Свойства нитроцеллюлозы

Нитроцеллюлоза производится азотной кислотой при взаимодействии с целлюлозой. Нитроцеллюлоза нетоксична, но легко воспламеняется. Он классифицируется как взрывчатое вещество, если содержание азота превышает 12,6%. Нитроцеллюлоза, используемая с 19 века, является химическим веществом многоцелевого назначения, используемым во многих отраслях промышленности. Различное содержание азота в различных составах позволяет использовать нитроцеллюлозу в фармацевтике, красках, лаках, пластмассах, взрывчатых веществах и пропеллентах.

Нитроцеллюлоза - это взрывоопасное соединение, образующееся в результате реакции целлюлозы и азотной кислоты или другого сильного нитрующего агента. При высыхании нитроцеллюлоза может выглядеть как мякоть, напоминающая вату. Это прозрачная жидкость или полутвердое вещество при растворении в спирте, ацетоне или смеси эфир-спирт. Нитроцеллюлоза с низким содержанием азота растворима в ацетоне и смеси эфир-спирт. Взрывоопасная форма с высоким содержанием азота растворима в ацетоне, но не в смесях эфир-спирт. Нитроцеллюлоза имеет температуру вспышки 12,7 ° C (55 ° F) и температуру самовоспламенения 170 ° C (338 ° F).

Характеристики нитроцеллюлозы варьируются в зависимости от источника целлюлозы, силы прореагировавшей кислоты, температуры реакции, времени реакции и отношения кислоты к целлюлозе. Содержание азота, варьирующееся от 10 до 14 процентов, можно получить, контролируя компоненты и условия реакции. Различия в содержании азота придают разные характеристики каждому составу. Нитроцеллюлоза с содержанием азота ниже 12,3 процента используется для лаков, покрытий и красок. Содержание азота выше 12,6% считается взрывчатым веществом.

Нитроцеллюлоза представляет собой легковоспламеняющееся твердое вещество и представляет умеренную опасность взрыва. В сухом состоянии воздействие тепла или сильных окислителей создает чрезвычайную опасность возгорания. Влажная нитроцеллюлоза проявляет характеристики воспламеняемости растворителя, в котором она находится, аналогично бензину. Нитроцеллюлоза обладает низкой токсичностью.

Нитроцеллюлоза используется во взрывчатых веществах, ракетном топливе, лаке, флеш-бумаге, бездымном порохе, отделке кожи, в качестве основы для печатных красок, при нанесении покрытий. переплетная ткань, пленка для лабораторных испытаний, мячи для пинг-понга, фармацевтические препараты и целлулоид, используемый для ранней рентгеновской, фотографической и кинопленки. Смешанная с нитроглицерином, нитроцеллюлоза используется в качестве взрывчатого вещества и ракетного топлива. Для глянцевой автомобильной отделки часто используется нитроцеллюлозный лак. Compound W® содержит нитроцеллюлозу, несущую салициловую кислоту, используемую для лечения бородавок.

Нитроцеллюлоза была открыта французским химиком Анри Браконно в 1832 году. Он сформулировал состав, объединив азотную кислоту с древесными волокнами или крахмалом. Нитроцеллюлоза была нестабильным, легким, горючим взрывчатым веществом. В 1846 году немецко-швейцарский химик Кристиан Шёнбейн открыл более простой метод синтеза нитроцеллюлозы. Он случайно пролил концентрированную азотную кислоту на стол. Он использовал хлопковый фартук, чтобы убрать разлив. Повесил фартук сушиться на плиту. При высыхании фартук вспыхнул и взорвался. Шёнбейн усовершенствовал процесс замачивания хлопка в смеси азотной и серной кислот. Азотная кислота (2HNO3) превращает целлюлозу (C6H10O5) в нитрат целлюлозы (C6H8 (NO2) 2O5) и воду. Добавляли серную кислоту, чтобы образовавшаяся вода не разбавляла азотную кислоту. Вату промывали водой, чтобы остановить реакцию, и медленно сушили при 100 ° C (212 ° F), чтобы предотвратить возгорание. Это был преобладающий метод синтеза нитроцеллюлозы. Полученную таким образом нитроцеллюлозу можно использовать в качестве взрывчатого вещества. Он был более мощным, чем порох, в качестве топлива. Тем не менее, это было очень чувствительно, и с ним было трудно справиться. Британские химики усовершенствовали синтез нитроцеллюлозы, чтобы снизить ее чувствительность при обращении с ней. В 1889 году компания Eastman Kodak использовала нитроцеллюлозу для создания гибкой пленочной основы. Эта пленка использовалась в основном для рентгеновских снимков. Постоянно присутствующая опасность возгорания привела к замене этой пленки в 1933 году. Нитроцеллюлоза использовалась в качестве покрытия для бильярдных шаров, когда в 1920-х годах слоновая кость стала дефицитной. Использование этих бильярдных шаров было прекращено после того, как было обнаружено, что они легко воспламеняются, а в некоторых случаях - взрывоопасны.