Nitroceluloza

Nitroceluloza

Identyfikacja
Numer CAS	9004-70-0
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanego źródła Niebezpieczeństwo Zwroty H H201 Zwroty P brak wiarygodnych danych NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 3 2 3

Nitroceluloza – mieszanina estrów celulozy i kwasu azotowego. Do każdej reszty glukozowej dołączone są grupy –NO₂ (od jednej do trzech, w zależności od stopnia estryfikacji), pochodzące od kwasu azotowego. Fragmenty zawierające w pełni zestryfikowane reszty cukrowe opisuje wzór [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n (triazotan celulozy). Maksymalna zawartość azotu w nitrocelulozie wynosi teoretycznie 14,14% (w praktyce zwykle mniej).

Jest to silny materiał wybuchowy miotający, zdolny do DDT (z ang. deflagration-to-detonation transition – przejście deflagracyjno-detonacyjne). Na powietrzu spala się błyskawicznie bardzo jasnym, żółtym płomieniem, nie zostawiając zapachu ani żadnych widocznych pozostałości po spaleniu. Emituje znaczne ilości ciepła – fala cieplna deflagracji jednego grama jest wyczuwalna 2 metry od próbki.

Nitrocelulozę o zawartości 10–12% azotu nazywa się bawełną kolodionową, a o zawartości 12–14% azotu – bawełną strzelniczą. Nie jest związkiem nitrowym, ale azotanem.

Właściwości

• Silne właściwości wybuchowe.
• Łatwopalny.
• Temperatura zapłonu ok. 200 °C.
• Dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych (np. alkohol etylowy, aceton, benzen); roztwory takie znane są jako lakier nitrocelulozowy.
• Nierozpuszczalny w wodzie.
• Prędkość detonacji 6300 m/s przy maksymalnej gęstości 1,3 g/cm³ (przy pobudzeniu spłonką lub w przypadku DDT).
• Powoli rozkłada się pod wpływem ciepła.
• Wrażliwa na płomień, a także na bodźce mechaniczne. Dla zapewnienia bezpiecznego transportu do nitrocelulozy dodaje się 25–30% wody lub alkoholu (etanolu, izopropanolu, butanolu i in.)
• Zapala się pod wpływem iskry, ciepła, płomienia.
• Wygląd zewnętrzny celulozy po estryfikacji – lekko żółknie lub nie ulega zmianie.

Nitroceluloza 13,3% N
Rok odkrycia	1845
Odkrywca	Christian Schönbein
Energia wybuchu	4,0 MJ/kg
Zdolność krusząca	380 cm³ Pb na 10 g
Maksimum ciśnienia detonacji
Prędkość detonacji	7,3 km/s
Gęstość odpowiadająca Vdet	1,20 g/cm³
Temperatura detonacji	230 °C
Wrażliwość na uderzenie	średnia
Objętość produktów gazowych	765 dm³/kg
Temperatura podczas wybuchu	3100 °C

Używana jest jako główny składnik prochu bezdymnego. Azotan celulozy o niższej zawartości azotu jest używany do otrzymywania celuloidu – tworzywa sztucznego oraz kolodium – substancji o właściwościach błony półprzepuszczalnej, będącej 4–10% roztworem azotanu celulozy w rozpuszczalniku organicznym.

Otrzymywanie

Azotan celulozy otrzymuje się poprzez estryfikację celulozy mieszaniną nitrującą.

Otrzymywanie nitrocelulozy

Temperatura ucieczki wynosi 70 °C. Nieprawidłowe oczyszczenie z kwasów może spowodować samorzutny zapłon suchego azotanu celulozy.