Войти
| |||
 | |||
| Названия | |||
|---|---|---|---|
| Другие названия Нитрат целлюлозы; Флэш-бумага; Флэш-хлопок; Флэш-строка; Пушечный хлопок; Коллодий; Пироксилин | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер CAS | |||
| ChemSpider |
| ||
| UNII | |||
| Свойства | |||
| Химическая формула | (C. 6H. 9(NO. 2)O. 5). n(мононитроцеллюлоза). (C. 6H. 8(NO. 2). 2O. 5). n(динитроцеллюлоза). (C. 6H. 7(NO. 2). 3O. 5). n(тринитроцеллюлоза, изображенная в структурах выше) | ||
| Внешний вид | Желтовато-белые хлопковые волокна | ||
| Температура плавления | от 160 до 170 ° C (от 320 до 338 ° F; от 433 до 443 K) (возгорание) | ||
| Опасности | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  3 2 3 | ||
| Температура вспышки | 4,4 ° C (39,9 ° F; 277,5 K) | ||
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |||
| LD50(средняя доза ) | 10 мг / кг (мышь, IV ) | ||
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 N (что такое ?) | |||
| Ссылки на инфобокс | |||
Нитроцеллюлоза (также известная как нитрат целлюлозы, флэш-бумага, флэш-хлопок, пушистый хлопок, пироксилин и вспышка ) представляет собой легковоспламеняющееся соединение, образованное нитрованием целлюлоза в результате воздействия азотной кислоты или смеси азотной кислоты и другой кислоты, обычно соляной кислоты или серной кислоты, или к другому мощному нитрующему агенту. Одним из первых его основных применений было производство пороха, замена пороха в качестве метательного заряда в огнестрельном оружии. Он также использовался для замены пороха в качестве взрывчатого вещества низкого порядка в горнодобывающей промышленности и других областях.
В процессе используется смесь азотной кислоты и серной кислоты для преобразования целлюлозы в нитроцеллюлозу. Качество целлюлозы важно. Гемицеллюлоза, лигнин, пентозаны и минеральные соли дают низшие нитроцеллюлозы. Говоря точным химическим языком, нитроцеллюлоза представляет собой не нитросоединение, а сложный эфир нитрата. Повторяющаяся единица глюкозы (ангидроглюкоза) в цепи целлюлозы имеет три группы ОН, каждая из которых может образовывать сложный эфир нитрата. Таким образом, нитроцеллюлоза может обозначать мононитроцеллюлозу, динитроцеллюлозу и тринитроцеллюлозу или их смесь. С меньшим количеством групп ОН, чем в исходной целлюлозе, нитроцеллюлозы не агрегируются за счет водородных связей. Главное следствие - нитроцеллюлоза растворима в органических растворителях. Большинство лаков готовят из динитрата, тогда как взрывчатые вещества в основном представляют собой тринитрат.
Химическое уравнение для образования тринитрата:
Выход составляет около 85% с потерями, относящимися к полному окислению целлюлозы до щавелевой кислоты.
Основное использование Нитрат целлюлозы предназначен для производства взрывчатых веществ, лаков и целлулоидов. Взрывчатые применения обсуждаются ниже. Что касается лаков, нитроцеллюлоза легко растворяется в органических растворителях, которые при испарении оставляет бесцветные, прозрачные, гибкие пленки.
Мяч для настольного тенниса, изготовленный из нитроцеллюлозы (целлулоида) В 1832 году Анри Браконно обнаружил, что азотная кислота в сочетании с крахмалом или древесными волокнами дает легкий горючий взрывчатый материал, который он назвал ксилоидином. Несколько лет спустя, в 1838 году, еще один F химик Ренча, Теофиль-Жюль Пелуз (учитель Асканио Собреро и Альфред Нобель ), обращался с бумагой и картоном таким же образом. Жан-Батист Дюма получил похожий материал, который он назвал нитрамидином. Эти вещества были очень нестабильными и не являлись взрывчатыми веществами.
Примерно в 1846 году Кристиан Фридрих Шёнбейн, немецко-швейцарский химик, открыл более практичный состав. Работая на кухне в своем доме в Базеле, он пролил смесь азотной кислоты (HNO 3) и серной кислоты <342.>) на кухонном столе. Он взял ближайшую ткань, хлопковый фартук, и вытер его. Он повесил фартук на дверцу печи, чтобы он просох, и как только он высох, вспыхнула вспышка, и фартук загорелся. Его метод приготовления был первым, кто получил широкое распространение. Метод заключался в погружении одной части тонкого хлопка в 15 частей равной смеси серной и азотной кислот. Через две минуты вату удаляли и промывали холодной водой для установления уровня этерификации и для удаления всех остатков кислоты. Затем хлопок медленно сушили при температуре ниже 40 ° C (104 ° F). Шёнбейн сотрудничал с франкфуртским профессором Рудольфом Кристианом Бёттгером, который независимо открыл этот процесс в том же году.
По совпадению, третий химик, Брауншвейгский профессор Ф. Дж. Отто также произвел пушечный хлопок в 1846 году и был первым, кто опубликовал этот процесс, к большому разочарованию Шёнбейна и Бёттгера.
Рабочий, работающий на хлопковом прессе за защитным канатным экраном, 1909 г. Патентные права на производство пушкового хлопка были получены John Hall Son в 1846 г., и промышленное производство взрывчатого вещества началось на специально построенной фабрике по адресу Marsh Works в Фавершем, Кент, год спустя. Производственный процесс не был должным образом понят, и были приняты некоторые меры безопасности. В результате серьезного взрыва в июле погибло почти два десятка рабочих, что привело к немедленному закрытию завода. Производство гункоттона прекратилось более чем на 15 лет, пока не удалось разработать более безопасную процедуру.
Британский химик Фредерик Август Абель разработал первый безопасный процесс производства пушкового хлопка, который он запатентовал в 1865 году. время сушки нитроцеллюлозы было увеличено до 48 часов и повторено восемь раз. Кислотную смесь заменили на две части серной кислоты на одну часть азотной. Нитрование можно контролировать, регулируя концентрацию кислоты и температуру реакции. Нитроцеллюлоза растворима в смеси этанола и эфира до тех пор, пока концентрация азота не превысит 12%. Растворимую нитроцеллюлозу или ее раствор иногда называют коллодием.
Гункоттон, содержащий более 13% азота (иногда называемый нерастворимой нитроцеллюлозой), получали путем длительного воздействия горячих концентрированных кислот для ограниченного использования в качестве взрывчатого вещества или для боеголовки подводного оружия, такого как морские мины и торпеды. Безопасное и устойчивое производство пушечного хлопка началось на Королевских пороховых заводах Уолтем-Эбби в 1860-х годах, и этот материал быстро стал доминирующим взрывчатым веществом, став стандартом для военных боеголовок, хотя он оставался слишком мощным, чтобы использоваться в качестве пропеллент. В конечном итоге были приготовлены более стабильные и медленно горящие смеси коллодиев с использованием менее концентрированных кислот при более низких температурах для бездымного пороха в огнестрельном оружии. Первый практический бездымный порох, сделанный из нитроцеллюлозы для огнестрельного оружия и артиллерийских боеприпасов, был изобретен французским химиком Полем Вьей в 1884 году.
Жюль Верн с оптимизмом смотрел на развитие пушечного хлопка. Он несколько раз упоминал это вещество в своих романах. Его авантюристы носили огнестрельное оружие, использующее это вещество. В его From the Earth to the Moon пушечный хлопок использовался для запуска снаряда в космос.
Чистая нитроцеллюлоза 
Среда для воспроизведения Тест на дефлаграцию нитроцеллюлозы в замедленной съемке Из-за их пушистого и почти белого вида нитроцеллюлозные продукты часто называют хлопком, например лаковый хлопок, целлуоидный хлопок и пушечный хлопок.
Гункоттон изначально производился из хлопка (как источника целлюлозы), но современные методы используют целлюлозу с высокой степенью переработки из древесной массы. Хотя хранение хлопка опасно, опасность, которую он представляет, можно уменьшить, если хранить его, смоченный различными жидкостями, например спиртом. По этой причине в сообщениях об использовании пушечного хлопка, датируемых началом 20 века, упоминается «мокрый пушечный хлопок».
Сила пушечного хлопка сделала его пригодным для взрыва. В качестве водителя снаряда он имел примерно в шесть раз больше газа, чем равный объем черного пороха, и выделял меньше дыма и меньше нагрева.
Дальнейшие исследования показали важность стирки подкисленного хлопка. Немытая нитроцеллюлоза (иногда называемая пироцеллюлозой) может спонтанно воспламениться и взорваться при комнатной температуре, поскольку испарение воды приводит к концентрации непрореагировавшей кислоты.
Пленка нитроцеллюлозы на свету коробка с изображением порчи из коллекции Библиотеки и архивов Канады Целлюлоза обрабатывается серной кислотой и нитратом калия с получением мононитрата целлюлозы. Он использовался в коммерческих целях как «целлулоид», легковоспламеняющийся пластик, который до середины 20 века использовался для изготовления лаков и фотопленок.
2 мая 1887 года Ганнибал Гудвин подал патент на «фотографическая пленка и процесс ее производства... особенно в связи с роликовыми камерами», но патент был выдан только 13 сентября 1898 года. Тем временем Джордж Истман уже начал производство роликов -фильм по собственной технологии.
Нитроцеллюлоза использовалась в качестве первой гибкой пленочной основы, начиная с продуктов Eastman Kodak в августе 1889 года. Камфора используется в качестве пластификатор для нитроцеллюлозной пленки, часто называемый нитратной пленкой. Патент Гудвина был продан Ansco, которая успешно подала в суд на Eastman Kodak за нарушение патента и в 1914 году получила 5 000 000 долларов компании Goodwin Film.
Для рентгеновского снимка использовалась нитратная пленка. фотография в течение некоторого времени, где ее опасный характер проявлялась наиболее остро, например, в 1933 году, перестала использоваться для таких целей, наряду с ее использованием для кинофильмов в 1951 году, когда ее заменили пленкой из ацетата целлюлозы (широко известная как защитная пленка). Возгорание нитроцеллюлозной рентгеновской пленки стало причиной пожара в клинике Кливленда в 1929 году в Кливленде, штат Огайо, в результате которого во время пожара погибли 123 человека и несколько человек были спасены. но умер через несколько дней из-за вдыхания ядовитого дыма.
Разложившаяся нитратная пленка. EYE Film Institute, Нидерланды Использование нитроцеллюлозной пленки для кинофильмов привело к требованию создания противопожарных кинотеатров с настенными покрытиями из асбеста. Обучающий фильм для киномехаников включал кадры контролируемого воспламенения катушки нитратной пленки, которая продолжала гореть при полном погружении в воду. Однажды загорелся, тушить крайне сложно. В отличие от многих других легковоспламеняющихся материалов, нитроцеллюлозе не нужен воздух для продолжения горения, так как материал содержит достаточно кислорода в своей молекулярной структуре. По этой причине погружение горящей пленки в воду может не погасить ее, а фактически увеличить количество дыма. Из соображений общественной безопасности лондонский метрополитен запретил транспортировку фильмов по своей системе до тех пор, пока не будет введена защитная пленка.
Пожары в кинотеатрах, вызванные возгоранием нитроцеллюлозы пленка, стали причиной трагедии в кинотеатре Дромколлихер 1926 года в графстве Лимерик, в которой погибли 48 человек и катастрофа 1929 года в кинотеатре «Глен» в Пейсли, Шотландия, в результате которой погибло 69 детей. Сегодня проецирование нитратной пленки является редкостью и, как правило, строго регулируется и требует обширных мер предосторожности, включая дополнительное обучение киномехаников по охране труда и технике безопасности. Проекторы, сертифицированные для работы с нитратными пленками, имеют много мер предосторожности, в том числе размещение подающих и приемных барабанов толстыми металлическими крышками с небольшими прорезями, позволяющими пленке проходить сквозь них. Проектор доработан для размещения нескольких огнетушителей с соплами, направленными на пленочные ворота. Огнетушители автоматически срабатывают, если кусок легковоспламеняющейся ткани, помещенный возле ворот, начинает гореть. Хотя это срабатывание, вероятно, повредит или разрушит значительную часть компонентов проекции, оно предотвратит пожар, который может вызвать гораздо больший ущерб. В проекционных залах могут потребоваться автоматические металлические крышки для проекционных окон, предотвращающие распространение огня в зрительный зал. Театр Драйден в Музее Джорджа Истмана - один из немногих кинотеатров в мире, который может безопасно показывать нитратные фильмы и регулярно показывать фильмы для публики.
Было обнаружено, что нитроцеллюлоза постепенно разлагается, высвобождая азотную кислоту и далее катализируя разложение (в конечном итоге в легковоспламеняющийся порошок). Десятилетия спустя было обнаружено хранение при низких температурах как средство задержки этих реакций на неопределенный срок. Считается, что подавляющее большинство фильмов, снятых в начале 20-го века, было потеряно либо из-за этого ускоряющегося самокатализирующегося распада, либо из-за пожаров на студийных складах. Утилизация старых фильмов - серьезная проблема для архивистов фильмов (см. сохранение пленки ).
Основа нитроцеллюлозной пленки, производимая Kodak, может быть идентифицирована по присутствию слова «нитрат» темными буквами вдоль одного края; слово только четкими буквами на темном фоне указывает на происхождение от оригинального негатива или проекционного отпечатка на нитратной основе, но сама пленка в руке может быть более поздней печатью или копией негатива, сделанной на защитной пленке. Ацетатная пленка, изготовленная в то время, когда нитратные пленки еще использовались, имела маркировку «Безопасность» или «Защитная пленка» вдоль одного края темными буквами. 8, 9,5 и 16-миллиметровая пленка, предназначенная для любительского и другого нетехнологического использования, никогда не производилась на нитратной основе на западе, но ходят слухи о том, что была произведена нитратная пленка толщиной 16 мм. в бывшем Советском Союзе и / или Китае.
Нитраты доминировали на рынке профессиональной 35-мм кинопленки с момента зарождения отрасли до начала 1950-х годов. В то время как так называемая «защитная пленка» на основе ацетата целлюлозы, в частности диацетат целлюлозы и пропионат ацетата целлюлозы, производилась в калибрах для мелкомасштабного использования в нишевых приложениях (таких как печать рекламы и других короткометражных фильмов, чтобы их можно было отправлять через почты без применения мер пожарной безопасности), ранние поколения основы из защитной пленки имели два основных недостатка по сравнению с нитратами: она была намного дороже в производстве и значительно менее долговечна при многократном проецировании. Стоимость мер безопасности, связанных с использованием нитратов, была значительно ниже, чем стоимость использования любой из безопасных основ, доступных до 1948 года. Эти недостатки в конечном итоге были преодолены с запуском компанией Eastman основной пленки триацетат целлюлозы Kodak в 1948 году. Триацетат целлюлозы очень быстро вытеснил нитрат как основу киноиндустрии. В то время как Kodak прекратила выпуск некоторых запасов нитратной пленки ранее, они прекратили производство различных нитратных рулонных пленок в 1950 году и прекратили производство нитратной 35-миллиметровой кинопленки в 1951 году.
Решающее преимущество триацетата целлюлозы перед нитратом состояло в том, что он был не более опасен для возгорания, чем бумага (этот материал часто называют «негорючим»: это правда, но он горючий, только не такой летучий или опасный, как нитрат), хотя он почти соответствовал уровню стоимость и долговечность нитрата. Он оставался практически исключительным для использования во всех толщинах пленки до 1980-х годов, когда пленка полиэстер / ПЭТ начала вытеснять ее для промежуточной и разделительной печати.
Полиэстер намного дороже. более устойчив к разложению полимера, чем нитрат или триацетат. Хотя триацетат не разлагается так опасно, как нитрат, он все же подвергается процессу, известному как деацетилирование, которое архивисты часто называют «уксусным синдромом» (из-за запаха уксусной кислоты разлагающейся пленки), из-за чего пленка сжимается, деформируется, становится хрупкой и в конечном итоге становится непригодной для использования. ПЭТ, как мононитрат целлюлозы, менее подвержен растяжению, чем другие доступные пластмассы. К концу 1990-х годов полиэстер почти полностью вытеснил триацетат для производства промежуточных элементов и выпускных отпечатков.
Триацетат по-прежнему используется для большинства негативов фотокамер, поскольку его можно «незаметно» сращивать с использованием растворителей во время сборки негативов, в то время как полиэфирная пленка может быть сращена только с помощью пластырей из липкой ленты или с помощью ультразвука, которые оставляют видимые следы в области рамки. Кроме того, полиэфирная пленка настолько прочна, что не ломается при натяжении и может серьезно повредить дорогостоящие механизмы камеры или проектора в случае застревания пленки, тогда как триацетатная пленка легко ломается, что снижает риск повреждения. Многие были против использования полиэстера для печатных изданий именно по этой причине, а также потому, что ультразвуковые сварочные аппараты - очень дорогие изделия, превышающие бюджеты многих небольших кинотеатров. Однако на практике это оказалось не такой большой проблемой, как предполагалось. Скорее, с более широким использованием автоматических систем длительного воспроизведения в кинотеатрах, более высокая прочность полиэстера стала значительным преимуществом в снижении риска прерывания работы пленки из-за разрыва пленки.
Несмотря на то, что он самовоспламеняется. Из-за опасности окисления нитрат по-прежнему высоко ценится, поскольку исходный материал более прозрачен, чем запасной, а в более старых пленках в эмульсии использовалось более плотное серебро. Комбинация приводит к заметно более яркому изображению с высоким коэффициентом контрастности.
Из-за своей взрывоопасной природы не все применения нитроцеллюлозы были успешными. В 1869 году, когда слоны были почти полностью истреблены браконьерством, индустрия бильярда предложила приз в размере долларов США тому, кто придумал лучшую замену бильярдным шарам из слоновой кости . Джон Уэсли Хаятт создал выигрышную замену, которую он создал с новым изобретенным им материалом под названием камфорная нитроцеллюлоза - первый термопласт, более известный как целлулоид. Изобретение недолго пользовалось популярностью, но шары Hyatt были чрезвычайно легковоспламеняемыми, и иногда части внешней оболочки взрывались при ударе. Владелец бильярдного салона в Колорадо написал Хаятту о взрывных тенденциях, сказав, что он не особо возражает лично, кроме того факта, что каждый человек в его салоне сразу же вытащил пистолет на звук. Процесс, использованный Hyatt для производства бильярдных шаров, запатентованный в 1881 году, включал помещение массы нитроцеллюлозы в резиновый мешок, который затем помещался в цилиндр с жидкостью и нагревался. К жидкости в цилиндре прикладывали давление, что приводило к равномерному сжатию нитроцеллюлозной массы, сжимая ее в однородную сферу, поскольку тепло испаряло растворители. Затем шар охлаждали и поворачивали, чтобы получилась однородная сфера. В свете взрывных результатов этот процесс был назван «методом пистолета Hyatt».
Нитроцеллюлоза была открыта в 1832 году Анри Браконно, но ранние образцы были слишком взрывчатка, чтобы быть полезным. Эта ситуация изменилась с началом процесса Кристиана Шёнбейна 1846 года. Его растворимость стала основой для первого «искусственного шелка » Жоржа Одемара в 1855 году, который он назвал «Район ".
. Однако Илер де Шардоне был первым, кто запатентовать нитроцеллюлозное волокно, продаваемое как «искусственный шелк» на Парижской выставке 1889 г.. Коммерческое производство началось в 1891 г., но результат был легковоспламеняющимся и более дорогим, чем ацетат целлюлозы или Curammonium район. Из-за этого затруднительного положения производство прекратилось в начале 1900-х годов. Нитроцеллюлоза была кратко известна как «тещинный шелк».
Позже нитроцеллюлоза нашла применение в качестве пластика, как пленочная основа, в чернилах и в качестве древесного покрытия. В 1855 году первый искусственный пластик, нитроцеллюлоза (под торговой маркой Parkesine, запатентована в 1862 году). создан Александром Парксом из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. В 1868 году американский изобретатель Джон Уэсли Хаятт разработал пластиковый материал, который он назвал Целлулоид, im доказательство изобретения Паркса путем пластификации нитроцеллюлозы камфорой, чтобы ее можно было переработать в готовую форму и использовать в качестве фотопленки. Целлулоид использовался Kodak и другими поставщиками с конца 1880-х годов в качестве пленки в фотографии, рентгеновских и кинофильмах, и был широко известен как нитратная пленка.
Фрэнк Гастингс Гриффин изобрел двойную прядь, особый процесс вытяжного прядения, в результате которого искусственный шелк превратился в вискозу, что сделало его пригодным для использования во многих промышленных товарах, таких как корды для шин и одежда. Натан Розенштейн изобрел «процесс прядения», с помощью которого он превратил вискозу из твердого волокна в ткань. Это позволило вискозе стать популярным сырьем для текстильных изделий.
Воспроизвести носитель «Межведомственный комитет США по испытаниям хранилищ нитратной пленки» - перевод фильма 1948 года о проверке хранения и методов пожаротушения нитратной пленки. Коллодий, раствор нитроцеллюлозы в эфире и этаноле, является легковоспламеняющейся жидкостью.
В сухом состоянии нитроцеллюлоза взрывоопасна и может воспламеняться от тепла, искры, или трение. Перегретый контейнер с сухой нитроцеллюлозой считается первоначальной причиной взрывов в Тяньцзине в 2015 году.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с нитроцеллюлозой. |
 | В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье: New Monthly Magazine / Vol. XLIV / № 261 / Февраль 1872 / Научная запись редактора / Взрыв оружейного хлопка на Стоумаркете |
