Nitroceluloza

Z Wikipedii

wzór strukturalny nitrocelulozy

Model kulkowy

Nitroceluloza (NC) to mieszanina azotanów(V) celulozy - estrów celulozy oraz kwasu azotowego. Maksymalna teoretyczna zawartość azotu w nitrocelulozie wynosi 14,14%, co odpowiada triazotanowi(V) celulozy - [C₆H₇O₂(ONO)₃]_n.

Jest to silny materiał wybuchowy miotający, zdolny do DDT (z ang. Deflagration-Detonation Transition - przejście deflagracyjno-detonacyjne). 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.

Właściwości:

• Silne właściwości wybuchowe
• Łatwopalny
• Może ulec samozapłonowi jeżeli zawiera resztki kwasów
• Temperatura wybuchu ok. 200°C
• Dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych (np. alkohol etylowy, aceton, benzen)
• Nierozpuszczalny w wodzie
• Prędkość detonacji 7300 m/s przy maksymalnej gęstości 1,2 g/cm³
• Powoli rozkłada się pod wpływem ciepła
• Mała wrażliwość na wstrząsy
• Zapala się pod wpływem iskry, ciepła, płomienia
• Wygląd zewnętrzny zależy od wyglądu celulozy przed estryfikacją - nie ulega zmianie

Nitroceluloza 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 50% roztworem azotanu celulozy w eterze dietylowym.

Sposób otrzymywania. Azotan celulozy można sporządzić z podstawowych odczynników chemicznych. W mieszaninie kwasów azotowego 65% (12 ml) i siarkowego 98% (20 ml) po zakończeniu uwalniania się z niej tlenków azotu (białe dymy) umieszcza się kłębki waty lub waciki kosmetyczne ze 100% celulozy tak, by były całkowicie zanurzone w kwasie (ok. 1 g), po czym odstawia na 20 minut w chłodne miejsce. Po upłynięciu tego czasu watę wyjmuje się i neutralizuje w zlewce węglanem sodu bądź wodorowęglanem sodu do uzyskania odczynu obojętnego, po czym wrzuca do lejka i przemywa wodą destylowaną. Następnie stabilizuje się produkt mocznikiem przez kąpiel w roztworze 2-3% i powolne wysuszenie do całkowitej suchości.

Zagrożenia. Przygotowanie ilości większych niż 5 g może zakończyć się wymknięciem reakcji spod kontroli i wybuchem, połączonym z uwalnianiem toksycznych gazów i rozpryskami kwasu. Temperatura ucieczki dla tego związku to 70°C - nie można pozwolić, by temperatura przekroczyła ten poziom. Nieprawidłowe oczyszczenie z kwasów może spowodować samorzutną detonację suchego azotanu celulozy.

Uwaga: Opisane substraty i/lub produkty są żrące, parzące i szkodliwe, a eksperymenty z nimi mogą skończyć się poważnymi uszkodzeniami lub poparzeniami ciała, a w skrajnych przypadkach nawet śmiercią!

Uwaga: Opisane substraty i/lub produkty są wybuchowe, toksyczne lub łatwopalne, ich nielegalne posiadanie może być przyczyną konsekwencji prawnych z karą pozbawienia wolności włącznie, a eksperymenty z nimi mogą skończyć się poważnymi uszkodzeniami ciała lub nawet śmiercią!