نیترو سلولز چیست؟
اگرچه چندین استر سلولز آلی از جمله استات سلولز، پروپیونات سلولز، بوتیرات سلولز و برخی استرهای سلولز مخلوط تولید میشود ولی نیترو سلولز 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 که توسط نیتراته کردن سلولز از طریق قرار گرفتن در معرض اسید نیتریک یا مخلوطی از اسید نیتریک و یک اسید دیگر، معمولاً یا اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک یا یک عامل نیتراته کننده قوی دیگر تولید میشود.
نیترو سلولز بافتی مشابه پنبه (بافت سفید و فیبری) دارد. این یک پلیمر استر سلولز نیترات استر با پیوندهای β (1 → 4) بین مونومرها است که از نیترات سلولز تولید میشود. فرمول شیمیایی آن [C6H7O2 (OH) 3 x (ONO2) x] n است که در آن x گروههای هیدروکسیل رد شده توسط گروههای نیترو را نشان میدهد.
نیترو سلولز یکی از حساسترین مواد ردیاب هستهای است. حساسیت آن فقط کمتر از CR-39 است. کمترین یون یونیز کننده پروتون 0.55 مگا ولت (Daicell) است. فلیشر (1981) نشان داد که کمترین یون یونیزه دیده شده پروتونهای 1.2 مگاوات برای نیترات سلولز (VEB آیلنبورگ) است. در این حالت، نیترات سلولز نسبت به CR-39 حساستر است.
تاریخچه نیترو سلولز:
در سال 1832، هنری براکونوت کشف کرد که اسید نیتریک هنگامی که با نشاسته یا الیاف چوبی ترکیب شود، مواد منفجرهای سبک وزن را تولید میکند که وی نام آن را زیدوودین گذاشت. چند سال بعد در سال 1838، شیمیدان فرانسوی دیگری، تئوفیل-ژول پلوزه (معلم آسانیو سوبرو و آلفرد نوبل)، کاغذ و مقوا را به همین روش تولید کرد.
ژان باپتیست ماده مشابهی را به دست آورد، که آن را “nitramidine” نامید. این مواد بسیار ناپایدار بوده و مواد منفجره عملی نبودند. با این حال، در حدود سال 1846 مسیحی فردریش شنبن، یک شیمیدان آلمانی و سوئیس راه حل عملیتر را کشف کرد. او وقتی در آشپزخانه خود در بازل کار میکرد، مخلوطی از اسید نیتریک (HNO3) و اسید سولفوریک (H2SO4) را روی میز آشپزخانه ریخت و با پیشبند پنبهای آن را پاک کرد. او پیشبند را روی درب اجاق گاز آویزان کرد تا خشک شود و به محض خشکشدن، پیشبند آتش گرفت.
روش آمادهسازی او اولین روشی بود که به طور گسترده تقلید میشود. یک قسمت از پشم پنبهریز که در 15 قسمت از ترکیب مساوی اسیدهای سولفوریک و نیتریک غوطهور میشود. نیترو سلولز توسط شیمیدان آلمانی-سوئیس C.F. در اواخر خرن 19 کشف شد.
تولید نیتروسلولز
در این فرآیند از مخلوطی از اسید نیتریک و اسید سولفوریک برای تبدیل سلولز به نیترو سلولز استفاده میشود. کیفیت سلولز مهم است. همی سلولز، لیگنین، پنتوزانها و نمکهای معدنی نیترو سلولزهای با کیفیت ایجاد میکنند. از نظر شیمیایی دقیق، نیتروسلولز یک ترکیب نیترو نیست، بلکه یک استر نیترات است. واحد تکرار گلوکز (انیدروگلوکز) درون زنجیره سلولز دارای سه گروه OH است که هر یک از آنها میتوانند یک استر نیترات تشکیل دهند.
بنابراین، نیتروسلولز میتواند مونونیتروسلولز، دی نیتروسلولز و تری نیتروسلولز یا مخلوطی از آن را نشان دهد. با گروههای OH کمتر از سلولز مادر، نیتروسلولزها با اتصال هیدروژن تجمع نمییابند. نتیجه اصلی این است که نیتروسلولز در حلالهای آلی محلول است. اکثر لاکها از دی نیترات تهیه میشوند در حالی که مواد منفجره عمدتاً ترینیترات هستند.
معادله شیمیایی برای تشکیل ترینیترات:
3HNO3 + C6H7(OH)3O2 +H2SO4 → C6H7(ONO2)3O2 + 3 H2O
بازده حدود 85٪ است که تلفات آن مربوط به اکسیداسیون کامل سلولز به اسید اگزالیک است. کاربرد اصلی نیترات سلولز برای تولید مواد منفجره، لاک و سلولوئید است. کاربردهای منفجره در زیر بحث شده است. از نظر لاک، نیتروسلولز به راحتی در حلالهای آلی حل می شود که پس از تبخیر یک فیلم انعطاف پذیر بیرنگ و شفاف ایجاد میکند.
کاربردهای نیترو سلولز:
این ماکروملکول بسته به میزان نیترات آنها کاربردهای مختلفی دارد. نیتروسلولز با درجه نیترات کمی در:
- رنگها
- لاکها
- جوهرها
و غیره کاربرد دارد، در حالی که از نیتروسلولز با درجه بالایی از نیترات (> 5/12٪) در مواد منفجره استفاده میشود. در داخل مواد منفجره حاوی نیتروسلولز شامل دینامیتها و پروانهها است. پروانههای حاوی نیتروسلولز، باروتهای دودی هستند که توسط جامعه نظامی بینالمللی به طور گستردهای برای پرتابهها مورد استفاده قرار میگیرد.
از نیترو سلولز در:
- روشهای سنتی وروش سازی پروتئین
- آرایههای توان بالا
- پروتئومیکس طیفسنجی جرمی و سیستم ایمنی استفاده شده است.
بنابراین ممکن است این غشایی متنوعترین سکوی برای بیحرکتی پروتئین باشد. با این حال، نیتروسلولز ناشی از این واقعیت است که پروتئینها به صورت کووالانسی محدود نمیشوند و در هنگام خشکشدن، نیتروسلولز شکننده است.
نیتروسلولز در:
- خودروها
- هواپیماها
- سازهای موسیقی
مورد استفاده قرار میگرفت. یك استفاده ناموفق از نیتروسلولز درستكردن توپهای بیلیارد از عاج بود. توپهای نیتروسلولز (سلولز) اردوگاه، گاه به محض ضربه منفجر میشوند و صدایی شبیه به شلیک گلوله ایجاد میکنند.
کاربرد نیتروسلولز در تولید جوهر چاپ
نیتروسلولز یک جزء اصلی در بسیاری از فرمولاسیونهای جوهر است. اهمیت آن از انتشار عالی حلال و سازگاری آن با طیف وسیعی از مواد افزودنی دیگر ناشی میشود. اینها شامل نرم کنندهها، رنگدانهها و رزینهایی هستند که به جوهر اضافه میشوند تا ترکیب مناسبی از خواص را برای کاربرد مورد نظر ایجاد کنند.
گرانروی کم نیتروسلولز برای صنعت جوهر و در گریدهای محلول در الکل نقش مهمی دارد. جوهرهای چاپ و لاکهای کاغذی با محتوای حلال بدون بو بسیار مورد توجه صنعت بسته بندی و چاپ فلکسوگرافی هستند، جایی که مهم است حلالها به اجزای لاستیکی مورد استفاده در این فرآیند حمله نکنند.
فرایند نهایی فراوری چوب
لاکهای مبتنی بر نیتروسلولز به طور گستردهای در کاربردهای چوب استفاده میشوند. آنها به سرعت خشک میشوند، خواص عالی پرداخت را نشان میدهند و ظاهر دانه را در بسیاری از انواع چوب افزایش میدهند. لاکها در کاربردهای سبک در بهترین حالت خود هستند، اما میتوانند با افزودن سایر رزینها یا نرم کنندهها اصلاح شوند و خواصی ایجاد کرد تا در همه مناطق عملکرد خوبی داشته باشند. اکثر مراحل پایانی فراوری چوب بر اساس درجه نیتروژن بالای نیتروسلولز است.
فرایند نهایی فراوری چرم
کالاهای چرمی برای تقویت جلوه و همچنین محافظت از آنها در برابر رطوبت و گرما به براقیت بالا یا مات، محکم و قابل انعطاف نیاز دارند. نیترو سلولز قادر به ارائه طیف وسیعی از ویسکوزیتهها برای برآورده کردن تقریباً هر نوع نیاز به فرایند نهایی فراوری چرم است.
لاکهای فویل و فیلم
از نیتروسلولز در فرمول بندی لاکهای پوشش داخلی سلفون، فویلهای آلومینیوم و پوششهای قابل انعطاف پذیری حرارتی برای صنعت بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنیها استفاده میشود. دامنه گریدهای گرانروی بالا، محتوای جامد بالا، دوام و انعطاف پذیری مورد نیاز این بخش بازار متقاضی را فراهم میکند.
لوازم آرایشی
از نیتروسلولز در فرمولاسیون لاکهای ناخن استفاده میشود که نیاز به نشان دادن بالاترین استانداردهای شفافیت، استحکام و خلوص و همچنین چرخه خشک شدن سریع دارد. الزامات بسیار سختگیرانه با نظارت دقیق و کنترل سطح رطوبت و اسیدیته تأمین میشود.
رنگ اصلاح مجدد خودرو
از نیتروژن زیاد و گرانروی بالای نیتروسلولز برای فرمولاسیون رنگهای تخصصی برای اصلاح و ترمیم در صنعت خودرو استفاده میشود، جایی که مقاومت فیلم و انعطاف پذیری آن ضروری است.
خطرات نیتروسلولز
در صورت خشک شدن، نیتروسلولز خاصیت انفجاری دارد و میتواند با گرما، جرقه یا اصطکاک مشتعل شود. اعتقاد بر این است که یک ظرف بیش از حد گرم نیتروسلولز خشک دلیل اصلی انفجارهای تیانجین در سال 2015 است.
فـروش نیترو سلولز:
شرکت بازرگانی پیشگامان شیمی آمادگی دارد ضمن دریافت سفارشهای مشتریان عزیز، مواد اولیه صنعتی را با بهترین قیمت و بهترین کیفیت تأمین کند.این محصولات در سریعترین زمان ممکن به وسیله سیستم حملونقل مطمئن به شهرهای مختلف ارسال میشود. قیمتهای عرضهشده توسط این شرکت همواره پائینترین قیمت است. شما مشتریان عزیز میتوانید ضمن استعلام قیمت، با قیمت سایر اشخاص حقیقی و حقوقی دیگر مقایسه نمائید.
سایر محصولات ما:
شما میتوانید برای تهیه محصولات به سایت پیشگامان شیمی مراجعه نمائید و مواد اولیه شیمیایی را در تمامی زمینههای دارویی و پزشکی، صنعتی، آرایشی بهداشتی، اسانسها، غذایی با بهترین قیمت و کیفیت تأمین کنید. این محصولات در سریعترین زمان ممکن به وسیله سیستم حمل و نقل مطمئن به شهرهای مختلف ارسال میشود.
