Nitroceluloză

Identificare
Nitroceluloză


Nitroceluloză, derivată din celuloză .
Sinonime	azotat de celuloză, fulmicoton, pulbere de bumbac, piroxil, colodion
N o CAS	9004-70-0
PubChem	720071
Aspect	masă fibroasă, alb-gălbuie
Proprietăți chimice
Formula brută	C 6 H 7 N 3 O 11
Masă molară	297,1333 ± 0,0092 g / mol C 24,25%, H 2,37%, N 14,14%, O 59,23%,
Proprietăți fizice
T ° fuziune	160- 180 ° C
Solubilitate	Sol. în 25 părți de 1 vol. alc. + 3 vol. eter ; sol. în metanol , acetonă , acid acetic glacial , acetat de amil
Parametrul de solubilitate δ	21,44 MPa 1/2 (11,83% N)
Masa volumică	1,35 - 1,40 g · cm -3
Punct de aprindere	4,4 ° C
Conductivitate termică	0,23 W · m -1 · K -1
Proprietăți electronice
Constantă dielectrică	7,0-7,5 (60 Hz) 6,6 (1 MHz)
Proprietati optice
Indicele de refracție	$n ^ {20} _ {}$ 1,49 - 1,51
Precauții
WHMIS
B4, F, B4 : Solid inflamabil Transportul mărfurilor periculoase: clasa 4.1 F : Materialul reactiv periculos devine auto-reactiv la impact Dezvăluirea la 1,0% conform criteriilor de clasificare
Directiva 67/548 / CEE
E Număr index : 603-037-00-6 Clasificare : E; Simboluri R3 : E : Fraze R explozive : R3 : Pericol mare de explozie prin șoc, frecare, incendiu sau alte surse de aprindere. Fraze S : (S2) : A nu se lăsa la îndemâna copiilor. S35 : Acest produs și recipientul său trebuie aruncate într-un mod sigur. Expresii R : 3, Fraze S : (2), 35,
Ecotoxicologie
DL 50	> 5000 mg · kg -1 șoarece oral

Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Nitroceluloză sau nitrat de celuloză este un ester de celuloză , exploziv, derivate din celuloză . A fost folosit în muniție sub formă de fulmicoton , bumbac praf sau chiar piroxil .

Proprietăți

Nitroceluloză este un exploziv fulminant în stare uscată, adică degajă cantități mari de gaz și căldură la ardere. Nitroceluloză se poate gelifica într-un amestec de eter și alcool (conform metodei Paul Vieille ). Gelul de nitroceluloză se numește colodion . Acest produs este foarte puțin solubil și pare a fi foarte slab biodegradabil în apă.

Istoric

Nitroceluloză a fost descoperită în 1838 de Théophile-Jules Pelouze sub formă de hârtie nitrată, dar povestea a început cu adevărat cu chimistul german Christian Friedrich Schönbein în 1846 . Este testat ca înlocuitor al pulberii negre pentru arme de foc, dar rămâne limitat să fie folosit ca exploziv, deoarece este prea periculos. O lungă listă de chimiști va încerca mult timp să utilizeze nitroceluloză ca pulbere albă fără fum și în cele din urmă este Paul Vieille , care în 1884 a descoperit un proces care o permite.

Bumbacul a fost foarte des folosit pentru fabricarea locului unde numele de bumbac pudră și fulmicoton.

În 1875 , Alfred Nobel și-a rănit degetul în laboratorul său francez din Sevran . El a tratat rana aplicând colodion. Gândindu-se la compoziția bandajului lichid, i-a venit ideea de a amesteca nitroglicerina cu nitroceluloză. El a depus un brevet pentru noua sa invenție sub denumirea de „ dinamită de gumă” sau „dinamită de bază activă”.

de fabricație

Celuloza este componenta principală a peretelui de plante, în continuare bumbac este celuloză aproape pură făcând o sursă de alegere. Se tratează cu acid sulfonitric (amestec de acid azotic și acid sulfuric ). Ionii de nitroni astfel produși reacționează cu funcțiile alcoolice ale celulozei pentru a forma nitroceluloză și apă. Se obține un amestec de mononitrat de celuloză, dinitrat și trinitrat. De nitrare crește cu conținutul de acid sulfuric, care absoarbe apa formată, acesta din urmă deplasând echilibrul.

Mononitratul este solubil într-un amestec 2 / 3-1 / 3 de eter și alcool, care dă colodionul utilizat pentru lacurile de celuloză, de exemplu, la fabricarea vioarelor sau la modelare, sau chiar la oja. În compoziții este denumită „nitroceluloză solubilă”.

Dinitratul și în special trinitratul sunt insolubile în amestecul precedent (și constituie „nitroceluloză insolubilă”), dar complet solubile în acetonă .

Mononitratul este foarte inflamabil. Dinitratul și în special trinitratul sunt produse foarte periculoase și explozive în stare uscată. În plus, cea mai mică urmă de acid azotic rămas prins în fibre de procesul de fabricație face produsul foarte instabil. Nitrocelulozele trebuie păstrate în condiții de apă sau umiditate ridicată (> 25%) pentru a fi considerate sigure.

Aplicații

Nitroceluloză, în special sub formă de colodion, a cunoscut multe utilizări:

Colodiul este / sau a fost folosit in medicina pentru a izola riscurile de răni de la infecții externe. Arată ca un lac incolor și se desprinde ușor de pe piele după vindecarea rănii. Acest colodion se obține prin tratament care implică bumbac și acid azotic , întregul fiind diluat - după clătire abundentă și uscare - în eter . Prezența eterului a dus la interzicerea colodionului în anii 1960 și 1970 în unele țări (cu excepția Belgiei și Franței, printre altele).

Nitroceluloză a fost folosită în principal ca exploziv (faimoasa pulbere B , aceasta a înlocuit pulberea neagră).
De asemenea, a fost folosit, conform descoperirii chimistului francez Hilaire Bernigaud de Chardonnet în 1884, pentru fabricarea țesăturilor. Cu toate acestea, acestea s-au dovedit a fi periculoase, deoarece erau foarte inflamabile. De aici numele de mătase vitrega , care a fost dat la sfârșitul XIX - lea secol . Rețineți că, în acest moment, lumânarea era încă utilizată pe scară largă ca mijloc de iluminat casnic sau altele.
Nitroceluloză este utilizată în anumite lipici, ca o componentă a pastei de lemn (colodionul se întărește în aer liber), dar și ca acoperire pentru modelele aeriene sau, în cele din urmă, ca componentă de aprindere (incendii).
Bilele de ping-pong sunt adesea realizate din celuloid sau „nitroceluloză Héraud”, adică un amestec de nitroceluloză și camfor (plastifiant care face nitroceluloză mai puțin reactivă).
Colodiul a fost folosit în primele zile ale fotografiei conțin substanțe sensibile, revărsat peste plăcile de sticlă. Celuloid a fost folosit ca suport flexibil pentru primul film fotografic și a fost adoptat încă din 1891 pentru realizarea primului film a lui Thomas Edison și inginerul său și primul director de istorie , William Kennedy Dickson , până în 1934 , când acest lucru foarte inflamabil , chiar exploziv, suportul a fost înlocuit cu triacetat de celuloză , care este mai stabil.
Iluzioniștii folosesc, de asemenea, nitroceluloză pentru a produce o combustie rapidă, lăsând puțin sau deloc reziduuri solide de ardere. Se numește hârtie flash sau bumbac , scopul manevrei de a distrage privitorul pentru a-i permite iluzionistului să facă să apară un obiect în mână.
În biochimie , apare sub formă de membrane albe, aspre; este folosit pentru efectuarea testelor Western and Dot blotting ; de fapt, nitroceluloză are proprietatea de a fixa rapid proteinele.
Ambalajul cărnii preambalate folosește celofan acoperit la exterior cu un lac de nitroceluloză sau polietilenă.

Mențiune în literatură

Jules Verne menționează fulmicotonul (nitroceluloză) în mai multe dintre romanele sale. Clubul arma Baltimore - l folosește pentru tun său gigant de la Pământ la Lună , în timp ce naufragiaților Mysterious Island face pentru a înlocui pulbere neagră , pe care le au în aprovizionare limitate. De asemenea, este discutat în Călătoria către centrul Pământului . În cele din urmă, el îl evocă în romanul său de dezastru „ The Chancellor ” în comparație cu picratul de potasiu , un exploziv mai puțin puternic, al cărui carboi este ascuns în intestinele navei care arde.

Mențiuni în cinematografie

În filmul Next (2007), Nicolas Cage aprinde un trandafir din hârtie cu nitroceluloză.

În filmul Inglourious Basterds (2009), Marcel ( Jacky Ido ) stabilește un munte de bobine de azotat de celuloză în flăcări pentru a-și distruge cinematograful prin foc și, astfel, a ucide înalții demnitari naziști de acolo.

În filmul Insaisissables (2013), cei patru magi folosesc nitroceluloză pentru un efect pirotehnic fără reziduuri.

Abandonarea din diverse motive ...

Invenția dinamitei , cu un efect de spargere mult mai mare, a adus fulmicotonul mult mai puțin puternic în uz ca exploziv industrial. Fulmicotonul are avantajul unui regim de deflagrație determinat și destul de lent (efect de explozie), perfect compatibil cu utilizarea sa în armele de foc (încă folosit, în zilele noastre, în rachete , pentru efectul său de „fuzionare”. (Nu se rupe)).

Aproape 5.000 de tone de nitroceluloză sunt depozitate în Toulouse, la câteva sute de metri de fostul amplasament AZF . Înnoiembrie 2020, Premierul Jean Castex anunță o decontaminare a site-ului pentru 2022.

Note și referințe

calculate în masă moleculară de „ masele atomice ale elementelor 2007 “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
„ COLODION ” , despre Banca de date privind substanțele periculoase (accesat la 11 ianuarie 2010 )
(în) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, A 2 -a ed. , 1076 p. ( ISBN 978-0-387-69002-5 și 0-387-69002-6 , citit online ) , p. 294
(ro) James G Speight și Norbert Adolph Lange, manualul de chimie al lui Lange , New York, McGraw-Hill, col. „Manuale standard”,2005, Ediția a 16- a . , 1623 p. ( ISBN 978-0-07-143220-7 , OCLC 57666317 ) , p. 2.807 și 2.746
„ Nitroceluloză ” în baza de date cu produse chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 24 aprilie 2009
„ ChemIDPlus ” (accesat la 3 februarie 2009 )
Christine Rooms; Paulilles: forjarea unui instrument teritorial. 1870-1911 ; Teza de master II, Universitatea din Perpignan, 2010, 502 pagini
Vincent Pinel , Dicționar tehnic al cinematografiei , Paris, Armand Colin ,2012, 369 p. ( ISBN 978-2-200-35130-4 ) , p. 309-310.
Henri Dupin și colab. , Hrana și nutriția umană , Paris, FSE,1992, 1533 p. ( ISBN 978-2-7101-0892-4 , OCLC 639176877 , citit online ) , p. 748 - 751.
„ Toulouse. Tone de explozivi îngropați sub apă: Jean Castex confiscă dosarul ” , pe actu.fr (consultat la 27 noiembrie 2020 ) .