Nitroceluloza
| ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||
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
[edytuj | edytuj kod]- 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[2][3] lub alkoholu (etanolu, izopropanolu, butanolu i in.)[3]
- Zapala się pod wpływem iskry, ciepła, płomienia.
- Wygląd zewnętrzny celulozy po estryfikacji – lekko żółknie lub nie ulega zmianie.
| Nitroceluloza 13,3% N[4] | |
|---|---|
| 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
[edytuj | edytuj kod]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[potrzebny przypis].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Nitroceluloza, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-18] (ang.).
- ↑ S. Cudziło i inni, Wojskowe materiały wybuchowe, Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, 2000.
- ↑ a b Nitrocellulose. W: R. Meyer, J. Kohler, A. Homburg: Explosives. Wiley, 2002, s. 222–224. ISBN 978-3-527-60051-9.
- ↑ Tablice chemiczne. Witold Mizerski. Wyd. V. Warszawa: Wydawnictwo Adamantan, 2008. ISBN 978-83-7350-105-8.