Nitrocelulóza

Vzorec nitrocelulózy

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 světlem bez zápachu a bez nespalitelných zbytků. Při reakci se uvolňuje velké množství tepla, deflagrační tepelná vlna jednoho gramu látky je citelná 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 celuloidu, střelná bavlna se užívá jako střelivina a třaskavina.

Výroba

Nitrocelulóza vzniká působením kyseliny dusičné na celulózu za přítomnosti kyseliny sírové:

2 HNO₃ + C₆H₁₀O₅ → C₆H₈(NO₂)₂O₅ + 2 H₂O

Poměr kyselin ve směsi má vliv na výsledek esterifikace (1:1 – didusičnan nebo monodusičnan; 3:5 (3 části kyseliny dusičné a 5 dílů kyseliny sírové) – tridusičnan). Nejlepší výsledky reakce jsou dosahovány po přidání oxidu fosforečného do nitrační směsi. Reakce je silně exotermická.

Nitrace může probíhat do různé míry, pro technické účely se užívá do 2. stupně, nitrocelulóza užívaná jako třaskavina až do 2,8. stupně.

Vlastnosti

• Vysoká výbušnost
• Nízký bod vzplanutí
• Může vykazovat samozápalnost vlivem zbytků kyseliny
• Teplota výbuchu 2 200 - 2 700 °C
• Dobrá rozpustnost v organických rozpouštědlech (ethanol, aceton, benzen)
• Nerozpustitelnost 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

• Hlavní součást bezdýmého střelného prachu
• Ve formě celuloidu 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. těhotenské 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 (na rozdíl od celulózy dobře rozpustná)
• Záznam trajektorie částic α při radonovém testu.