一、硝化棉是什么
硝化棉,也被稱為纖維素硝酸酯(NC),是通過棉纖維、木漿等纖維素材料與硝酸和硫酸的混合酸進(jìn)行酯化反應(yīng)而制成的。它呈現(xiàn)出白色或微黃色的棉絮狀,并且能夠溶解在丙酮、醇醚混合液等有機(jī)溶劑中。其分子式為C6H7O2(ONO2)a(OH)3-an,其中a為酯化度,n為聚合度。
二、硝化棉的主要用途
1、硝化棉可用于制造槍炮發(fā)射藥,它在槍炮發(fā)射過程中迅速燃燒產(chǎn)生大量氣體,為炮彈或子彈提供強(qiáng)大的推動(dòng)力,使它們能夠以高速射出槍膛或炮管,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的射擊和殺傷效果。
2、硝化棉用于制作火箭推進(jìn)劑,憑借其高能量釋放的特性,在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中快速燃燒并釋放出巨大能量,產(chǎn)生強(qiáng)大的推力,推動(dòng)火箭克服地球引力,進(jìn)入太空軌道,是航天領(lǐng)域重要的動(dòng)力來源之一。
3、硝化棉是制作安全火柴藥頭的成分之一,它與其他化學(xué)物質(zhì)配合,在火柴與火柴盒側(cè)面摩擦?xí)r能夠迅速起火,引發(fā)火柴燃燒,為人們提供了一種便捷、安全的取火方式。
4、硝化棉可作為噴漆的成膜物質(zhì),當(dāng)噴漆噴涂在物體表面后,硝化棉會(huì)形成一層均勻、堅(jiān)韌的薄膜,不僅能保護(hù)物體表面免受外界環(huán)境的侵蝕,如防止氧化、腐蝕等,還能賦予物體美觀的外觀,提升其裝飾性。
5、硝化棉用于制造賽璐珞,賽璐珞具有質(zhì)輕、堅(jiān)韌、透明等特點(diǎn),可用于制作乒乓球、玩具、眼鏡架等多種生活用品和工業(yè)產(chǎn)品,滿足了人們?nèi)粘I詈凸I(yè)生產(chǎn)的多種需求。
6、硝化棉在油墨中作為連接料,它能夠?qū)㈩伭系裙腆w成分均勻地分散在油墨體系中,并使油墨具有良好的流動(dòng)性和附著性,保證油墨在印刷過程中能夠順利轉(zhuǎn)移到印刷材料上,形成清晰、牢固的圖案和文字。
7、硝化棉用于制作攝影膠片,它作為膠片的片基材料,具有良好的透明度和柔韌性,能夠承載感光乳劑,使膠片在拍攝過程中能夠記錄下影像信息,是攝影技術(shù)發(fā)展不可或缺的材料。
8、硝化棉可用于制造人造皮革,它與其他添加劑混合后涂覆在基布上,能夠模擬天然皮革的外觀和質(zhì)感,同時(shí)具有一定的耐磨性和耐水性,廣泛應(yīng)用于服裝、家具、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域。
9、硝化棉用于制作指甲油,它在指甲油中起到成膜和增稠的作用,使指甲油能夠均勻地涂抹在指甲上,形成一層有光澤、持久的薄膜,增加指甲的美觀度,同時(shí)還能保護(hù)指甲免受外界損傷。
10、硝化棉在塑料工業(yè)中作為增塑劑,它可以改善塑料的柔韌性、可塑性和加工性能,使塑料更容易成型和加工成各種形狀的制品,提高塑料制品的質(zhì)量和性能。
三、如何制作硝化棉
1、儀器、藥品
濃硝酸,濃硫酸,大號(hào)磨口試劑瓶及磨口塞,玻璃棒,大號(hào)鑷子,鋼制鍋,碳酸鈉或碳酸氫鈉,硝酸鉀,二苯胺,酒精,高密度聚乙烯瓶,黑色塑料袋。
2、配置混酸
在大號(hào)的磨口試劑瓶中加入濃硝酸:濃硫酸=1:3~4(V/V),注意要把硫酸倒入硝酸,防止濺灑,混合后用玻璃棒輕輕攪拌或微微晃動(dòng)瓶身,蓋上磨口玻璃塞冷卻至室溫備用。
3、硝化
將脫脂棉硝化棉或紙張浸入混合的酸液中,同時(shí)用玻璃棒將其間的空氣泡擠出,最后使瓶中留有5mm的酸液層(被硝化物不要露出酸液表面),室溫反應(yīng)20分鐘即可。
4、清洗
大號(hào)鑷子取出硝化棉,用大水沖洗至聞不出酸味。
5、安定處理
將洗凈后的硝化棉放入稀碳酸鈉溶液中煮20~30min,保持溶液呈堿性即可。取出洗凈至中性或微堿性。晾干后再浸入2%硝酸鉀水溶液,取出后晾干再浸入2%二苯胺酒精溶液,取出后晾干。
6、保存
裝入高密度聚乙烯瓶(就是平時(shí)裝固體化學(xué)藥劑的那種500g容量瓶子),外部套上黑色塑料袋(硝酸包裝瓶的),干燥,陰涼保存,也可放入冰箱冷藏室(不要放在冷凍室,低溫會(huì)導(dǎo)致纖維斷裂,點(diǎn)燃時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象),質(zhì)量好的硝化棉在冰箱內(nèi)存放期可達(dá)幾年。
7、燃速
干燥的硝化棉最高,紙張類其次,硝化衛(wèi)生紙的燃速微高于黑色火藥,可作導(dǎo)火線。
8、質(zhì)量鑒定
點(diǎn)燃,強(qiáng)棉只會(huì)留有微量殘?jiān)?,無酸味。由于硝化棉會(huì)自分解,所以長(zhǎng)期存放時(shí)要定期檢查變質(zhì)狀況,可以取少量硝化棉點(diǎn)燃,聞聞燃燒后的煙氣酸味重不重,若有強(qiáng)烈的刺激性酸味,則質(zhì)量不好,變黃也是變質(zhì)的征兆,但輕微變黃并不影響使用,保存。
四、硝化棉危險(xiǎn)嗎
1、危險(xiǎn)特性:自燃點(diǎn)170℃。閃點(diǎn)12.78℃。爆速:6300m/s(含氮13%)。爆轟氣體體積841L/kg(含氮13.3%時(shí))。本品遇到火星、高溫、氧化劑以及大多數(shù)有機(jī)胺(對(duì)苯二甲胺等)會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。如溫度超過40℃時(shí)它能分解自燃。本品干燥久儲(chǔ)變質(zhì),極易引起自燃,一般加入水或乙醇作濕潤(rùn)劑。如溫潤(rùn)劑揮發(fā)后,容易發(fā)生火災(zāi)。含氮量在12.5%以下的為一級(jí)易燃固體。
2、消防措施:用水或霧狀水進(jìn)行滅火。嚴(yán)禁用砂土壓蓋,以免發(fā)生猛烈爆炸。
3、急救:患者要立即離開現(xiàn)場(chǎng),安置在新鮮空氣地方,可用清水沖洗受傷者。嚴(yán)重者要立即送醫(yī)院救治。
4、儲(chǔ)運(yùn)須知:包裝標(biāo)志:(含氮量12.5%以下)易燃固體。(含氮量12.5%以上)爆炸品。包裝方法:玻璃瓶,外用木板箱,用不燃松軟材料墊塞。或金屬桶或罐,內(nèi)襯塑料袋。儲(chǔ)運(yùn)條件:儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)庫(kù)房?jī)?nèi),倉(cāng)間溫度不宜過30℃,遠(yuǎn)離火種及熱源。與有機(jī)胺,氧化劑隔離儲(chǔ)運(yùn)。儲(chǔ)運(yùn)期須掌握先進(jìn)先出,包裝損壞要及時(shí)修理。應(yīng)經(jīng)常檢查濕潤(rùn)劑干燥情況,必要時(shí)增加濕潤(rùn)劑。為了使?jié)駶?rùn)分布均勻,可以在儲(chǔ)存一定時(shí)間后(如5個(gè)月)將包裝倒放(試劑例外),經(jīng)過一段時(shí)間再調(diào)正。搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕拿輕放,防止包裝破損。