Nitrocellulose wordt geproduceerd door salpeterzuur dat reageert met cellulose. Nitrocellulose is niet-toxisch maar licht ontvlambaar. Het is geclassificeerd als een explosief wanneer het stikstofgehalte hoger is dan 12,6 procent. Gebruikt sinds de 19e eeuw, is nitrocellulose een multi-use chemicalie die in veel industrieën wordt gebruikt. Het verschillende stikstofgehalte in verschillende formuleringen maakt het mogelijk nitrocellulose te gebruiken in geneesmiddelen, verf, lakken, kunststoffen, explosieven en drijfgassen.

De feiten

Nitrocellulose is een explosieve verbinding die wordt gevormd door de reactie van cellulose en salpeterzuur zuur of een ander sterk nitreermiddel. Nitrocellulose kan verschijnen als een pulpachtige, katoenachtige vaste stof als deze droog is. Het is een heldere vloeistof die halfvast is als het wordt opgelost in alcohol, aceton of een mengsel van ether en alcohol. De stikstofarme vorm van nitrocellulose is oplosbaar in aceton en een mengsel van ether en alcohol. De explosieve, hoog-stikstofvorm is oplosbaar in aceton, maar niet in ether-alcoholmengsels. Nitrocellulose heeft een vlampunt van 12,7 graden C (55 graden F) en een zelfontbrandingstemperatuur van 170 graden Celsius.

Typen nitrocellulose

Nitrocellulosekarakteristieken variëren afhankelijk van de bron van cellulose, de sterkte van het gereageerde zuur, de temperatuur van de reactie, de reactietijd en de verhouding van zuur tot cellulose. Stikstofgehalte, variërend van 10 tot 14 procent, kan worden geproduceerd door de componenten en reactieomstandigheden te regelen. Variaties in stikstofgehalte geven verschillende kenmerken aan elke formulering. Nitrocellulose met stikstof onder 12,3 procent wordt gebruikt voor lakken, coatings en inkten. Stikstofgehalte boven 12,6 procent wordt als een explosief beschouwd.

Waarschuwing

Nitrocellulose is een ontvlambare vaste stof en vertoont een matig explosiegevaar. In droge toestand vormt blootstelling aan hitte of sterke oxidatiemiddelen een extreem brandgevaar. Natte nitrocellulose vertoont de ontvlambaarheidseigenschappen van het oplosmiddel waarin het zich bevindt, vergelijkbaar met benzine. Nitrocellulose vertoont lage toxiciteit.

Voordelen van nitrocellulose

Nitrocellulose wordt gebruikt in explosieven, raketgas, lak, flitspapier, rookloos buskruit, leerafwerking, als basis voor drukinkt, in boekbindbekledingscoating , in laboratoriumtestfilms, in pingpongballen, in farmaceutica en in celluloid gebruikt voor vroege röntgenfoto-, foto- en filmfilm. Gemengd met nitroglycerine, wordt nitrocellulose gebruikt als een straalmiddel en een raket drijfgas. Hoogglans afwerkingen voor auto's worden vaak gemaakt met nitrocelluloselak. Compound W® bevat nitrocellulose om het salicylzuur te dragen dat wordt gebruikt om wratten te behandelen.

Geschiedenis van nitrocellulose

Nitrocellulose werd ontdekt door de Franse chemicus Henri Braconnot in 1832. Hij formuleerde de verbinding door salpeterzuur te combineren met houtvezels of zetmeel. De nitrocellulose was een onstabiel, lichtgewicht, ontplofbaar explosief. In 1846 ontdekte een Duits-Zwitserse chemicus, Christian Shönbein, een eenvoudigere methode om nitrocellulose te synthetiseren. Hij morste per ongeluk geconcentreerd salpeterzuur op een tafel. Hij gebruikte een katoenen schort om de lekkage op te ruimen. Hij hing het schort op een fornuis om te drogen. Toen het droog was, flitste het schort en explodeerde. Shönbein verfijnde het proces om katoen te weken in een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur. Salpeterzuur (2HNO3) zet cellulose (C6H10O5) om in cellulosenitraat (C6H8 (NO2) 2O5) en water. Zwavelzuur werd toegevoegd om te voorkomen dat het gevormde water het salpeterzuur verdunde. Het katoen werd gespoeld in water om de reactie te stoppen en langzaam gedroogd bij 100 ° C (212 ° F) om ontsteking te voorkomen. Dit was de overheersende methode voor de synthese van nitrocellulose. De op deze wijze geproduceerde nitrocellulose zou als straalmiddel kunnen worden gebruikt. Het was krachtiger dan buskruit als drijfgas. Toch was het zeer gevoelig en moeilijk te hanteren. Britse chemici verfijnden de synthese van nitrocellulose om de gevoeligheid tijdens het hanteren te verminderen. In 1889 gebruikte Eastman Kodak nitrocellulose om een ​​flexibele filmbasis te formuleren. Deze film werd meestal gebruikt voor röntgenfoto's. Het altijd aanwezige gevaar van verbranding leidde tot de vervanging van deze film in 1933. Nitrocellulose werd gebruikt als een coating voor biljartballen toen ivoor in de jaren twintig schaars werd. Het gebruik van deze biljartballen werd gestopt nadat bleek dat ze licht ontvlambaar en in sommige omstandigheden explosief waren.