نیتروسلولز، یک ترکیب شیمیایی با جرم مولی متغیر، با ظاهری شبیه رشته‌های پنبه سفید مایل به زرد است. این ماده تنها استر سلولز معدنی با اهمیت تجاری است. نیتروسلولز همچنین به عنوان نیترات سلولز، کاغذ فلش، پنبه فلش، گانکوتون، پیروکسیلین و رشته فلش شناخته می‌شود و یک ترکیب بسیار قابل اشتعال است.
فهرست مطالب
تاریخچه نیتروسلولز
نیتروسلولز(Nitrocellulose) اولین بار در سال ۱۸۴۶ توسط شیمیدان فرانسوی، تئوفیل-ژول پلیگوت کشف شد. او در آزمایش‌های خود، پنبه را با اسید نیتریک و اسید سولفوریک آغشته کرد و متوجه شد که این ماده جدید به شدت قابل اشتعال و انفجاری است.
در سال ۱۸۶۵، آلفرد نوبل، شیمیدان سوئدی، از نیتروسلولز برای اختراع دینامیت استفاده کرد. دینامیت اولین ماده منفجره قدرتمند بود که به طور گسترده در معادن و ساخت و سازها مورد استفاده قرار گرفت.
در سال ۱۸۸۴، هنری پتی، شیمیدان فرانسوی، نیتروسلولز را با الکل مخلوط کرد و اولین لاک الکل نیتروسلولزی را تولید کرد. لاک الکل نیتروسلولزی به سرعت به دلیل خواص ضد آب و بادوام خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفت.
در اوایل قرن بیستم، نیتروسلولز در تولید فیلم‌های عکاسی و سلولوئید مورد استفاده قرار گرفت. سلولوئید اولین ماده پلاستیکی بود که به طور گسترده در صنعت فیلم سازی و ضبط صدا مورد استفاده قرار گرفت.
ویژگی‌های نیتروسلولز
| ویژگی | مقدار |
|---|---|
| نام شیمیایی | نیترات سلولز |
| فرمول شیمیایی | C6H7(NO3)3O5 |
| جرم مولی | 255.09 g/mol |
| شکل ظاهری | جامد سفید یا زرد |
| بو | بدون بو |
| چگالی | 1.5 – 1.7 g/cm³ |
| نقطه ذوب | 148 – 150 °C |
| نقطه جوش | 250 °C |
| حلالیت | در آب نامحلول، در حلال های آلی محلول |
نیتروسلولز یک ترکیب آلی است که از واحدهای مونومر گلوکز تشکیل شده است که با گروه های نیترات جایگزین شده اند.
خواص نیتروسلولز به درجه نیتراسیون آن بستگی دارد. نیتروسلولز با نیتراسیون کم حلالیت و قابلیت اشتعال بیشتری دارد، در حالی که نیتروسلولز با نیتراسیون بالا حلالیت و قابلیت اشتعال کمتری دارد.
تولید نیتروسلولز
نیتروسلولز از طریق نیتراسیون سلولز، که به طور معمول با استفاده از مخلوطی از اسید نیتریک و اسید سولفوریک تغلیظ شده انجام می شود، تولید می شود.
مراحل کلی فرآیند تولید نیتروسلولز:
- پیش تصفیه: در این مرحله، سلولز خالص سازی می شود تا ناخالصی ها مانند چربی ها و پروتئین ها که می توانند بر کیفیت نیتروسلولز نهایی تأثیر بگذارند، حذف شوند.
- نیتراسیون: سلولز با مخلوطی از اسید نیتریک و اسید سولفوریک تغلیظ شده در دمای کنترل شده نیتراسیون می شود.
- شستشو: پس از نیتراسیون، نیتروسلولز با آب شسته می شود تا اسیدهای باقی مانده حذف شوند.
- خشک کردن: نیتروسلولز به طور کامل خشک می شود.
- پودر کردن: نیتروسلولز به پودر تبدیل می شود.
کاربردهای نیترو سلولز
نیتروسلولز به دلیل خواصی مانند قابلیت اشتعال، حلالیت در حلال های آلی و سختی، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد.
- صنایع رنگ و رزین : نیتروسلولز به عنوان یک عامل فیلم زا در تولید رنگ ها، لاک ها و جلا دهنده ها استفاده می شود.
- صنایع نساجی : همچنین این ماده در تولید الیاف مصنوعی و به عنوان آهار در صنعت نساجی کاربرد دارد.
- صنایع چاپ : و دیگر اینکه این ترکیب در تولید جوهر چاپ و مرکب استفاده می شود.
- مواد منفجره : نیتروسلولز در انواع مختلفی استفاده می شود. مواد منفجره از جمله باروت، دینامیت و TNT. همچنین در چاشنی ها، فشنگ ها و موشک ها استفاده می شود.
کاربردهای دیگر:
- نیتروسلولز در تولید توپ های پینگ پنگ، عینک های آفتابی، شانه ها و سایر محصولات پلاستیکی استفاده می شود.
- این ماده پرکاربرد در صنایع دارویی به عنوان یک عامل پوشش برای قرص ها و کپسول ها استفاده می شود.
خطرات نیتروسلولز
نیتروسلولز یک ماده خطرناک است که باید با احتیاط کامل از آن استفاده شود.
برخی از خطرات نیتروسلولز:نیتروسلولز به شدت قابل اشتعال است و میتواند به سرعت آتش بگیرد.این ماده میتواند سمی باشد و در صورت تماس مستقیم با پوست و چشم، میتواند باعث تحریک،سوزش و آسیب شود.
استنشاق نیتروسلولز نیز میتواند باعث مشکلات تنفسی شود.این ترکیب در صورت عدم نگهداری و استفاده صحیح،میتواند منفجر شود.
خطرات زیست محیطی: نیتروسلولز می تواند برای محیط زیست مضر باشد و در صورت عدم دفع صحیح، می تواند آب و خاک را آلوده کند.
نکات ایمنی در مورد نیتروسلولز : نیتروسلولز را در مکان های خنک و خشک و دور از منابع گرما و جرقه نگهداری کنید.هنگام کار با آن از عینک، ماسک و دستکش مناسب استفاده کنید.
از تماس مستقیم این ماده با پوست و چشم خودداری کنید.در صورت آتش سوزی نیتروسلولز، از خاموش کننده های مخصوص مواد شیمیایی استفاده کنید.نیتروسلولز را به طور صحیح دفع کنید.
بازار جهانی نیتروسلولز
انتظار می‌رود تقاضا برای نیتروسلولز در صنایع مختلف به دلیل رشد اقتصادی و افزایش جمعیت جهانی افزایش یابد . نگرانی‌های زیست‌محیطی و مقررات سختگیرانه میتواند بر رشد بازار تأثیر منفی بگذارد .
آسیا و اقیانوسیه به دلیل رشد سریع صنعتی، بزرگترین بازار نیتروسلولز باقی خواهد ماند . DuPont ، AkzoNobel و Ashland از جمله بازیگران کلیدی در بازار جهانی نیتروسلولز هستند.
نحوه صحیح نگهداری و بسته‌بندی نیتروسلولز
بسته‌بندی : نیتروسلولز باید در ظروف پلاستیکی یا فلزی یا کاغذی بسته‌بندی شود.ظروف شیشه‌ای برای بسته‌بندی نیتروسلولز مناسب نیستند.
ظروف نیتروسلولز باید به طور کامل پر شوند تا از ورود هوا جلوگیری شود.این ظروف باید در جعبه‌های محکم بسته‌بندی شوند و جعبه‌ها باید به طور واضح برچسب‌گذاری شوند.
نگهداری : نیتروسلولز باید در مکانی خنک، خشک و تهویه‌دار نگهداری شود.دمای ایده‌آل نگهداری بین 15 تا 25 درجه سانتیگراد است.رطوبت ایده‌آل نگهداری بین 30 تا 50 درصد است.نیتروسلولز باید دور از منابع گرما، جرقه و شعله نگهداری شود.از قرار دادن این ماده در معرض نور مستقیم خورشید خودداری کنید.
