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硝化纖維素,又名纖維素硝酸酯,屬硝酸酯類,呈白色或微黃色棉絮狀,溶於丙酮。為纖維素與硝酸酯化反應的產物。硝酸纖維素是用精製棉濃硝酸濃硫酸酯化反應而得。

中文名:硝化纖維素 [1]

外文名:Nitrocellulose;Cellulose nitrate [2]

別 名:纖維素硝酸酯 硝酸纖維素硝基纖維素硝化棉火棉膠硝化纖維

化學式:(C6H7N3O11)

nCAS登錄號:9004-70-0

熔 點:160 至 170 ℃

水溶性:不溶

外 觀:白色或微黃色棉絮狀

應 用:用於油墨皮革各種硝基漆膠帽打字蠟紙等 [3]

簡介

硝酸纖維素是用途最廣的纖維素酯類之一,硝酸纖維素的工業生產較纖維素的其他酯類要早。1832年就利用濃硝酸處理棉花木材紙張等製得 纖維素硝酸酯;在1845年就已採用含硝酸和硫酸的硝化混合物處理纖維素;從1869年起硝酸纖維素被應用在塑料(賽璐珞)生產中;從1886年開始就製造無煙火藥;在1884-1890年,最早的製造人造絲的方法出現後,硝酸纖維素就改用作原料。 [4]

性質

硝酸纖維素是一種白色或微黃色纖維狀聚合物,無臭、無味,耐水、耐稀酸、耐弱鹼和各種油類。不溶於水,溶於酯、丙酮等有機溶劑。

其機械性能取決於分子的大小,較高分子質量的CN製成的膜有較大的彈性,降低分子質量,膜會變脆,它們的抗拉強度會下降。因為它們的微晶結構,硝酸纖維素膜是光學各向異性的,在偏振光中的顏色變化與CN的氮含量有關。含11.4%N的CN呈暗紅色,含12.0% -12.6%的CN為藍色到綠色,含11.5% -11. 8%的CN呈黃色。CN的折射率為1.51,最大光投射達到313nm。暴露在太陽光,尤其是紫外光下,對硝纖膜有不利影響,會使它發黃變脆。溶劑、軟化劑樹脂可加速或阻止發黃。

分類

纖維素的3個羥基可全部或部分被硝酸酯化,不同的硝化度與下列理論含氮量有關。含氮量為10.8%-12.6%的硝酸纖維素適合作為臘克的棉原料,含氮量大於12.3%的只適合作為炸藥

醇溶性CN(A型):含氮量約為10. 9% -11.3% ,在醇類、脂類和酮類中迅速溶解。中等溶解度CN(AM型):含氮量約11.4% -11.7%,在酯類、酮類中溶解,與醇有優異的摻合性或可混性。酯溶性CN(E型):作為臘克棉用含氮量是11.89 -12.2%,含氨量大於13. 7%是作為火棉用,能迅速溶於酯類、酮類和乙二醇醚類中。

市場現狀

纖維素是用精製棉與濃硝酸和濃硫酸酯化反應而得到的。掌握混酸比例、溫度可製得含氮量不同的品種。

硝化棉有軍用和民用兩大應用領域。軍用部分主要集中在兵器火炸藥行業生產。民用部分用於塗料賽璐珞人造纖維油墨電影膠片化妝品等多種領域。

硝化棉的全球市場情況是:歐美市場萎縮,亞洲市場尤其是中國市場發展快速。但是全球硝化棉的生產能力已經大於市場需求,產能過剩。中國是硝化棉的消費大國,同時也是該產品的生產大國,國內的硝化棉廠家也在紛紛擴大產能,國內的生產能力也已經過剩在這種情況下,未來的市場競爭將會十分激烈。

生產工藝

工藝

1. 硝化

將經篩選剔除雜質、棉籽而乾燥好的脫脂的棉纖維絨分小塊投人混酸中,加量不宜過多,以混酸能將棉絨淹沒又可以便於翻動為適。然後將該容器浸在25℃-34℃的恆溫水浴中加熱升溫,同時將容器中的棉絨輕輕翻動反應,後進行檢查。檢查時取出硝化棉少許,用水清洗至呈中性,再用酒精洗淨,擠干附着的酒精,分別加入丙酮醇醚混合液(1:3) 中,如均能完全溶解,即表示硝化完全;如均不溶,則表示硝化不完全;如只溶於丙酮,則表示硝化已過。

2. 洗滌乾燥

硝化完成後取出用清水充分洗滌乾淨,直至洗液呈中性為止,並用藍石蕊試紙檢查。然後用紙吸去水分,擠干。在低溫下(30℃左右)乾燥,即得白色(微黃)透明的硝化棉。

注意問題

1.要嚴格控制硝酸濃度及硝化時間,以保證生產物符合要求。

2. 在生產時火棉易燃易爆,乾燥時應避火貯存。

3. 完全硝化纖維索絨需用比重1.41的濃硝酸,不用比重1.51的發煙硝酸。 影響編輯

一、健康危害

侵入途徑:吸入。

健康危害:硝化棉本身對健康基本無害。

二、環境影響

危險特性:暴露在空氣中能自燃。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑和大多數有機胺接觸能發生強烈反應,引起燃燒或爆炸。通常加乙醇丙酮或水作潤濕劑,潤濕劑乾燥後,容易發生火災。

燃燒(分解)產物:一氧化碳二氧化碳氮氧化物

泄漏應急處理編輯

一、泄漏應急處理

隔離泄漏污染區,周圍設警告標誌,切斷火源。建議應急處理人員戴好防毒面具,穿相應的工作服。使用無火花工具收集於密閉容器中作好標記,等待處理或在保證安全情況下,就地焚燒。如大量泄漏,收集回收或無害處理後廢棄。

二、防護措施

工程控制:密閉操作,局部排風。

呼吸系統防護:空氣中濃度較高時,佩帶防塵口罩

眼睛防護:戴安全防護眼鏡

防護服:穿工作服。

手防護:必要時戴防護手套。

其它:工作現場禁止吸煙進食飲水。工作後,淋浴更衣。注意個人清潔衛生。

三、急救措施

皮膚接觸:用流動清水沖洗。

眼睛接觸:用流動清水沖洗。

吸入:脫離現場。

滅火方法:霧狀水二氧化碳泡沫砂土 [5]

主要用途

(1)含氮量高的俗稱火棉,用以製造無煙火藥;含氮量低的俗稱膠棉,用以製造噴漆人造革膠片塑料等。 [6]

(2)用於制文教用品日常生活用品儀表標牌等。 [7]

(3)用於油墨皮革各種硝基漆膠帽打字蠟紙等。

(4)用於製藥工業攝影底片照像底片皮革的製造。

視頻

一秒鐘把自己燒的渣都不剩?硝化纖維素樂高?網友:確實快


參考文獻

  1. [李先栓.高中化學創新實驗課程:東北師範大學出版社,2011.06:240]
  2. [張國順.民用爆炸物品及安全:國防工業出版社,2007.10:243-244]
  3. [中國化工信息中心,中化信富邦信息技術有限公司.中國化工產品目錄 上 2001/2002版:石油工業出版社,2001.10:542]
  4. [張力田,羅志剛.碳水化合物化學 第2版:中國輕工業出版社,2013.07:411]
  5. | .pubchem,引用日期2017-05-19
  6. [中華書局辭海編輯所.辭海試行本 第16分冊 工程技術:中華書局辭海編輯所,1961.10]
  7. [中國化工信息中心,中化信富邦信息技術有限公司.中國化工產品目錄 2000 第9版 上:石油工業出版社,2000.07:403]