Nitrocelulóza
Nitrocelulóza (NC), přesnějším označením nitrát celulózy, je vysoce hořlavá látka vzniklá esterifikací celulózy působením kyseliny dusičné nebo silné nitrační směsi.
Jedná se o silnou trhavinu náchylnou k deflagračně-detonačnímu přechodu. Hoří velmi jasným žlutým plamenem bez zápachu a bez nespalitelných zbytků. Při reakci se uvolňuje velké množství tepla, deflagrační tepelná vlna jednoho gramu látky je zřetelná ve vzdálenosti dvou metrů od vzorku.
NC o obsahu 10–12 % dusíku je označována jako kolodiová bavlna, NC o obsahu 12–14 % dusíku jako střelná bavlna. Hlavním využitím kolodiové bavlny je výroba nitrocelulózových nátěrových hmot, dříve se používala k výrobě celuloidu. Flegmatizovaná střelná bavlna se užívá jako střelivina. Používání vysoce nitrované NC jako brizantní trhaviny bylo opuštěno kvůli její značné citlivosti a nebezpečí samovznícení.
Výroba
Nitrocelulóza vzniká působením kyseliny dusičné na celulózu za přítomnosti kyseliny sírové nebo fosforečné:
- 2 HNO3 + C6H10O5 → C6H8(NO2)2O5 + 2 H2O
Poměr HNO3 : H2SO4 má vliv na výsledek nitrace (1 : 1 – mononitrát nebo dinitrát; 3 : 5 – trinitrát). Nejlepší výsledky reakce umožní přidání oxidu fosforečného do nitrační směsi. Reakce je silně exotermní.
Stupeň nitrace je rozhodující pro vlastnosti a použití produktu. Pro technické účely se užívá dinitrát. NC užívaná v minulosti jako brizantní trhavina byla nitrována až do stupně 2,8.
Vlastnosti
- Vysoká výbušnost
- Nízký bod vzplanutí
- Může vykazovat samozápalnost vlivem zbytků kyseliny
- Teplota výbuchu 2 200 – 2 700 °C
- Rozpustnost ve vybraných organických rozpouštědlech (aceton, ether, rozpouštědla esterového typu, částečně ethanol)
- Nerozpustnost ve vodě
- Detonační rychlost 7 300 m/s při maximální hustotě 1,2 g/cm3
- Energie výbuchu 800 – 1 040 kcal/kg
- Objem výbušných plynů 860 – 970 l/kg
- Vlivem tepla se pomalu rozkládá
- Vysoká citlivost na otřesy a tření
- Vzplanutí vlivem jiskry, sálavého tepla a plamene
- Vnější vzhled závisí na vzhledu před esterifikací – během reakce se nemění
Použití
- Nitrocelulózové nátěrové hmoty.
- Lepidla na bázi nitrocelulózy (Kanagom).
- Hlavní součást bezdýmého střelného prachu.
- Ve formě celuloidu se používala jako fotografický film.
- V USA se z celuloidu vyráběly lahve na nápoje, které bylo možné po použití spálit. Je to dobrá náhrada PET lahví.
- Nitrocelulozová membrána nebo nitrocelulozový papír je lepkavá membrána užívaná pro imobilizaci DNA a proteinů vzhledem ke své nespecifické afinitě k aminokyselinám. NC je často užívána při diagnostických testech, kde dochází k vazbě antigenů, např. těhotenském testu nebo U-albuminový test.
- Při rozpuštění v etheru nebo jiném organickém rozpouštědle vzniká roztok zvaný kolodium. V době občanské války v USA bylo používáno pro krytí ran a aplikaci léků.
- Kolodium bylo rovněž užíváno jako nosič pro soli stříbra v raných fotografických emulzích, často nanesené v tenkých vrstvách na skleněných deskách.
- Kouzelnický „bleskový papír“, archy papíru nebo tkaniny vyrobené z nitrocelulózy, které shoří téměř okamžitě prudkým světlem bez popela.
- Lak na nehty.
- Záznam trajektorie částic alfa při radonovém testu.
