Proprietățile nitrocelulozei

Nitroceluloză este produsă de acidul azotic care reacționează cu celuloza. Nitroceluloză este netoxică, dar foarte inflamabilă. Este clasificat ca exploziv atunci când conținutul de azot depășește 12,6%. Utilizată încă din secolul al XIX-lea, nitroceluloză este o substanță chimică multi-uzată folosită în multe industrii. Conținutul diferit de azot din diferite formulări permite utilizarea nitrocelulozei în produse farmaceutice, vopsea, lacuri, materiale plastice, explozivi și propulsori

Nitroceluloză este un compus exploziv produs de reacția celulozei și acidului azotic sau a altui agent de nitrație puternic. Nitroceluloză poate apărea ca un solid, asemănător bumbacului, când este uscat. Este un lichid limpede până la semisolid atunci când este dizolvat în alcool, acetonă sau un amestec eter-alcool. Forma scăzută de azot a nitrocelulozei este solubilă în acetonă și un amestec eter-alcool. Forma explozivă cu conținut ridicat de azot este solubilă în acetonă, dar nu în amestecuri eter-alcool. Nitroceluloză are un punct de aprindere de 12,7 grade C (55 grade F) și o temperatură de autoinflamare de 170 grade C (338 grade F).

Caracteristicile nitrocelulozei variază în funcție de sursa de celuloză, puterea acidului reacționat, temperatura reacției, timpul de reacție și raportul acid-celuloză. Conținutul de azot, variind de la 10 la 14 la sută, poate fi produs prin controlul componentelor și condițiilor de reacție. Variațiile conținutului de azot dau caracteristici diferite fiecărei formulări. Nitroceluloză cu azot sub 12,3% este utilizată pentru lacuri, acoperiri și cerneluri. Conținutul de azot peste 12,6% este considerat un exploziv.

Nitroceluloză este un solid inflamabil și prezintă un risc moderat de explozie. În stare uscată, expunerea la căldură sau oxidanți puternici prezintă un pericol extrem de incendiu. Nitroceluloză umedă prezintă caracteristicile de inflamabilitate ale solventului în care se află, similar cu benzina. Nitroceluloză prezintă o toxicitate scăzută.

Nitroceluloză este utilizată în explozivi, propulsor pentru rachete, lac, hârtie rapidă, praf de pușcă fără fum, finisaje din piele, ca bază de cerneală de imprimare, în acoperire pânză de legătură, în filme de testare de laborator, în bile de ping-pong, în produse farmaceutice și în celuloid utilizate pentru filmele radiografice timpurii, fotografice și de film. Amestecată cu nitroglicerină, nitroceluloză este utilizată ca agent de sablare și ca propulsor pentru rachete. Finisajele auto lucioase sunt adesea realizate cu lac nitrocelulozic. Compusul W® conține nitroceluloză pentru a transporta acidul salicilic utilizat pentru tratarea negilor.

Nitroceluloză a fost descoperită de chimistul francez Henri Braconnot în 1832. El a formulat compusul prin combinarea acidului azotic cu fibre de lemn sau amidon. Nitroceluloză a fost un explozibil instabil, ușor, combustibil. În 1846, un chimist germano-elvețian, Christian Shönbein, a descoperit o metodă mai ușoară de sintetizare a nitrocelulozei. A vărsat accidental acid nitric concentrat pe o masă. A folosit un șorț de bumbac pentru a curăța scurgerea. A atârnat șorțul pe o sobă pentru a se usca. Când era uscat, șorțul fulgeră și explodă. Shönbein a rafinat procesul pentru a înmuia bumbacul într-un amestec de acizi nitric și sulfuric. Acidul azotic (2HNO3) transformă celuloza (C6H10O5) în azotat de celuloză (C6H8 (NO2) 2O5) și apă. S-a adăugat acid sulfuric pentru a împiedica apa formată să dilueze acidul azotic. Bumbacul a fost clătit în apă pentru a opri reacția și s-a uscat încet la 100oC (212oF) pentru a preveni aprinderea. Aceasta a fost metoda predominantă de sinteză a nitrocelulozei. Nitroceluloză produsă în acest mod ar putea fi utilizată ca agent de sablare. Era mai puternic decât praful de pușcă ca propulsor. Cu toate acestea, a fost extrem de sensibil și greu de manevrat. Chimiștii britanici au rafinat sinteza nitrocelulozei pentru a-i reduce sensibilitatea în timpul manipulării. În 1889, Eastman Kodak a folosit nitroceluloză pentru a formula o bază flexibilă de film. Acest film a fost utilizat mai ales pentru radiografii. Pericolul constant de ardere a dus la înlocuirea acestui film în 1933. Nitroceluloză a fost folosită ca strat de acoperire pentru bilele de biliard când fildeșul a devenit rar în anii 1920. Utilizarea acestor bile de biliard a fost oprită după ce s-a descoperit că sunt extrem de inflamabile și, în unele circumstanțe, explozive.