המאפיינים של ניטרוצלולוזה

ניטרוצלולוז מיוצר על ידי חומצה חנקתית המגיבה עם תאית. ניטרוצלולוזה אינה רעילה אך דליקה ביותר. זה מסווג כחומר נפץ כאשר תכולת החנקן עולה על 12.6 אחוזים. בשימוש מאז המאה ה -19, ניטרוצלולוזה הוא כימיקל רב-שימושי המועסק בענפים רבים. תכולת חנקן שונה בתכשירים שונים מאפשרת להשתמש בניטרוצלולוז בתרופות, צבע, לכה, פלסטיק, חומרי נפץ ודחפים.

ניטרוצלולוזה היא תרכובת נפץ המיוצרת על ידי תגובת תאית וחומצה חנקתית, או חומר ניטרציה חזק אחר. ניטרוצלולוזה יכול להופיע כמוצק עיסתי דמוי כותנה כאשר הוא יבש. זהו נוזל שקוף לחצי מוצק כאשר הוא מומס באלכוהול, אצטון או תערובת אתר-אלכוהול. הצורה הדלת חנקן של ניטרוצלולוז מסיסה באצטון ובתערובת אתר-אלכוהול. הצורה הנפיצה, הגבוהה בחנקן, מסיסה באצטון, אך לא בתערובות אתר-אלכוהול. לניטרוצלולוזה נקודת הבזק של 12.7 מעלות צלזיוס (55 מעלות צלזיוס) וטמפרטורה אוטומטית של 170 מעלות צלזיוס.

מאפייני ניטרוצלולוזה משתנים בהתאם למקור התאית, עוצמת החומצה המגיבה, טמפרטורת התגובה, זמן התגובה ויחס החומצה לתאית. ניתן לייצר תוכן חנקן, שנע בין 10 ל -14 אחוזים, על ידי שליטה על מרכיבי ותנאי התגובה. שינויים בתכולת החנקן נותנים מאפיינים שונים לכל ניסוח. ניטרוצלולוזה עם חנקן מתחת ל 12.3 אחוזים משמשת לכה, ציפוי ודיו. תכולת חנקן מעל 12.6 אחוז נחשבת לחומר נפץ.

ניטרוצלולוזה הוא חומר מוצק דליק ומהווה סכנת פיצוץ בינונית. במצב יבש, חשיפה לחום או לחמצון חזק מהווה סכנת אש קיצונית. ניטרוצלולוזה רטובה מציגה את מאפייני הדליקות של הממס בו הוא נמצא, בדומה לבנזין. ניטרוצלולוזה מגלה רעילות נמוכה.

משתמשים בחנקן-נוזלים בחומרי נפץ, דלק רקטות, לכה, נייר פלאש, אבקת שריפה ללא עשן, גימור עור, כבסיס דיו הדפסה, בציפוי בד כריכת ספרים, בסרטים לבדיקת מעבדה, בכדורי פינג-פונג, בתרופות ובתאית המשמשת לצילומי רנטגן מוקדמים, צילומים וסרטים מוקדמים. מעורבב עם ניטרוגליצרין, ניטרוצלולוז משמש כחומר פיצוץ וכמניע רקטות. גימורי רכב מבריקים עשויים לעתים קרובות עם לכה ניטרוצלולוזה. תרכובת W® מכילה ניטרוצלולוזה לנשיאת החומצה הסליצילית המשמשת לטיפול ביבלות.

ניטרוצלולוזה התגלה על ידי הכימאי הצרפתי אנרי ברקונוט בשנת 1832. הוא ניסח את התרכובת על ידי שילוב של חומצה חנקתית עם סיבי עץ או עמילן. הניטרוצלולוזה היה חומר נפץ לא יציב, קל משקל, דליק. בשנת 1846 גילה כימאי גרמני-שווייצרי, כריסטיאן שונביין, שיטה קלה יותר לסינתזת ניטרוצלולוזה. הוא שפך בטעות חומצה חנקתית מרוכזת על שולחן. הוא השתמש בסינר כותנה כדי לנקות את הנשפך. הוא תלה את הסינר על כיריים לייבוש. כשהוא יבש, הסינר הבזיק והתפוצץ. שונביין עידן את התהליך להשריית כותנה בתערובת של חומצות חנקן וגופרית. חומצה חנקתית (2HNO3) ממירה תאית (C6H10O5) לחנקת תאית (C6H8 (NO2) 2O5) ומים. חומצה גופרתית נוספה כדי למנוע מהמים שנוצרו לדלל את החומצה החנקתית. הכותנה נשטפה במים כדי לעצור את התגובה והתייבשה באטיות בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס (212 מעלות צלזיוס) כדי למנוע הצתה. זו הייתה השיטה השולטת בסינתזת ניטרוצלולוזה. הניטרוצלולוז המופק בדרך זו יכול לשמש כחומר פיצוץ. זה היה חזק יותר מאשר אבק שריפה כמניע. עם זאת, זה היה רגיש מאוד וקשה לטפל בו. כימאים בריטיים שיכללו את סינתזת ניטרוצלולוזה כדי להפחית את הרגישות שלה במהלך הטיפול. בשנת 1889 השתמש איסטמן קודאק בניטרוצלולוזה כדי לגבש בסיס סרט גמיש. סרט זה שימש בעיקר לצילומי רנטגן. סכנת הבעירה הקיימת תמיד הובילה להחלפת סרט זה בשנת 1933. ניטרוצלולוזה שימשה כציפוי לכדורי ביליארד כאשר שנהב נעשה נדיר בשנות העשרים. השימוש בכדורי ביליארד אלה הופסק לאחר שהתגלו שהם דליקים ביותר ובנסיבות מסוימות נפיצים.