NİTROSELÜLOZ

nitroselüloz

CAS NO.: 9004-70-0
AT/LİSTE NO: 682-719-5

Nitroselüloz (forma bağlı olarak selüloz nitrat, flash kağıt, flash pamuk, guncotton, piroksilin ve flash string olarak da bilinir), selülozun bir nitrik asit ve sülfürik asit karışımına maruz bırakılmasıyla nitratlanmasıyla oluşturulan oldukça yanıcı bir bileşiktir.
Nitroselülozların ilk büyük kullanımlarından biri, ateşli silahlarda itici olarak barutun yerini alan baruttu.
Nitroselüloz, madencilik ve diğer uygulamalarda düşük dereceli bir patlayıcı olarak barutun yerini almak için de kullanıldı.

Alkollü nitroselüloz, bir bulamaç oluşturmak için etanol veya başka bir çözücü ile karıştırılmış beyaz bir katı olarak görünür.
Selülozun dinitratları ve trinitratının bir karışımı.
Isıya maruz kalma, solventi buharlaştırarak, kendi kendine hızlanan bozunmaya maruz kalan bir kalıntı bırakabilir ve eğer hapsedilirse veya büyük miktarlarda bulunursa patlayabilir.
Bir patlayıcı gibi davranın.
Yandığında toksik nitrojen oksitleri üretir.

Piroksilin çözeltisi, mutlak etanol veya %11,5-12,3 nitrojen içeren (selülozun eksik nitrasyonuna tekabül eden) selüloz nitratın (nitroselüloz) başka bir organik çözücüsü içinde bir çözelti olarak görünür.
Çözelti dökülürse çözücü buharlaşabilir ve geriye kolayca tutuşabilen ve çok kuvvetli yanan bir plastik film bırakabilir.
Yanma sırasında toksik nitrojen oksitleri üretir. Otomobil cilalarında ve çeşitli kaplamalarda kullanılır.

Selüloz nitrat olarak da adlandırılan nitroselüloz (NC), en eski termoplastiktir.
Nitroselüloz, 1855 yılında Alexander Parkes tarafından icat edildi ve daha sonra Parkesine, Xylonite ve Celluloid ticari markaları altında ticarileştirildi.
Nitroselüloz, selüloz liflerinin sulu bir nitrik ve sülfürik asit çözeltisi ile reaksiyona sokulmasıyla sentezlenir.
Ortalama nitratlama derecesi su içeriğinden, banyonun bileşiminden, daldırma süresinden ve reaksiyon koşulundan etkilenecektir.
Glikoz tekrar birimi başına yaklaşık 2 nitrat grubuna sahip NC'ler genellikle plastiklerde ve cilalarda seçilir.
Patlayıcılarda daha yüksek nitrat içeriği kullanılır.

NC'den yapılan plastikler, yüksek darbe direnci dahil olmak üzere mükemmel mekanik özelliklere sahiptir, ancak kötü hava koşullarına ve ısı stabilitesine sahiptir ve seyreltik asitlere ve bazlara karşı dirençli değildir, ancak suda ve polar olmayan solventlerde çözünmez ve stabildir.
İstenilen özellikleri elde etmek için kafur, boyalar, stabilizatörler ve dolgu maddeleri gibi diğer katkı maddeleri sıklıkla eklenir.

Nitroselüloz oldukça yanıcıdır ve bu da onu birçok uygulama için çok tehlikeli hale getirir.
Günümüzde NC, çoğunlukla (fleksografik) baskı mürekkepleri, hızlı kuruyan cilalar, fırınlanmış emayeler ve yapıştırıcılar gibi ürünlerde ucuz bir bağlayıcı olarak kullanılmaktadır.
Bu uygulamaların birçoğunda, NC, alkid ve amino reçineleri gibi diğer reçinelerle modifiye edilir (reaksiyona girer).
Kafur gibi diğer bileşenlerle seyreltme, NC'nin yanıcılığını büyük ölçüde azaltır. Bu karışıma selüloit denir.
Nitroselüloz dolma kalem, alet ve fırça saplarında; gözlük çerçeveleri için; ve geçmişte, sinema filmi için.

Nitroselüloz, tüm itici gazlar ve yanıcı bileşenler için temel hammaddedir ve sivil patlayıcıların üretiminde de kullanılır.
Nitroselüloz, nitratlayıcı asitlerin (nitrik asit ve sülfürik asitten oluşan) saflaştırılmış pamuk linterleri ile reaksiyonu ile üretilen selülozun nitrat esteridir.
Nitroselüloz, ya ıslak ya da alkollü olarak sağlanır.

Nitroselüloz (selüloz nitrat olarak da bilinir) yaygın olarak boyalarda, cilalarda, ahşapta, kağıtta ve metal verniklerde, ambalaj üzerine baskı için mürekkeplerde ve selüloit yapımında kullanılır.
Oda sıcaklığında saf nitroselüloz, eter benzeri bir kokuya sahip beyaz-sarı bir katıdır.
Bununla birlikte, endüstriyel nitroselüloz genellikle saf halde satılmaz, ancak su ve izopropil alkol, esterler, ketonlar veya glikol eterler gibi organik çözücüler ile nemlendirilir.
Sönümlü nitroselüloz, kullanılan sönümleme maddesinin miktarına bağlı olarak katı veya sıvı olabilir.

Bu ürünler, solventlerin buharlaşması yoluyla basitçe bir film oluşturur.
Dolgu maddesi olarak nitroselüloz bazkatlar kullanılırken, belirli bir görünüm gerektiğinde nitroselüloz sonkatlar kullanılır.
Son katlar mat, düşük parlaklık, parlak ve yüksek parlaklık olarak ayrılabilir.
Olağanüstü pürüzsüz bir filme ek olarak hızlı kuruma özellikleri, yüzey sertliği, işlenebilirlik, uygulama kolaylığı, mükemmel yapışma ve çekici ve dekoratif bir görünüme sahiptirler.
Hem açık gözenekli hem de kapalı gözenekli kaplama sistemlerinde mükemmel estetik sonuçlara sahip çok sayıda farklı uygulama sistemi kullanılarak zahmetsiz uygulama için basit inceltme yeterlidir.
Kullanımları, kullanılan ahşabın doğal niteliklerini gerçekten ortaya çıkarır: gerçekten de, güzel dönem mobilyalarının ve ayrıntılı parçaların kaplanması için çok popülerdirler ve nihayetinde sonsuz bir estetik çözümler dizisi sunarlar.

Nitroselüloz veya selüloz nitrat, bir selüloz türevidir.
Nitroselüloz kozmetikte, sadece oje ve bakımda film oluşturucu bir ajan olarak kullanılır.
Nitroselüloz bitkilerde büyük miktarlarda bulunur.
Nitroselüloz nitratlanır (başlangıçta nitrik asit ile, ancak günümüzde dönüşümü hızlandırmak için sülfürik asit ve nitrik asit karışımı kullanılmaktadır) bir ester, nitroselüloz oluşturmak için kullanılır, bu daha sonra alkol veya su ile işlenir ve nemli bir toz olarak satılır.

1832'de Henri Braconnot, nitrik asidin nişasta veya ağaç lifleri ile birleştiğinde, ksiloidin adını verdiği hafif yanıcı bir patlayıcı madde üreteceğini keşfetti.
Birkaç yıl sonra 1838'de başka bir Fransız kimyager, Théophile-Jules Pelouze (Ascanio Sobrero ve Alfred Nobel'in öğretmeni), kağıt ve kartonu aynı şekilde ele aldı.

1846 civarında bir Alman-İsviçreli kimyager olan Christian Friedrich Schönbein, daha pratik bir formülasyon keşfetti.
Basel'deki evinin mutfağında çalışırken mutfak masasına nitrik asit (HNO3) ve sülfürik asit (H2SO4) karışımı döktü.
En yakındaki kumaşa, pamuklu bir önlüğe uzandı ve sildi.
Önlüğü kuruması için sobanın kapısına astı ve kurur kurumaz apron tutuşurken bir şimşek çaktı.
Onun hazırlama yöntemi yaygın olarak kullanılan ilk yöntemdi.
Yöntem, bir kısım ince pamuğun 15 kısım eşit bir sülfürik asit ve nitrik asit karışımına daldırılmasıydı.
İki dakika sonra, pamuk çıkarıldı ve esterleşme seviyesini ayarlamak ve tüm asit kalıntılarını çıkarmak için soğuk suda yıkandı.
Pamuk daha sonra 40 °C'nin (104 °F) altındaki bir sıcaklıkta yavaş yavaş kurutuldu.

Tesadüf eseri, üçüncü bir kimyager olan Brunswick profesörü F. J. Otto da 1846'da guncotton üretmişti ve süreci ilk yayınlayan kişiydi, bu Schönbein ve Böttger'i hayal kırıklığına uğrattı.

Guncotton üretimi için patent hakları 1846'da John Hall & Son tarafından alındı ​​ve patlayıcının endüstriyel üretimi, bir yıl sonra Faversham, Kent'teki Marsh Works'te amaca yönelik olarak inşa edilmiş bir fabrikada başladı.
Üretim süreci gerektiği gibi anlaşılmadı ve birkaç güvenlik önlemi alındı.
Temmuz ayındaki ciddi bir patlama, neredeyse iki düzine işçiyi öldürdü ve fabrikanın derhal kapatılmasıyla sonuçlandı.
Guncotton üretimi, daha güvenli bir prosedür geliştirilinceye kadar 15 yıldan uzun bir süre durduruldu

İngiliz kimyager Frederick Augustus Abel, 1865'te patentini aldığı guncotton üretimi için ilk güvenli süreci geliştirdi.
Nitroselülozun yıkama ve kurutma süreleri 48 saate uzatılmış ve sekiz kez tekrarlanmıştır.
Asit karışımı, iki kısım sülfürik asit ile bir kısım nitrik olarak değiştirildi.
Nitrasyon, asit konsantrasyonları ve reaksiyon sıcaklığı ayarlanarak kontrol edilebilir.
Nitroselüloz, nitrojen konsantrasyonu %12'yi geçene kadar etanol ve eter karışımı içinde çözünür.
Çözünür nitroselüloz veya bunun bir çözeltisine bazen kollodion denir.

%13'ten fazla nitrojen (bazen çözünmez nitroselüloz olarak da adlandırılır) içeren guncotton, patlayıcı olarak sınırlı kullanım veya deniz mayınları ve torpidolar gibi sualtı silahlarının savaş başlıkları için sıcak, konsantre asitlere uzun süre maruz bırakılarak hazırlandı.
Silah pamuğunun güvenli ve sürekli üretimi 1860'larda Waltham Abbey Kraliyet Barut Değirmenlerinde başladı ve malzeme hızla baskın patlayıcı haline geldi ve bir itici gaz olarak kullanılamayacak kadar güçlü kalmasına rağmen askeri savaş başlıkları için standart haline geldi.
Daha kararlı ve daha yavaş yanan kolodion karışımları, ateşli silahlarda dumansız barut için daha düşük sıcaklıklarda daha az konsantre asitler kullanılarak sonunda hazırlandı.
Ateşli silahlar ve topçu mühimmatı için nitroselülozdan yapılan ilk pratik dumansız toz, 1884'te Fransız kimyager Paul Vieille tarafından icat edildi.

Jules Verne, guncottonun gelişimini iyimserlikle inceledi.
Romanlarında maddeye birkaç kez değinmiştir.
Maceracıları bu maddeyi kullanan ateşli silahlar taşıyordu.
Dünyadan Ay'a adlı kitabında, uzaya bir mermi fırlatmak için guncotton kullanıldı.

Nitroselüloz, birçok hayati uygulamada geniş öneme sahip en enerjik polimerlerden biridir.
Nitroselüloz, tesadüfen keşfedildiği günden bu yana kendini kanıtlamış ve bugüne kadar farklı alanlarda bozulmadan kullanılabilen üstün özelliklere sahip öncü bir malzeme olarak kendini kanıtlamıştır.
Bu derleme makalesinde, Nitroselüloz hakkında derinlemesine bir bakış sunacağız: kimyasal yapısı ve özellikleri, gelişmiş tespit yolları ve Azot içeriği, bazı formlarının sentezi ve farklı uygulama biçimleri.
Nitroselülozun cesaret verici sonuçların bulunduğu sürekli iyileştirmeye hazır özelliklere sahip malzemelerden biri olduğunu anladık.

Nitroselüloz, blok, ıslak, en az %25 alkol ile beyaz bir katı olarak görünür.
Selüloz ve etanolün dinitratları ve trinitratının bir karışımı.
Isıya maruz kalma, solventi buharlaştırarak, kendi kendine hızlanan bozunmaya maruz kalan bir kalıntı bırakabilir ve eğer hapsedilirse veya büyük miktarlarda bulunursa patlayabilir.
Bir patlayıcı gibi davranın.
Yandığında toksik nitrojen oksitleri üretir.

İşlem, selülozu nitroselüloza dönüştürmek için bir nitrik asit ve sülfürik asit karışımı kullanır.
Selülozun kalitesi önemlidir. Hemiselüloz, lignin, pentozanlar ve mineral tuzları, düşük düzeyde nitroselülozlar verir.
Kesin kimyasal terimlerle, nitroselüloz bir nitro bileşiği değil, bir nitrat esteridir.
Selüloz zincirindeki glikoz tekrar birimi (anhidroglikoz), her biri bir nitrat ester oluşturabilen üç OH grubuna sahiptir.
Dolayısıyla nitroselüloz, mononitroselüloz, dinitroselüloz ve trinitroselüloz veya bunların bir karışımını belirtebilir.
Ana selülozdan daha az OH grubu ile nitroselülozlar hidrojen bağı ile toplanmazlar.
Kapsayıcı sonuç, nitroselülozun aseton ve esterler gibi organik çözücüler içinde çözünür olmasıdır.
Çoğu cila dinitrattan hazırlanırken patlayıcılar esas olarak trinitrattır.

Trinitratın oluşumu için kimyasal denklem:

3 HNO3 + C6H7(OH)3O2 H2SO4 → C6H7(ONO2)3O2 + 3 H2O
Selülozun oksalik aside tam oksidasyonuna atfedilen kayıplarla verimler yaklaşık %85'tir.

Selüloz nitratın başlıca kullanımı patlayıcı, cila ve selüloit üretimi içindir.
Patlayıcı uygulamalar aşağıda tartışılmaktadır.
Cilalar açısından nitroselüloz, buharlaşma üzerine renksiz, şeffaf, esnek bir film bırakan organik çözücülerde kolayca çözünür.

Kuru nitroselüloz ısıya ve darbeye duyarlı olduğundan, sönümlü nitroselülozun kurumasına izin verilmemelidir.
Kap, kullanılmadığında, sönümleme maddesinin buharlaşmasını önlemek için sıkıca kapatılmalı ve yalnızca içindekiler kullanıma hazır olduğunda açılmalıdır.
Tüm kap içeriği her seferinde kullanılmalıdır.
İşleme alanında tutulan nitroselüloz miktarı, bir vardiya için hemen gerekli olan miktarı geçmemelidir.
Nitroselülozu doğrudan güneş ışığı, darbe veya sürtünme yoluyla ısıya maruz bırakmayın.
Asitler, alkaliler, aminler veya oksitleyici maddelerle temas etmesine izin vermeyin.
Bu, kendi kendine bozulmasına ve hatta alev almasına neden olabilir.
Nitroselüloz kaplarını açarken ve kapatırken her zaman demir içermeyen aletler ve malzemeler kullanın.
Bu aletler bakır, pirinç, bronz veya tahtadan yapılabilir.
Statik elektrik üretme eğiliminde oldukları için plastik malzemelerden yapılmış aletler kullanılmamalıdır.
Araç ve gereçler de patlamaya dayanıklı olmalıdır.
Tüm metal parçaları topraklayarak tüm nitroselüloz karıştırma ve işleme ekipmanını statik elektrikten koruyun.
Nitroselülozu aktarmadan önce tüm kapları topraklayın.

Çeşitli gözenekliliğe sahip bir nitroselüloz iplik ağından yapılmış membran filtreler, sıvı veya gazlı çözeltilerde partikül tutma ve hücre yakalama ve tersine partikül içermeyen filtratlar elde etme için laboratuvar prosedürlerinde kullanılır.
Bir nitroselüloz slayt, nitroselüloz zar veya nitroselüloz kağıt, güney lekelerinde ve kuzey lekelerinde nükleik asitleri hareketsiz hale getirmek için kullanılan yapışkan bir zardır.
Nitroselüloz ayrıca western blot'larda proteinlerin immobilizasyonu ve amino asitlere spesifik olmayan afinitesi için atomik kuvvet mikroskopisi için kullanılır.
Nitroselüloz, örneğin gebelik testleri, U-albümin testleri ve CRP gibi antijen-antikor bağlanmasının meydana geldiği tanı testlerinde destek olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Glisin ve klorür iyonları protein transferini daha verimli hale getirir.
1846'da nitratlanmış selülozun eter ve alkolde çözünür olduğu bulundu.
Çözeltiye kollodion adı verildi ve kısa süre sonra yaralar için pansuman olarak kullanıldı.
Nitroselüloz, sıvı cilt gibi topikal cilt uygulamalarında ve Bileşik W siğil sökücüdeki aktif bileşen olan salisilik asit uygulamasında bugün hala kullanılmaktadır.
Adolph Noé, nitroselüloz kullanarak kömür toplarını soymak için bir yöntem geliştirdi.
1851'de Frederick Scott Archer, ışığa duyarlı gümüş halojenürleri bir cam plakaya bağlayarak, erken fotoğrafik emülsiyonlardaki albüminin yerine ıslak kolodion işlemini icat etti.
Sihirbazların flaş kağıtları, neredeyse anında parlak bir flaşla yanan ve hiç kül bırakmayan nitroselülozdan yapılmış kağıt veya bez tabakalarıdır.
Tek seferlik kriptografik pedler için bir ortam olarak, pedin atılmasını eksiksiz, güvenli ve verimli hale getirirler.
Alfa iz aşındırmaları için radon testleri nitroselüloz kullanır.
Uzay uçuşu için nitroselüloz, Kopenhag Suborbitals tarafından roket/uzay kapsülünün bileşenlerini fırlatma ve kurtarma sistemlerini yerleştirme aracı olarak çeşitli görevlerde kullanıldı.
Ancak, birkaç görev ve uçuştan sonra, vakuma yakın bir ortamda istenen patlayıcı özelliklere sahip olmadığı kanıtlandı.
2014 yılında, Philae kuyruklu yıldızı iniş aracı, iniş sırasında 0,3 gram nitroselüloz tahrik yüklerinin ateşlenmemesi nedeniyle zıpkınlarını açamadı.
Nitroselüloz cila, 20. yüzyılın çoğu için gitarlarda ve saksafonlarda cila olarak kullanıldı ve hala bazı güncel uygulamalarda kullanılmaktadır.
(Diğerlerinin yanı sıra) DuPont tarafından üretilen boya, Fender ve Gibson markaları da dahil olmak üzere birçok gitarla aynı renk kodlarını paylaşan otomobillerde de kullanıldı, ancak çeşitli nedenlerle gözden düştü:

kirlilik ve cilanın zamanla sararma ve çatlama şekli.
Nitroselüloz cila, aynı zamanda, malzemeyi sıkılaştırmak ve malzemeye koruma sağlamak için kumaş kaplı uçaklara boyanmış bir uçak uyuşturucusu olarak kullanıldı, ancak büyük ölçüde alternatif selülozikler ve diğer malzemeler tarafından değiştirildi.
Nitroselüloz, oyun kartlarını kaplamak ve ofis zımbalarında zımbaları bir arada tutmak için kullanılır.
Oje nitroselüloz ciladan yapılır çünkü ucuzdur, çabuk kurur ve cilde zarar vermez.
Nitroselüloz cila, alüminyum veya cam diskler üzerine döndürülerek kaplanır, daha sonra bir kereye mahsus fonograf kayıtları yapmak için bir torna ile bir oluk kesilir, pres için veya dans kulüplerinde oynamak için ustalar olarak kullanılır.
Asetat diskler olarak adlandırılırlar.
Üretim sürecine bağlı olarak nitroselüloz, değişen derecelerde esterleştirilir.
Masa tenisi topları, gitar penaları ve bazı fotoğraf filmleri oldukça düşük esterleşme seviyelerine sahiptir ve bir miktar kömürleşmiş kalıntı ile nispeten yavaş yanar.
Asetonda yaklaşık %25 oranında çözülen guncotton, derin bir parlaklığa sahip sert bir yüzey elde etmek için ahşap kaplamanın ön aşamalarında kullanılan bir cila oluşturur.
Nitroselüloz normalde uygulanan, zımparalanan ve ardından ona bağlanan diğer kaplamaların ilk katıdır.

Nitroselülozdan (Selüloit) hazırlanmış masa tenisi topu
Patlayıcı doğası nedeniyle, nitroselülozun tüm uygulamaları başarılı olmamıştır.
1869'da, fillerin neredeyse yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalmasıyla, bilardo endüstrisi, fildişi bilardo toplarının yerini en iyi şekilde alan kişiye 10.000 ABD Doları ödül verdi.
John Wesley Hyatt, daha iyi Selüloit olarak bilinen ilk termoplastik olan, kafurlu nitroselüloz adlı icat ettiği yeni bir malzemeyle yarattığı kazanan ikameyi yarattı.
Buluş kısa bir popülerlik kazandı, ancak Hyatt topları son derece yanıcıydı ve bazen dış kabuğun parçaları çarpma anında patlıyordu.
Colorado'da bir bilardo salonunun sahibi, Hyatt'a patlayıcı eğilimler hakkında yazdı ve kişisel olarak çok fazla umursamadığını, ancak salondaki herkesin sesle hemen silah çektiğini söyledi.
Hyatt tarafından 1881'de patenti alınan bilardo toplarını üretmek için kullanılan işlem, nitroselüloz kütlesinin bir lastik torbaya yerleştirilmesini içeriyordu, bu daha sonra bir sıvı silindirine yerleştirildi ve ısıtıldı.
Silindirdeki sıvıya basınç uygulandı, bu da nitroselüloz kütlesi üzerinde eşit bir sıkıştırma ile sonuçlandı ve ısı çözücüleri buharlaştırdıkça homojen bir küreye sıkıştırdı.
Top daha sonra soğutuldu ve tek biçimli bir küre yapmak için döndürüldü.
Patlayıcı sonuçların ışığında bu işleme "Hyatt tabanca yöntemi" adı verildi.

Nitroselüloz günlük hayatta birçok kullanım alanı bulmuş bir üründür.
Nitroselülozların fiziksel formu, beyaz liflerden ince tabakalara ve kalın sıvılara kadar geniş ölçüde değişebilir.
Nitroselüloz, dumansız silah tozundan, piroteknik, mürekkepler, yapıştırıcılar, vernikler, reçineler, cila kaplamalar, mikroskopi, fotoğrafçılık, elektroteknikler, galvanoplasti ve hatta ping'de kullanılanlar gibi bazı plastiklerdeki gömme bölümlerindeki su geçirmez sigortalara kadar her şeyi yapmak için kullanılır. -pong topları.
Nitroselüloz, kırılgandan esneke kadar herhangi bir yerde olabilen beyaz, sarı veya şeffaf bir plastik olabilir.
Nitroselüloz, tümü nitrojen içeriği ile belirlenen, güçlü, dirençli bir plastikten kararsız bir sınıf B (son derece yanıcı, hapsedildiğinde patlayıcı) patlayıcı malzemeye kadar değişen özelliklere sahip olabilir.
Diğer güncel kullanımlar arasında DNA, RNA veya proteini hareketsiz hale getirmek için kullanılan ve daha sonra etiketli bir dizi veya antikor (Western blot tahlilleri), mikroskopi gömme, elektroteknikler, cilt koruyucular, mikrofiltreler ve diğerleri ile problanabilen zarların yapımı yer alır.
Nitroselüloz fotoğrafçılıkta, cila, rugan ve doğal deri, suni inciler, işleme gravür ve çimento imalatında kullanılmaya devam etmektedir.

IUPAC ADI:

selüloz nitrat

EŞ ANLAMLI:

piroksilin.
nitrokoton.
piroksilin.
guncotton.
selüloz esteri.
kordit.
selüloit.
selüloz nitrat.