नाइट्रोजन सामग्री, 10 से 14 प्रतिशत तक भिन्न हो सकती है। नाइट्रोजन सामग्री में भिन्नता प्रत्येक सूत्रीकरण को अलग-अलग विशेषताएँ देती है। 12.3 प्रतिशत से कम नाइट्रोजन वाले नाइट्रोसेल्यूलोज का उपयोग लाख, कोटिंग्स और स्याही के लिए किया जाता है। 12.6 प्रतिशत से ऊपर नाइट्रोजन सामग्री को विस्फोटक माना जाता है।

नाइट्रोसेल्यूलोज एक ज्वलनशील ठोस है और एक मध्यम विस्फोट खतरा प्रस्तुत करता है। शुष्क अवस्था में, गर्मी या मजबूत ऑक्सीडाइज़र के संपर्क में आग लगने का अत्यधिक खतरा होता है। गीला नाइट्रोसेल्यूलोज गैसोलीन के समान विलायक की ज्वलनशीलता विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। नाइट्रोसेल्यूलोज कम विषाक्तता प्रदर्शित करता है।

नाइट्रोसेल्यूलोज का उपयोग विस्फोटक, रॉकेट प्रणोदक, लाह, फ्लैश पेपर, धुआं रहित बारूद, चमड़े की फिनिशिंग, प्रिंटिंग स्याही के आधार के रूप में, कोटिंग में बुकबाइंडिंग क्लॉथ, प्रयोगशाला परीक्षण फिल्मों में, पिंग-पोंग गेंदों में, फार्मास्यूटिकल्स में और सेल्युलाइड में प्रारंभिक एक्स-रे, फोटोग्राफिक और मूवी फिल्म के लिए उपयोग किया जाता है। नाइट्रोग्लिसरीन के साथ मिश्रित, नाइट्रोसेल्यूलोज का उपयोग ब्लास्टिंग एजेंट और रॉकेट प्रणोदक के रूप में किया जाता है। हाई-ग्लॉस ऑटोमोटिव फ़िनिश अक्सर नाइट्रोसेल्यूलोज लाह के साथ बनाए जाते हैं। यौगिक W® में मौसा के इलाज के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सैलिसिलिक एसिड को ले जाने के लिए नाइट्रोसेल्यूलोज होता है।

नाइट्रोसेल्यूलोज की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी ब्रैकोनॉट ने 1832 में की थी। उन्होंने नाइट्रिक एसिड को लकड़ी के रेशों या स्टार्च के साथ मिलाकर यौगिक तैयार किया। नाइट्रोसेल्यूलोज एक अस्थिर, हल्का, ज्वलनशील विस्फोटक था। 1846 में, एक जर्मन-स्विस रसायनज्ञ, क्रिश्चियन शॉनबीन ने नाइट्रोसेल्यूलोज को संश्लेषित करने की एक आसान विधि की खोज की। उसने गलती से एक टेबल पर केंद्रित नाइट्रिक एसिड गिरा दिया। उन्होंने फैल को साफ करने के लिए एक कपास एप्रन का इस्तेमाल किया। उसने एप्रन को चूल्हे पर सुखाने के लिए लटका दिया। सूखने पर, एप्रन चमक गया और फट गया। शॉनबीन ने नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के मिश्रण में कपास को भिगोने की प्रक्रिया को परिष्कृत किया। नाइट्रिक एसिड (2HNO3) सेल्युलोज (C6H10O5) को सेल्यूलोज नाइट्रेट (C6H8(NO2)2O5) और पानी में बदल देता है। नाइट्रिक एसिड को पतला करने से बनने वाले पानी को रोकने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड मिलाया गया था। प्रतिक्रिया को रोकने के लिए कपास को पानी में धोया गया और प्रज्वलन को रोकने के लिए धीरे-धीरे 100oC (212oF) पर सुखाया गया। यह नाइट्रोसेल्यूलोज संश्लेषण की प्रमुख विधि थी। इस तरह से उत्पादित नाइट्रोसेल्यूलोज को ब्लास्टिंग एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह प्रणोदक के रूप में बारूद से अधिक शक्तिशाली था। फिर भी, यह अत्यधिक संवेदनशील और संभालना कठिन था। ब्रिटिश रसायनज्ञों ने हैंडलिंग के दौरान इसकी संवेदनशीलता को कम करने के लिए नाइट्रोसेल्यूलोज संश्लेषण को परिष्कृत किया। 1889 में, ईस्टमैन कोडक ने एक लचीली फिल्म बेस तैयार करने के लिए नाइट्रोसेल्यूलोज का उपयोग किया। इस फिल्म का इस्तेमाल ज्यादातर एक्स-रे के लिए किया जाता था। 1933 में इस फिल्म को बदलने के लिए हमेशा मौजूद दहन के खतरे का कारण बना। 1920 के दशक में जब हाथीदांत दुर्लभ हो गया था, तब बिलियर्ड गेंदों के लिए नाइट्रोसेल्यूलोज का उपयोग एक कोटिंग के रूप में किया जाता था। अत्यधिक ज्वलनशील और कुछ परिस्थितियों में विस्फोटक पाए जाने के बाद इन बिलियर्ड गेंदों का उपयोग बंद कर दिया गया था।