Egenskapene til nitrocellulose

Nitrocellulose produseres av salpetersyre som reagerer med cellulose. Nitrocellulose er ikke-giftig, men svært brannfarlig. Det er klassifisert som et eksplosivt stoff når nitrogeninnholdet overstiger 12,6 prosent. Brukt siden 1800-tallet er nitrocellulose et flerbrukskjemikalie som brukes i mange bransjer. Ulike nitrogeninnhold i forskjellige formuleringer gjør at nitrocellulose kan brukes i legemidler, maling, lakk, plast, eksplosiver og drivmidler

Nitrocellulose er en eksplosiv forbindelse produsert ved reaksjon av cellulose og salpetersyre, eller et annet sterkt nitreringsmiddel. Nitrocellulose kan fremstå som et masse, bomullslignende fast stoff når det er tørt. Det er en klar væske til halvfast når den er oppløst i alkohol, aceton eller en eter-alkoholblanding. Lavnitrogenformen av nitrocellulose er løselig i aceton og en eter-alkoholblanding. Den eksplosive, høy-nitrogenformen er løselig i aceton, men ikke i eter-alkoholblandinger. Nitrocellulose har et flammepunkt på 12,7 grader C (55 grader F) og en selvantennelsestemperatur på 170 grader C (338 grader F).

Nitrocellulose-karakteristika varierer avhengig av kilden til cellulose, styrken av reagerte syre, reaksjonstemperaturen, reaksjonstidspunktet og syre-til-celluloseforholdet. Nitrogeninnhold, varierende fra 10 til 14 prosent, kan produseres ved å kontrollere komponentene og reaksjonsbetingelsene. Variasjoner i nitrogeninnhold gir forskjellige egenskaper for hver formulering. Nitrocellulose med nitrogen under 12,3 prosent brukes til lakk, belegg og blekk. Nitrogeninnhold over 12,6 prosent regnes som et eksplosivt stoff.

Nitrocellulose er et brennbart fast stoff og utgjør en moderat eksplosjonsfare. I tørr tilstand utgjør eksponering for varme eller sterke oksidasjonsmidler en ekstrem brannfare. Våt nitrocellulose viser antennelsesegenskapene til løsningsmidlet det er i, i likhet med bensin. Nitrocellulose har lav toksisitet.

Nitrocellulose brukes i eksplosiver, rakettdrivmiddel, lakk, flashpapir, røykfritt krutt, lærbehandling, som trykkfargebase, i belegg bokbindingsklut, i laboratorietestfilmer, i ping-pong-baller, i legemidler og i celluloid som brukes til tidlig røntgen-, fotografi- og filmfilm. Blandet med nitroglyserin brukes nitrocellulose som et sprengningsmiddel og et rakettdrivmiddel. Høyglansede bilutførelser er ofte laget med nitrocelluloselakk. Forbindelse W® inneholder nitrocellulose for å bære salisylsyre som brukes til å behandle vorter.

Nitrocellulose ble oppdaget av den franske kjemikeren Henri Braconnot i 1832. Han formulerte forbindelsen ved å kombinere salpetersyre med trefibre eller stivelse. Nitrocellulosen var et ustabilt, lett, brennbart eksplosivstoff. I 1846 oppdaget en tysk-sveitsisk kjemiker, Christian Shönbein, en enklere metode for å syntetisere nitrocellulose. Han sølte ved et uhell konsentrert salpetersyre på et bord. Han brukte et bomullsforkle for å rydde opp i utslippet. Han hang forkleet på en komfyr for å tørke. Når det var tørt, blinket forkleet og eksploderte. Shönbein raffinerte prosessen til å suge bomull i en blanding av salpetersyre og svovelsyrer. Salpetersyre (2HNO3) omdanner cellulose (C6H10O5) til cellulosenitrat (C6H8 (NO2) 2O5) og vann. Svovelsyre ble tilsatt for å forhindre at vannet dannet fra å fortynne salpetersyren. Bomullen ble skyllet i vann for å stoppe reaksjonen og tørket sakte ved 100oC (212oF) for å forhindre antenning. Dette var den dominerende metoden for nitrocellulose-syntese. Nitrocellulose produsert på denne måten kan brukes som et sprengningsmiddel. Det var kraftigere enn krutt som drivmiddel. Likevel var det veldig følsomt og vanskelig å håndtere. Britiske kjemikere raffinerte nitrocellulose-syntese for å redusere følsomheten under håndtering. I 1889 brukte Eastman Kodak nitrocellulose for å formulere en fleksibel filmbase. Denne filmen ble mest brukt til røntgenbilder. Den stadig tilstedeværende forbrenningsfaren førte til at denne filmen ble erstattet i 1933. Nitrocellulose ble brukt som belegg for biljardkuler da elfenben ble knapp på 1920-tallet. Bruken av disse biljardkulene ble stoppet etter at de ble oppdaget å være svært brannfarlige og i noen tilfeller eksplosive.