Svojstva nitroceluloze

Nitroceluloza nastaje reakcijom dušične kiseline s celulozom. Nitroceluloza je netoksična, ali lako zapaljiva. Klasificiran je kao eksploziv kada sadržaj dušika prelazi 12,6 posto. Nitroceluloza koja se koristi od 19. stoljeća višenamjenska je kemikalija koja se koristi u mnogim industrijama. Različiti sadržaji dušika u različitim formulacijama omogućuju upotrebu nitroceluloze u farmaceutskim proizvodima, bojama, lakovima, plastičnim masama, eksplozivima i pogonskim gorivima

Nitroceluloza je eksplozivni spoj koji nastaje reakcijom celuloze i dušične kiseline ili drugog jakog nitrirajućeg agensa. Nitroceluloza se može pojaviti kao kašasta krutina poput pamuka kad se osuši. Prozirna je tekućina do polučvrsta kada se otopi u alkoholu, acetonu ili smjesi eter-alkohol. Oblik nitroceluloze s niskim udjelom dušika topiv je u acetonu i smjesi etera i alkohola. Eksplozivni oblik s visokim dušikom topiv je u acetonu, ali ne i u smjesama eter-alkohol. Nitroceluloza ima plamište od 12,7 stupnjeva C (55 stupnjeva F) i temperaturu samozapaljenja od 170 stupnjeva C (338 stupnjeva F).

Karakteristike nitroceluloze razlikuju se ovisno o izvoru celuloze, jačini reagirajuće kiseline, temperaturi reakcije, vremenu reakcije i omjeru kiseline i celuloze. Sadržaj dušika, koji varira od 10 do 14 posto, može se dobiti kontroliranjem komponenata i uvjeta reakcije. Varijacije u sadržaju dušika daju različite karakteristike svakoj formulaciji. Nitroceluloza s dušikom ispod 12,3 posto koristi se za lakove, premaze i tinte. Sadržaj dušika iznad 12,6 posto smatra se eksplozivom.

Nitroceluloza je zapaljiva krutina i predstavlja umjerenu opasnost od eksplozije. U suhom stanju izloženost vrućini ili jakim oksidansima predstavlja veliku opasnost od požara. Mokra nitroceluloza pokazuje svojstva zapaljivosti otapala u kojem se nalazi, slično benzinu. Nitroceluloza pokazuje nisku toksičnost.

Nitroceluloza se koristi u eksplozivima, raketnom gorivu, laku, flash papiru, bezdimnom barutu, završnoj obradi kože, kao osnova za tiskarsku boju, u premazu platna za uvezivanje knjiga, u laboratorijskim filmovima za ispitivanje, u kuglicama za ping-pong, u farmaceutskim proizvodima i celuloidima koji se koriste za rani rendgenski, fotografski i filmski film. Pomiješana s nitroglicerinom, nitroceluloza se koristi kao sredstvo za pjeskarenje i raketno gorivo. Automobilske obrade visokog sjaja često se izrađuju od nitroceluloznog laka. Spoj W® sadrži nitrocelulozu za nošenje salicilne kiseline koja se koristi za liječenje bradavica.

Nitrocelulozu je 1832. godine otkrio francuski kemičar Henri Braconnot. Spoj je formulirao kombinirajući dušičnu kiselinu s drvenim vlaknima ili škrobom. Nitroceluloza je bila nestabilan, lagan, zapaljiv eksploziv. 1846. njemačko-švicarski kemičar Christian Shönbein otkrio je lakšu metodu sinteze nitroceluloze. Slučajno je prolio koncentriranu dušičnu kiselinu na stol. Za čišćenje prolivene vode koristio je pamučnu pregaču. Pregaču je objesio na štednjak da se osuši. Kad se osušila, pregača je bljesnula i eksplodirala. Shönbein je postupak usavršio na natapanje pamuka u smjesi dušične i sumporne kiseline. Dušična kiselina (2HNO3) pretvara celulozu (C6H10O5) u celulozni nitrat (C6H8 (NO2) 2O5) i vodu. Dodana je sumporna kiselina kako bi se spriječilo da voda koja nastaje razrijedi dušičnu kiselinu. Pamuk je ispran u vodi da zaustavi reakciju i polako sušen na 100 ° C (212 ° F) kako bi se spriječilo paljenje. Ovo je bila prevladavajuća metoda sinteze nitroceluloze. Tako proizvedena nitroceluloza mogla bi se koristiti kao sredstvo za miniranje. Bio je moćniji od baruta kao pogonsko gorivo. Ipak, bio je vrlo osjetljiv i teško ga je rukovati. Britanski kemičari pročišćavali su sintezu nitroceluloze kako bi smanjili njezinu osjetljivost tijekom rukovanja. 1889. godine Eastman Kodak koristio je nitrocelulozu za formuliranje fleksibilne filmske baze. Ovaj se film uglavnom koristio za rendgenske zrake. Stalno prisutna opasnost od izgaranja dovela je do zamjene ovog filma 1933. godine. Nitroceluloza se koristila kao obloga za biljarske kuglice kad je slonovača postala rijetka u 1920-ima. Upotreba ovih biljarskih kuglica zaustavljena je nakon što je otkriveno da su vrlo zapaljive i, u nekim okolnostima, eksplozivne.