ニトロセルロースの特性

ニトロセルロースは、硝酸がセルロースと反応することによって生成されます。 ニトロセルロースは無毒ですが、非常に可燃性です。 窒素含有量が12.6％を超えると、爆発物として分類されます。 19世紀から使用されているニトロセルロースは、多くの業界で採用されている多目的化学物質です。 さまざまな配合の異なる窒素含有量により、ニトロセルロースを医薬品、塗料、ラッカー、プラスチック、爆発物、および推進剤に使用できます。

ニトロセルロースは、セルロースと硝酸、または他の強力なニトロ化剤の反応によって生成される爆発性化合物です。 ニトロセルロースは、乾燥すると、パルプ状の綿のような固体として現れることがあります。 アルコール、アセトン、またはエーテルとアルコールの混合物に溶解すると、透明な液体から半固体になります。 低窒素型のニトロセルロースは、アセトンとエーテル-アルコール混合物に可溶です。 爆発性の高窒素形態はアセトンに溶解しますが、エーテル-アルコール混合物には溶解しません。 ニトロセルロースの引火点は12.7°C（55°F）で、自己発火温度は170°C（338°F）です。

ニトロセルロースの特性は、セルロースの供給源、反応した酸の強さ、反応の温度、反応の時間、およびセルロースに対する酸の比率によって異なります。 反応の成分と条件を制御することにより、10〜14パーセントの範囲の窒素含有量を生成できます。 窒素含有量の変動は、各配合に異なる特性を与えます。 ラッカー、コーティング、インクには、窒素が12.3パーセント未満のニトロセルロースが使用されています。 12.6パーセントを超える窒素含有量は爆発物と見なされます。

ニトロセルロースは可燃性の固体であり、中程度の爆発の危険性があります。 乾燥状態では、熱または強力な酸化剤にさらされると、非常に火災の危険があります。 湿ったニトロセルロースは、ガソリンと同様に、それが含まれる溶媒の可燃性特性を示します。 ニトロセルロースは毒性が低い。

ニトロセルロースは、爆発物、ロケット推進剤、ラッカー、フラッシュペーパー、無煙火薬、革仕上げ、印刷インキベース、コーティングに使用されます。 製本布、実験室試験フィルム、ピンポンボール、医薬品、初期のX線、写真、映画フィルムに使用されるセルロイド。 ニトログリセリンと混合されたニトロセルロースは、発破剤およびロケット推進剤として使用されます。 高光沢の自動車仕上げは、多くの場合、ニトロセルロースラッカーで作られています。 化合物W®には、いぼの治療に使用されるサリチル酸を運ぶためのニトロセルロースが含まれています。

ニトロセルロースは、1832年にフランスの化学者アンリブラコノーによって発見されました。 彼は、硝酸と木質繊維またはでんぷんを組み合わせて化合物を配合しました。 ニトロセルロースは不安定で、軽量で、可燃性の爆発物でした。 1846年、ドイツとスイスの化学者、ChristianShönbeinは、ニトロセルロースを合成するより簡単な方法を発見しました。 彼は誤って濃硝酸をテーブルにこぼした。 彼はこぼれたものをきれいにするために綿のエプロンを使用しました。 彼はエプロンをストーブに掛けて乾かした。 乾くと、エプロンが点滅して爆発しました。 シェーンベインは、綿を硝酸と硫酸の混合物に浸すプロセスを改良しました。 硝酸（2HNO3）は、セルロース（C6H10O5）を硝酸セルロース（C6H8（NO2）2O5）と水に変換します。 形成された水が硝酸を希釈するのを防ぐために硫酸を加えた。 綿を水ですすいで反応を止め、発火を防ぐために100oC（212oF）でゆっくりと乾燥させた。 これがニトロセルロース合成の主な方法でした。 このようにして製造されたニトロセルロースは、発破剤として使用することができた。 推進剤としては火薬よりも強力でした。 それでも、それは非常に敏感で扱いにくいものでした。 英国の化学者は、取り扱い中の感度を下げるためにニトロセルロース合成を改良しました。 1889年、イーストマンコダックはニトロセルロースを使用して柔軟なフィルムベースを作成しました。 このフィルムは主にX線に使用されました。 常に存在する燃焼の危険性により、1933年にこのフィルムが交換されました。 1920年代に象牙が不足したとき、ニトロセルロースはビリヤードボールのコーティングとして使用されました。 これらのビリヤードボールは、可燃性が高く、場合によっては爆発性であることが判明したため、使用を中止しました。