Lastnosti nitroceluloze

Nitroceluloza nastaja v reakciji dušikove kisline s celulozo. Nitroceluloza je nestrupena, vendar lahko vnetljiva. Razvrščen je kot eksploziv, kadar vsebnost dušika preseže 12,6 odstotka. Od 19. stoletja se nitroceluloza uporablja za večnamensko uporabo v številnih panogah. Različna vsebnost dušika v različnih formulacijah omogoča uporabo nitroceluloze v farmacevtskih izdelkih, barvah, lakih, plastiki, eksplozivih in pogonskih plinih

Nitroceluloza je eksplozivna spojina, ki nastane z reakcijo celuloze in dušikove kisline ali drugega močnega nitrirajočega sredstva. Nitroceluloza se lahko v suhem stanju pojavi kot kašasta, bombažu podobna trdna snov. Je bistra tekočina do poltrdna, ko se raztopi v alkoholu, acetonu ali mešanici etra in alkohola. Oblika nitroceluloze z nizko vsebnostjo dušika je topna v acetonu in mešanici etra in alkohola. Eksplozivna oblika z visoko vsebnostjo dušika je topna v acetonu, ne pa v mešanicah etra in alkohola. Nitroceluloza ima plamenišče 12,7 stopinj C (55 stopinj F) in temperaturo samovžiga 170 stopinj C (338 stopinj F).

Značilnosti nitroceluloze se razlikujejo glede na vir celuloze, jakost reagirajoče kisline, temperaturo reakcije, čas reakcije in razmerje kislina / celuloza. Vsebnost dušika, ki se giblje od 10 do 14 odstotkov, lahko nastane z nadzorovanjem komponent in pogojev reakcije. Spremembe vsebnosti dušika dajejo različnim značilnostim vsake formulacije. Nitroceluloza z dušikom pod 12,3 odstotka se uporablja za lake, premaze in črnila. Vsebnost dušika nad 12,6 odstotka velja za eksploziv.

Nitroceluloza je vnetljiva trdna snov in predstavlja zmerno nevarnost eksplozije. V suhem stanju izpostavljenost toploti ali močnim oksidantom predstavlja izjemno nevarnost požara. Mokra nitroceluloza kaže lastnosti vnetljivosti topila, v katerem je, podobno kot bencin. Nitroceluloza ima majhno toksičnost.

Nitroceluloza se uporablja v eksplozivih, raketnem gorivu, laku, bliskovnem papirju, brezdimnem smodniku, končni obdelavi usnja, kot podlaga za tiskarske barve, pri premazovanju knjigoveški material, v laboratorijskih testnih filmih, v kroglicah za namizni tenis, v farmacevtskih izdelkih in celuloidih, ki se uporabljajo za zgodnje rentgenske, fotografske in filmske filme. V mešanici z nitroglicerinom se nitroceluloza uporablja kot sredstvo za razstreljevanje in raketno gorivo. Avtomobilski zaključki z visokim sijajem so pogosto narejeni z nitroceluloznim lakom. Spojina W® vsebuje nitrocelulozo za prenašanje salicilne kisline, ki se uporablja za zdravljenje bradavic.

Nitrocelulozo je leta 1832 odkril francoski kemik Henri Braconnot. Spojino je oblikoval tako, da je dušikovo kislino kombiniral z lesnimi vlakni ali škrobom. Nitroceluloza je bila nestabilen, lahek, gorljiv eksploziv. Leta 1846 je nemško-švicarski kemik Christian Shönbein odkril enostavnejši način sinteze nitroceluloze. Naključno je na mizo razlil koncentrirano dušikovo kislino. Za čiščenje razlitja je uporabil bombažni predpasnik. Predpasnik je obesil na peč, da se posuši. Ko se je predpasnik posušil, je bliskalo in eksplodiralo. Shönbein je postopek izboljšal tako, da je namočil bombaž v mešanici dušikove in žveplove kisline. Dušikova kislina (2HNO3) pretvori celulozo (C6H10O5) v celulozni nitrat (C6H8 (NO2) 2O5) in vodo. Dodana je žveplova kislina, ki preprečuje, da bi nastala voda razredčila dušikovo kislino. Bombaž je bil spran v vodi, da je reakcija ustavila, in počasi sušen pri 100 ° C (212 ° F), da se prepreči vžig. To je bila prevladujoča metoda sinteze nitroceluloze. Tako proizvedena nitroceluloza se lahko uporablja kot sredstvo za razstreljevanje. Kot pogonsko gorivo je bil močnejši od smodnika. Vendar je bil zelo občutljiv in ga je bilo težko obvladati. Britanski kemiki so rafinirali sintezo nitroceluloze, da bi zmanjšali njeno občutljivost med ravnanjem. Leta 1889 je Eastman Kodak z nitrocelulozo oblikoval prožno filmsko podlago. Ta film je bil večinoma uporabljen za rentgenske žarke. Vedno prisotna nevarnost zgorevanja je leta 1933 zamenjala ta film. Nitroceluloza je bila uporabljena kot prevleka za biljardne kroglice, ko je slonovina v dvajsetih letih postala redka. Uporaba teh biljardnih žog je bila ustavljena, potem ko so odkrili, da so zelo vnetljive in v nekaterih okoliščinah eksplozivne.