Nitrocellulose

Identifikation
Nitrocellulose


Nitrocellulose, afledt af cellulose .
Synonymer	cellulosenitrat, fulmicoton, bomuld pulver, pyroxyl, kollodium
N o CAS	9004-70-0
PubChem	720071
Udseende	fibermasse, gul-hvid
Kemiske egenskaber
Brute formel	C 6 H 7 N 3 O 11
Molar masse	297,1333 ± 0,0092 g / mol C 24,25%, H 2,37%, N 14,14%, O 59,23%,
Fysiske egenskaber
T ° fusion	160- 180 ° C
Opløselighed	Jord. i 25 dele på 1 vol. alc. + 3 bind. ether ; jord. i methanol , acetone , iseddikesyre , amylacetat
Opløselighedsparameter δ	21,44 MPa 1/2 (11,83% N)
Volumenmasse	1,35 - 1,40 g · cm -3
Flammepunkt	4,4 ° C
Varmeledningsevne	0,23 W · m- 1 · K- 1
Elektroniske egenskaber
Dielektrisk konstant	7,0–7,5 (60 Hz) 6,6 (1 MHz)
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	$n ^ {20} _ {}$ 1,49 - 1,51
Forholdsregler
WHMIS
B4, F, B4 : Brandfarligt fast stof Transport af farligt gods: klasse 4.1 F : Farligt reaktivt materiale bliver selvreaktivt ved stød Oplysning ved 1,0% ifølge klassificeringskriterier
Direktiv 67/548 / EØF
E Indeksnummer : 603-037-00-6 Klassifikation : E; R3- symboler : E : Eksplosive R-sætninger : R3 : Stor risiko for eksplosion ved stød, friktion, ild eller andre antændelseskilder. S-sætninger : (S2) : Opbevares utilgængeligt for børn. S35 : Dette produkt og dets beholder skal bortskaffes på en sikker måde. R-sætninger : 3, S-sætninger : (2), 35,
Økotoksikologi
DL 50	> 5000 mg · kg -1 mus oral

Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den nitrocellulose eller cellulosenitrat er en celluloseester , eksplosive, afledt af cellulose . Det blev brugt i ammunition i form af fulmicoton , bomuldspulver eller endda pyroxyl .

Ejendomme

Nitrocellulose er et fulminerende eksplosivstof i tør tilstand, dvs. det afgiver store mængder gas og varme ved forbrænding. Nitrocellulose kan gel i en blanding af ether og alkohol (ifølge metoden fra Paul Vieille ). Nitrocellulosegel kaldes collodion . Dette produkt er meget let opløseligt og synes at være meget dårligt bionedbrydeligt i vand.

Historisk

Nitrocellulose blev opdaget i 1838 af Théophile-Jules Pelouze i form af nitreret papir, men historien begyndte virkelig med den tyske kemiker Christian Friedrich Schönbein i 1846 . Det testes som erstatning for sort pulver til skydevåben, men forbliver begrænset til brug som eksplosivstof, fordi det er for farligt. En lang liste over kemikere vil i lang tid forsøge at bruge nitrocellulose som et hvidt røgfrit pulver, og det er endelig Paul Vieille , der i 1884 opdagede en proces, der tillod det.

Bomuld blev meget ofte brugt til fremstilling af hvor navnene på bomuldspulver og fulmicoton.

I 1875 , Alfred Nobel sårede sin finger i sin franske laboratorium i Sevran . Han behandlede såret ved at anvende collodion. Tænker på sammensætningen af den flydende bandage kom han på ideen om at blande nitroglycerin med nitrocellulose. Han indgav patent på sin nye opfindelse under navnet ” gummidynamit ” eller ”aktiv basedynamit”.

Fremstilling

Den cellulose er den vigtigste komponent i væggen af planter, yderligere Bomuld er næsten ren cellulose gør det til en kilde til valg. Det behandles med sulfonsyre (blanding af salpetersyre og svovlsyre ). De således producerede nitroniumioner reagerer med alkoholosefunktionerne i cellulose til dannelse af nitrocellulose og vand. Der opnås en blanding af cellulosemononitrat, dinitrat og trinitrat. De nitrering stiger med svovlsyre indhold, som også absorberer det dannede vand, sidstnævnte forskydning ligevægten.

Mononitratet er opløseligt i en 2 / 3-1 / 3 blanding af ether og alkohol, hvilket giver det kollodion, der anvendes til celluloselak, f.eks. Ved violinfremstilling eller modelfremstilling eller endda neglelak. Det omtales i sammensætningerne som "opløselig nitrocellulose".

Dinitratet og især trinitratet er uopløseligt i den foregående blanding (og udgør "uopløselig nitrocellulose") men fuldstændigt opløseligt i acetone .

Mononitrat er meget brandfarligt. Dinitrat og især trinitrat er meget farlige og eksplosive produkter i tør tilstand. Derudover gør det mindste spor af salpetersyre, der er fanget i fibrene ved fremstillingsprocessen, produktet meget ustabilt. Nitrocellulose skal opbevares i vand eller høj luftfugtighedsforhold (> 25%) for at blive betragtet som sikker.

Ansøgninger

Nitrocellulose, især i form af kollodion, har kendt mange anvendelser:

Den Kollodium er / eller har været anvendt i medicin til at isolere risikoen for sår fra eksterne infektioner. Det ligner en farveløs lak og kommer let ud af huden, efter at såret er helet. Denne kollodion opnås ved behandling, der involverer bomuld og salpetersyre , idet det hele fortyndes - efter rigelig skylning og tørring - i ether . Tilstedeværelsen af ether førte til forbud mod kollodion i 1960'erne og 1970'erne i nogle lande (undtagen blandt andet Belgien og Frankrig).

Nitrocellulose blev primært brugt som et eksplosivstof (det berømte pulver B , dette erstattede sort pulver).
Ifølge opdagelsen af den franske kemiker Hilaire Bernigaud de Chardonnet i 1884 blev det også brugt til fremstilling af stoffer. Disse viste sig imidlertid at være farlige, fordi de var meget brandfarlige. Deraf navnet stedmor silke , der var blevet givet i slutningen af det XIX th århundrede . Bemærk, at stearinlyset på dette tidspunkt stadig blev meget brugt som et middel til belysning i hjemmet eller andet.
Nitrocellulose anvendes i visse limer, som en komponent af træmasse (kollodion hærder i det fri), men også som en belægning til luftmodeller eller endelig som en antændelseskomponent (brande).
Ping-pong kugler er ofte lavet af celluloid eller "Héraud nitrocellulose", dvs. en blanding af nitrocellulose og kamfer (blødgøringsmiddel gør nitrocellulose mindre reaktiv).
Den Kollodium blev anvendt i de tidlige dage af fotografering at indeholde følsomme stoffer, flød over glasplader. Den celluloid blev brugt som en fleksibel støtte til den første fotografiske film og blev vedtaget allerede i 1891 til fremstilling af den første biograf film ved Thomas Edison og hans ingeniør og første direktør for historien William Kennedy Dickson , indtil 1934, da den denne meget brandfarligt , selv eksplosiv, blev understøttelsen erstattet af cellulosetriacetat , som er mere stabil.
Illusionister bruger også nitrocellulose til at producere hurtig forbrænding, hvilket efterlader ringe eller ingen faste forbrændingsrester. Det kaldes flashpapir eller bomuldsblitz , formålet med manøvren at distrahere seeren for at give illusionisten mulighed for at få et objekt til at vises i hans hånd.
I biokemi forekommer det i form af ru, hvide membraner; det bruges til at udføre Western og Dot blotting test ; faktisk har nitrocellulose egenskaben til hurtigt at fiksere proteiner.
Emballagen til færdigpakket kød bruger cellophan belagt udvendigt med en nitrocellulose eller polyethylenlak.

Nævnt i litteraturen

Jules Verne nævner fulmicoton (nitrocellulose) i flere af hans romaner. Den Baltimore pistol klub bruger den til sin gigantiske kanon i Fra Jorden til Månen , mens de overlevende af Mysterious Island gør det til at erstatte sort pulver , som de har i begrænset udbud. Det diskuteres også i Journey to the Center of the Earth . Endelig fremkalder han det i sin katastroferoman '' Kansleren '' sammenlignet med picrat af kaliumchlorid , et mindre kraftigt eksplosivt stof, hvis karboy er skjult i tarmene på det brændende skib.

Nævner i biografen

I filmen Next (2007) antænder Nicolas Cage en rose lavet af nitrocellulosepapir.

I filmen Inglourious Basterds (2009) sætter Marcel ( Jacky Ido ) et bjerg af cellulosenitratspoler i brand for at ødelægge hans biograf ved ild og dermed dræbe de høje nazistiske dignitarier der.

I filmen Insaisissables (2013) bruger de fire tryllekunstnere nitrocellulose til en pyroteknisk effekt uden rester.

Forladelse af forskellige årsager ...

Opfindelsen af dynamit med en meget større knusende virkning bragte den meget mindre magtfulde fulmicoton i brug som et industrielt eksplosiv. Fulmicoton har fordelen ved et bestemt og ret langsomt deflagrationsregime (eksplosionseffekt), perfekt kompatibelt med dets anvendelse i skydevåben (stadig brugt, i dag, i missiler , for sin "fusionseffekt" (ikke brudt)).

Næsten 5.000 tons nitrocellulose opbevares i Toulouse, et par hundrede meter fra det tidligere AZF-sted . Inovember 2020Premierminister Jean Castex annoncerer en dekontaminering af stedet for 2022.

Noter og referencer

beregnet molekylmasse fra " Atomic vægte af elementerne 2007 " på www.chem.qmul.ac.uk .
" COLLODION " , om databank om farlige stoffer (adgang til 11. januar 2010 )
(i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd ed. , 1076 s. ( ISBN 978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , læs online ) , s. 294
(en) James G Speight og Norbert Adolph Lange, Langes håndbog om kemi , New York, McGraw-Hill, koll. "Standardhåndbøger",2005, 16 th ed. , 1623 s. ( ISBN 978-0-07-143220-7 , OCLC 57666317 ) , s. 2.807 og 2.746
" Nitrocellulose " i databasen over kemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for arbejdsmiljø og sundhed), adgang til 24. april 2009
" ChemIDPlus " (adgang til 3. februar 2009 )
Christine Rooms; Paulilles: smedning af et territorium-værktøj. 1870-1911 ; Master II-afhandling, University of Perpignan, 2010, 502 sider
Vincent Pinel , teknisk ordbog for biograf , Paris, Armand Colin ,2012, 369 s. ( ISBN 978-2-200-35130-4 ) , s. 309-310.
Henri Dupin et al. , Menneskelig mad og ernæring , Paris, ESF,1992, 1533 s. ( ISBN 978-2-7101-0892-4 , OCLC 639176877 , læs online ) , s. 748 til 751.
" Toulouse. Masser af eksplosiver begravet under vand: Jean Castex beslaglægger filen ” , på actu.fr (hørt 27. november 2020 ) .