Nitroceluloza

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

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).

Izopropanol (propan-2-ol, alkohol izopropylowy), (CH3)2CHOH – organiczny związek chemiczny z grupy alkoholi. Jest najprostszym alkoholem drugorzędowym. Ma jeden izomer podstawnikowy, propan-1-ol.Materiał wybuchowy – pojedynczy związek chemiczny lub mieszanina kilku związków chemicznych, która jest zdolna w odpowiednich warunkach do gwałtownej reakcji chemicznej o charakterze egzotermicznym, której towarzyszy wydzielenie wielkiej ilości produktów gazowych w postaci wybuchu (detonacji lub deflagracji).

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.

Deflagracja (zwana też dawniej wybuchem właściwym) – spalanie (szybka reakcja utleniania), które propaguje się w danym materiale z prędkością niższą, niż wynosi prędkość dźwięku w tym materiale.Estryfikacja – reakcja chemiczna, w wyniku której powstają estry. Najczęściej zachodzi ona pomiędzy kwasami (głównie karboksylowymi) i alkoholami (szerzej: związkami zawierającymi grupę hydroksylową), niemniej możliwe i często stosowane są inne metody syntezy estrów np. z bezwodników czy chlorków kwasowych.

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 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 lub alkoholu (etanolu, izopropanolu, butanolu i in.)
  • Zapala się pod wpływem iskry, ciepła, płomienia.
  • Wygląd zewnętrzny celulozy po estryfikacji – lekko żółknie lub nie ulega zmianie.

  • Proch bezdymny – rodzaj prochu, który podczas spalania wytwarza wyłącznie lub głównie produkty gazowe (np. N2, H2, H2O, CO i CO2). Został wynaleziony pod koniec XIX wieku. Używany jako ładunek miotający do broni strzeleckiej i broni artyleryjskiej. Ma znacznie większą siłę wybuchu od prochu czarnego (dymnego) i w znacznej mierze go wyparł.Azotany (nazwa systematyczna: trioksydoazotany(1−); w systemie Stocka: azotany(V)) − grupa związków chemicznych, sole i estry kwasu azotowego (HNO3).

    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.

    Membrana półprzepuszczalna czyli inaczej błona półprzepuszczalna jest to rodzaj membrany (przepony), która przepuszcza niektóre rodzaje cząsteczek a zatrzymuje inne (np. przepuszcza małe cząsteczki rozpuszczalnika, a zatrzymuje duże cząsteczki lub jony). Różnica stężeń związków chemicznych po dwu stronach membrany powoduje powstanie ciśnienia osmotycznego. Cząsteczki substancji przechodzącej przez membranę zachowują się tak jakby oprócz ciśnienia zewnętrznego istniało jeszcze, wspomniane wyżej, ciśnienie osmotyczne. Przykładem naturalnej membrany półprzepuszczalnej jest błona komórkowa czy skóra człowieka. Membrany półprzepuszczalne są m.in. wykorzystywane na dużą skalę do dializy krwi osób z chorobami nerek, do odsalania wody morskiej, do oczyszczania wody filtry RO.Celuloid – najstarsze termoplastyczne (mięknie w temp. ok. 90°C) tworzywo sztuczne. W jego skład wchodzą: nitroceluloza (70-74%), kamfora (20-30%) oraz barwniki i wypełniacze (1,5-3%). Tworzywo to otrzymuje się przez plastyfikację azotanu celulozy w kamforze. Jest łatwopalne, a także mało odporne na działanie związków chemicznych oraz światła. Rozpuszcza się w estrach, ketonach oraz mieszaninie alkoholu z eterem.

    Otrzymywanie[ | 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.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Nitroceluloza (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-18].
    2. S. Cudziło i inni, Wojskowe materiały wybuchowe, Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, 2000.
    3. Nitrocellulose. W: R. Meyer, J. Kohler, A. Homburg: Explosives. Wiley, 2002, s. 222–224. ISBN 978-3-527-60051-9.
    4. Tablice chemiczne. Witold Mizerski. Wyd. V. Warszawa: Wydawnictwo Adamantan, 2008. ISBN 978-83-7350-105-8.
    Prędkość detonacji (D) – prędkość propagacji detonacji (przemieszczania się fali detonacyjnej) w materiale wybuchowym. Jest stała dla każdego materiału wybuchowego w danych warunkach i większa od prędkości dźwięku w materiale przed frontem detonacji (a więc w materiale niezaburzonym). Stanowi jedną z podstawowych charakterystyk wyznaczanych dla materiałów wybuchowych.Nitrozwiązki – organiczne związki chemiczne zawierające grupę nitrową -NO2, w której atom azotu jest bezpośrednio połączony z atomem węgla.




    Warto wiedzieć że... beta

    Bawełna kolodionowa (koloksylina) – rodzaj nitrocelulozy o zawartości azotu 11,1–12,3%. Czasami traktowana jako rodzaj bawełny strzelniczej, tzw. "bawełna strzelnicza nr 2", BS2. Otrzymywana przez częściową estryfikację celulozy za pomocą mieszaniny nitrującej. Stosowana głównie do wyrobu lakierów i klejów nitrocelulozowych, błon fotograficznych, celuloidu i niektórych materiałów wybuchowych (prochu bezdymnego i nowoczesnych dynamitów).
    Store Norske leksikon (Wielka encyklopedia norweska) - norweska encyklopedia w języku bokmål. Powstała po fuzji dwóch dużych, tworzących encyklopedie i słowniki wydawnictw norweskich Aschehoug i Gyldendal w 1978 roku, które utworzyły wydawnictwo Kunnskapsforlaget. Były cztery wydania papierowe: pierwsza w latach 1978-1981 w 12 tomach, druga w latach 1986-1989 w 15 tomach, trzecia w latach 1995-1999 w 16 tomach i czwarta w latach 2005-2007 w 16 tomach. Ostatnie wydanie zawierało 150 tys. haseł i 16 tys. ilustracji i zostało opublikowana przy wsparciu finansowym stowarzyszenia Fritt Ord. W 2010 roku ogłoszono, że nie będzie już wydań papierowych encyklopedii. Encyklopedia dostępna jest on-line od 2000 roku, a od 2009 roku może być edytowane przez użytkowników. Kunnskapsforlaget korzysta jednak z pomocy ekspertów przy sprawdzaniu treści zamieszczonych przez czytelników.
    Temperatura zapłonu (ang. flash point) - charakterystyczna temperatura substancji chemicznych. Jest to najmniejsza temperatura, w której ciśnienie par substancji jest na tyle wysokie, aby utworzyć z powietrzem mieszaninę palną.
    Mieszanina nitrująca (nitroza) – mieszanina stężonych kwasów azotowego i siarkowego w stosunku wagowym 1:2 (objętościowo – 3:5) służąca do nitrowania związków organicznych, jak również do otrzymywania niektórych estrów kwasu azotowego. Nitrogliceryna otrzymywana jest przez estryfikację gliceryny mieszaniną nitrującą.
    Celuloza – nierozgałęziony biopolimer, polisacharyd zbudowany liniowo z 3000 - 14000 cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. Łańcuchy te mają długość ok. 7 μm. Wiązanie β przyczynia się do utworzenia sztywnych, długich nitek, które układają się równolegle, tworząc micele powiązane mostkami wodorowymi. W czystej postaci celuloza jest białą, pozbawioną smaku i zapachu, nierozpuszczalną w wodzie substancją. Jej trawienie umożliwia grupa enzymów zwanych celulazami.
    Benzen – organiczny związek chemiczny z grupy arenów. Jest to najprostszy karbocykliczny, obojętny węglowodór aromatyczny. Jego nieorganicznym analogiem jest borazyna.
    Kwas azotowy, HNO3 – nieorganiczny związek chemiczny, jeden z najsilniejszych kwasów tlenowych. Resztą kwasową jest w nim grupa azotanowa zawierająza azot na V stopniu utlenienia.

    Reklama