硝酸纤维素

取自 食品百科全书

中文名称：硝酸纤维素

英文：nitrocellulose

又称纤维素硝酸酯 。呈微黄色，外观像纤维。它的分子式是[C6H7O2（ONO2）a（OH）3-a]n，其中a为酯化度，n为聚合度。习惯上用含氮量百分数代表酯化程度。

简称NC。俗称硝化纤维素，为纤维素与硝酸酯化反应的产物。以棉纤维为原料的硝酸纤维素称为硝化棉。硝酸纤维素是一种白色纤维状聚合物，耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类。聚合度不同，其强度亦不同，但都是热塑性物质。在阳光下易变色，且极易燃烧。在生产加工、包装、贮运和销售、使用中都要注意安全。 　　

发展过程

1832年由法国人H.布拉孔诺用浓硝酸与木材或棉花相作用而制得。1846年C.F.舍恩拜因使用硝－硫混酸制出了硝酸纤维素，并对其性能进行了研究。发现它的威力比黑火药大2～3倍，可以用于军事。当时只用作炸药，由于它燃烧太快，安定性问题又未解决，爆炸事故频繁。硝化棉的外观与棉花相似，保持有明显的纤维结构。后来采用造纸工业用的细断机将其切碎，经干燥后即得白色粉末状的硝化棉，当时仍只能作为爆破用药。1869年，J.W.海厄特用一定聚合度的硝酸纤维素加入樟脑和酒精，制成了赛璐珞。1884年法国化学家P.维埃耶用醇-醚溶剂处理硝酸纤维素并碾压成型,制得能缓慢燃烧的单基火药（见发射药）。从此，硝酸纤维素即成为生产各种火药的主要原料，得到大量的生产和应用。未经溶剂塑化成型的硝酸纤维素是属于猛炸药的范畴，不能作为火药应用，因此，它是具有猛炸药的爆炸变化特征的。但由于原料来源和经济上的原因等，现在几乎不用硝酸纤维素作为爆炸用药，而主要用于制造火药。 　

纤维素分类 　 根据纤维素的结构，每个环最多只能引入三个硝酸酯基团。硝酸酯基团引入的多少决定了硝酸纤维素的性质和用途。其表征方法通常是用含氮量和代表聚合度的粘度。含氮量13％以上的称为强棉，可用于制造火药；含氮量12.6％的称为胶棉，用于制造爆胶（即硝酸纤维素溶解于硝化甘油中而形成的胶体）和代那迈特(见工业炸药)；含氮量为8％～12％称为弱棉,可用于制造电影胶片（见支持体）、赛璐珞和硝基清漆等。中国是采用每克硝酸纤维素完全分解所释放的氧化氮气体毫升数进行分类的。

　　

生产过程

硝酸纤维素的安定性较差，尤其在含残酸时极易发生分解。经过近20年的研究和发展，才形成现代的工艺过程，它包括两个步骤：纤维素与硝酸的酯化反应和硝酸纤维素的安定处理。尤其对于军用硝酸纤维素的制造，要经过多次洗涤和处理。用于清漆、塑料等低氮量的硝酸纤维素工艺过程简单一些，无需进行较细致的安定处理，通常经过煮洗工艺即可。纤维素的硝化采用硝-硫混酸进行,混酸的比例、温度以及硝化的温度等，均根据不同含氮量的品号选定。纤维素在硝化前必须经过脱脂等精制过程。 　　 硝酸纤维素的生产是将疏松干燥后的精制棉通过投棉斗，由加热器加热并在烘干器烘干，再用混酸喷洒浸润，在酯化器(即硝化器)中获得硝酸纤维素，经驱酸机使其与酸分离，再经水洗后，依次进行预煮、酸煮、碱煮以除去残酸及不安定的物质。然后，在细断机上切断、打浆并进一步清洗、中和以除去纤维内所含的残酸。调整产品到略呈碱性。最后，将各批产品在混合机内混合，再经过除渣除铁、浓缩、脱水。脱水后的硝酸纤维素含水分不得低于32％，以保证贮存和运输中的安全。