Целлулоид

редактировать
9,5-миллиметровая кинопленка

Целлулоиды - это класс материалов, полученных путем смешивания нитроцеллюлозы и камфора, часто с добавлением красителей и других агентов. Когда-то гораздо более распространенное современное применение целлулоида - мячи для настольного тенниса, музыкальные инструменты, гребни, офисное оборудование и медиаторы.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Нитроцеллюлоза
    • 1.2 Александр Паркс
    • 1.3 Джон Уэсли Хаятт
    • 1.4 Дэниел Разлив и судебные споры
  • 2 Фотография
  • 3 Использование
  • 4 Состав
  • 5 Производство
  • 6 Экологические опасности
    • 6.1 Ухудшение
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

История

Целлулоид возник в 1856 году, когда Александр Паркс создал Паркесин, обычно считается первым термопластом. В 1869 году Дэниел Спилл, который принял фирму Паркса, переименовал Паркесин в Ксилонит. В том же году Джон Уэсли Хаятт запатентовал в Патентном бюро США как целлулоид. Целлулоид легко формовать и придавать ему форму, и сначала он был широко использован в качестве замены слоновой кости.

Основное применение было в кино и киноиндустрии, где использовалась только целлулоидная пленка до принятия ацетатной защитной пленки в 1950-х годах. Целлулоид легко воспламеняется, его сложно и дорого производить, и он больше не используется.

Нитроцеллюлоза

Пластики на основе нитроцеллюлозы немного предшествуют целлулоиду. Коллодий, изобретенный в 1848 году и используемый в качестве перевязочного материала для ран и эмульсии для фотопластинок, сушат до получения пленки, подобной целлулоиду.

Александр Паркс

Старые целлулоидные пленки

Первый целлулоид в качестве сыпучего материала для формования предметов был изготовлен в 1855 году в Бирмингеме, Англия, Александром Парксом, который так и не смог увидеть полное воплощение своего изобретения после того, как его фирма обанкротилась из-за затрат на расширение. Паркес запатентовал свое открытие как Парксин в 1862 году после того, как понял, что твердый осадок остается после испарения растворителя из фотографического коллодия.

В том же году Паркс запатентовал его в качестве водонепроницаемого материала для одежды для тканых тканей. Позже Паркес продемонстрировал Паркезин на Международной выставке 1862 года в Лондоне, где он был награжден бронзовой медалью за свои усилия. Появление Parkesine обычно считается рождением индустрии пластмасс. Паркезин получали из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Его часто называют синтетической слоновой костью. Компания Parkesine прекратила свою деятельность в 1868 году. Картины Parkesine принадлежат Лондонскому историческому обществу пластмасс. На стене здания Parkesine Works в Хакни, Лондон.

Джон Уэсли Хаятт

В 1860-х годах, американец, Джон Уэсли Хаятт приобрел патент Паркса и начал эксперименты с нитратом целлюлозы с целью производства бильярдных шаров, которые до этого времени делались из слоновой кости. Он использовал ткань, пыль из слоновой кости и шеллак, а 6 апреля 1869 года запатентовал метод покрытия бильярдных шаров с добавлением коллодия. С помощью Питера Киннера и других инвесторов компания Hyatt создала Albany Billiard Ball Company (1868–1986) в Олбани, штат Нью-Йорк, чтобы производить этот продукт. В 1870 году Джон и его брат Исайя запатентовали процесс изготовления «рогоподобного материала» с включением нитрата целлюлозы и камфары. Александр Паркс и Дэниел Спилл (см. Ниже) перечислили камфору во время своих более ранних экспериментов, назвав полученную смесь «ксилонитом», но именно братья Хаятт осознали ценность камфары и ее использование в качестве пластификатора для нитрата целлюлозы. В 1872 году Исайя Хаятт назвал свой материал «целлулоидом».

Дэниел Спилл и судебные споры

Ньюарк, штат Нью-Джерси, промышленно-производственный комплекс Celluloid Company (около 1890 г.)

Английский изобретатель Дэниел Спилл работал с Парксом и основал компанию Xylonite Co., чтобы получить патенты Паркса, назвав новые пластмассовые изделия ксилонитом. Он возражал против требований Хяттов и преследовал братьев по ряду судебных дел в период с 1877 по 1884 год. Первоначально судья вынес решение в пользу Спилла, но в конечном итоге было решено, что ни одна из сторон не имеет исключительных прав и является истинным изобретателем целлулоида. Ксилонит был назван Александром Парксом из-за его упоминания камфары в его более ранних экспериментах и ​​патентах. Судья постановил, что производство целлулоида может быть продолжено как в British Xylonite Company Spill, так и в компании Hyatts Celluloid Manufacturing Company.

Целлулоид и серебро ручка.

Название Celluloid фактически началось как товарный знак компании Celluloid Manufacturing Company, сначала в Олбани, штат Нью-Йорк, а затем в Ньюарк, Нью-Джерси, где производились целлулоиды, запатентованные Джоном Уэсли Хаяттом. Компания Hyatt использовала тепло и давление, чтобы упростить производство этих соединений. Со временем термин «целлулоид» стал общепринятым для обозначения этого типа пластика. В 1878 году Hyatt смогла запатентовать процесс литья под давлением термопластов, хотя потребовалось еще пятьдесят лет, прежде чем он стал коммерчески доступным, а в более поздние годы целлулоид использовался в качестве основы для фотопленки.

Фотография

Английский фотограф Джон Карбутт основал Keystone Dry Plate Works в 1879 году с намерением производить сухие желатиновые пластины. Компания Celluloid Manufacturing Company получила контракт на эту работу, которая была сделана путем тонкого нарезания слоев целлулоидных блоков и последующего удаления следов срезов нагретыми прижимными пластинами. После этого полоски целлулоида покрывали эмульсией светочувствительного желатина. Неизвестно точно, сколько времени потребовалось Карбутту, чтобы стандартизировать свой процесс, но это произошло не позднее 1888 года. Лист пленки Карбутта шириной 15 дюймов (380 мм) использовал Уильям Диксон для ранний Эдисон кино эксперименты на цилиндрическом барабанном кинетографе. Однако изготовленная таким образом целлулоидная пленочная основа все еще считалась слишком жесткой для нужд кино-фотографии.

К 1889 году были разработаны более гибкие целлулоиды для фотопленки, и оба Ганнибал Гудвин и Eastman Kodak Company получили патенты на пленку. товар. (Ansco, которая приобрела патент Гудвина после его смерти, в конечном итоге выиграла дело о нарушении патентных прав против Kodak). Эта способность создавать фотографические изображения на гибком материале (в отличие от стекла или металлической пластины) была решающим шагом на пути к появлению кинофильмов.

Использует

целлулоидную куклу мячи для настольного тенниса A Сет Томас черные каминные часы, типичный американский стиль конца XIX века. «Змеевик» и «камень» столбов сделаны из целлулоида, приклеенного к дереву.

Большинство кино- и фотофильмов до повсеместного перехода на ацетатные пленки в 1950-х годах были сделаны из целлулоида. О его высокой воспламеняемости ходили легенды, поскольку он самовзрывался при воздействии температур выше 150 ° C перед горячим лучом кинопроектора. В то время как целлулоидная пленка была стандартом для 35-миллиметровых театральных постановок примерно до 1950 года, кинофильмы для любительского использования, такие как 16-миллиметровые и 8-миллиметровые пленки, были на ацетатной «основе безопасности», по крайней мере, в США.

Целлулоид используется для производства более дешевых ювелирных изделий, шкатулок для драгоценностей, аксессуаров для волос и многих предметов, которые раньше изготавливались из слоновой кости, рога или других дорогих продуктов животного происхождения. Его часто называли «слоновая кость» или «французская слоновая кость». Для этого во Франции была разработана форма целлулоида, на которой были линии, которые напоминали слоновую кость. Он также использовался для украшения сервизов туалетных столиков, кукол, рамок для картин, брелоков, шляпных булавок, кнопок, пряжек, струнных деталей инструментов, аккордеонов, перьевых ручек, ручек для столовых приборов и кухонных предметов. Основным недостатком материала было то, что он был горючим. Вскоре его обогнали бакелит и каталин. До 2014 года мячи для настольного тенниса изготавливались из целлулоида. «Parker Brothers... сделали некоторые версии [diabolos ] из полого целлулоида - что, потому что благодаря своим свойствам «отсутствие трения », они вращались даже быстрее, чем сталь ».

Полочные часы и другие предметы мебели часто покрывались целлулоидом аналогично фанере. Этот целлулоид был напечатан так, чтобы он выглядел как дорогая древесина или материалы, такие как мрамор или гранит. Компания Seth Thomas часов назвала свой целлулоидный материал для часов «адамантином». Целлулоид позволил часовщикам создать типичный поздневикторианский стиль черных каминных часов таким образом, что деревянный корпус казался черным мрамором, а различные колонны и другие декоративные элементы корпуса выглядели как полудрагоценные. камень.

Пылающий узор из целлулоида на гармошке.

Целлулоид также был популярным материалом при изготовлении линейки скольжения. В основном он использовался для покрытия поверхностей деревянных логарифмов, например, в начале 20-го века нашей эры. Правила Фабера, а также конечные элементы курсора, например, в правилах Койфеля и Эссера.

Целлулоид по-прежнему используется для изготовления музыкальных инструментов, особенно аккордеонов и гитар. Целлулоид очень прочен, его легко формовать в сложных формах, а также он имеет отличные акустические характеристики в качестве покрытия для деревянных рам, поскольку он не блокирует естественные поры древесины. Инструменты, покрытые целлулоидом, легко узнать по типичному перламутру -подобному пылающему рисунку материала. Толстые целлулоидные панели готовят на водяной бане , что превращает их в вещество, напоминающее кожу. Затем панели переворачивают в форму и оставляют для затвердевания в течение трех месяцев.

Состав

Типичный состав целлулоида может содержать от 70 до 80 частей нитроцеллюлозы, нитрованной до 11% азота, 30 частей камфоры, от 0 до 14 частей красителя, от 1 до 5 частей этилового спирта, плюс стабилизаторы и другие агенты для повышения стабильности и снижения воспламеняемости.

Производство

Целлулоид получают из смеси химических веществ, таких как нитроцеллюлоза, камфора, спирт, а также красителей и наполнителей в зависимости от желаемого продукта. Первым этапом является превращение сырой целлюлозы в нитроцеллюлозу путем проведения реакции нитрования. Это достигается путем воздействия на волокна целлюлозы водного раствора азотной кислоты; затем гидроксильные группы (-ОН) будут заменены нитратными группами (-ONO 2) на целлюлозной цепи. Реакция может давать смешанные продукты, в зависимости от степени замещения азота или процентного содержания азота в каждой молекуле целлюлозы; Нитрат целлюлозы содержит 2,8 молекулы азота на молекулу целлюлозы. Было определено, что серная кислота также должна использоваться в реакции, чтобы, во-первых, катализировать группы азотной кислоты, чтобы она могла позволить замещение на целлюлозе, и, во-вторых, позволить группам легко и равномерно присоединиться к волокна, создавая нитроцеллюлозу лучшего качества. Затем продукт необходимо промыть, чтобы смыть все свободные кислоты, которые не вступили в реакцию с волокнами, высушить и замешать. В это время добавляется раствор 50% камфоры в спирте, который затем изменяет структуру макромолекул нитроцеллюлозы на гомогенный гель из нитроцеллюлозы и камфоры. Химическая структура не совсем понятна, но установлено, что это одна молекула камфоры на каждую единицу глюкозы. После перемешивания массу прессуют в блоки под высоким давлением, а затем изготавливают для ее конкретного использования.

Нитрование целлюлозы - чрезвычайно огнеопасный процесс, в котором нередки даже заводские взрывы. Многие западные целлулоидные фабрики закрылись после опасных взрывов, и только две фабрики в Китае продолжают работать.

Опасности для окружающей среды

Ухудшение

Фотослайд, поврежденный грибком

Существует множество источников разрушения целлулоида, таких как термические, химические, фотохимические и физические. Самый главный недостаток заключается в том, что по мере старения целлулоида молекулы камфары «выдавливаются» из массы из-за непосильного давления, используемого при производстве. Это давление заставляет молекулы нитроцеллюлозы связываться друг с другом или кристаллизоваться, в результате чего молекулы камфоры выталкиваются из материала. После воздействия окружающей среды камфора может подвергаться сублимации при комнатной температуре, в результате чего пластик превращается в хрупкую нитроцеллюлозу. Кроме того, при воздействии избыточного тепла нитратные группы могут отщепляться и выделять газы азота, такие как оксид азота и оксид азота, в воздух.

Другим фактором, который может вызвать это, является избыток влаги, который может ускорить разрушение нитроцеллюлозы из-за присутствия нитратных групп, либо вновь фрагментированных от тепла, либо все еще удерживаемых в виде свободной кислоты от производства. Оба эти источника способствуют накоплению азотной кислоты. Другая форма разрушения, фотохимическое разрушение, является серьезным для целлулоида, поскольку он хорошо поглощает ультрафиолет свет. Поглощенный свет приводит к разрыву цепи и ее усилению.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Целлулоиды.
Найдите целлулоид в Wiktionary, бесплатном словаре.
Последняя правка сделана 2021-05-14 14:02:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте