Hoe Nitrocellulose of Flash-papier te maken

Als je een chemieliefhebber bent met interesse in vuur of geschiedenis (of beide), moet je waarschijnlijk weten hoe je je eigen nitrocellulose kunt maken. Nitrocellulose is ook bekend als guncotton of flitspapier, afhankelijk van het beoogde doel. Goochelaars en illusionisten gebruiken flitspapier voor een speciaal vuureffect. Hetzelfde materiaal wordt guncotton genoemd en kan worden gebruikt als drijfgas voor vuurwapens en raketten. Nitrocellulose werd gebruikt als een filmbasis voor films en röntgenfoto's. Het kan worden gemengd met aceton om nitrocelluloselak te maken, dat werd gebruikt op auto's, vliegtuigen en muziekinstrumenten. Een niet succesvol gebruik van nitrocellulose was het maken van faux ivoren biljartballen. De kamferige nitrocellulose (celluloid) ballen explodeerden soms bij een botsing en produceerden een geluid dat erg leek op dat van een schot. Zoals je je kunt voorstellen, ging dit niet goed over in gunslinger-saloons met pooltafels.

Het is onwaarschijnlijk dat u uw eigen exploderende biljartballen wilt maken, maar misschien wilt u nitrocellulose proberen als een model raketstuwstof, als flitspapier of als een basis van lak. Nitrocellulose is uiterst eenvoudig te maken, maar lees de instructies zorgvuldig door voordat u verdergaat. Wat de veiligheid betreft: elk protocol met sterke zuren moet worden uitgevoerd door gekwalificeerde personen die de juiste veiligheidsuitrusting dragen. Nitrocellulose kan niet voor lange tijd worden bewaard, omdat het geleidelijk uiteenvalt in een brandbaar poeder of goo (dat is de reden waarom veel oude films tot op de dag van vandaag niet zijn overleefd). Nitrocellulose heeft een lage zelfontbrandingstemperatuur, dus houd het uit de buurt van hitte of vlammen (totdat u klaar bent om het te activeren). Het heeft geen zuurstof nodig om te verbranden, dus zodra het ontsteekt, kun je het vuur niet met water doven. Met dit alles in gedachten, hier is hoe je het maakt.

Belangrijkste afhaalrestaurants: maak nitrocellulose of flash-papier

• Nitrocellulose is een licht ontvlambaar polymeer. Het is ook bekend als flash-papier, guncotton of flash string.
• Het enige dat u hoeft te doen om nitrocellulose te maken, is cellulose behandelen met salpeterzuur of een ander sterk nitrerend middel. De cellulose kan afkomstig zijn van papier, katoen, hout of ander plantaardig materiaal.
• Nitrocellulose werd voor het eerst gemaakt door Alexander Parkes in 1862. Dit was het eerste door de mens gemaakte plastic, dat Parkesine heette.
• Hoewel nuttig als een plastic, is nitrocellulose even populair vanwege zijn ontvlambaarheid. Flitspapier brandt vrijwel onmiddellijk en laat geen asresten achter.

Nitrocellulosematerialen

De procedure van Christian Friedrich Schönbein is op grote schaal gebruikt. Het vereist 1 deel katoen tot 15 delen zuur.

• geconcentreerd salpeterzuur
• geconcentreerd zwavelzuur
• wattenbolletjes (bijna pure cellulose)

Nitrocellulose-bereiding

1. Koel de zuren onder 0 ° C.
2. Meng in een zuurkast gelijke delen salpeterzuur en zwavelzuur in een bekerglas.
3. Laat wattenbolletjes in het zuur vallen. Je kunt ze aanstoppen met een glazen roerstaaf. Gebruik geen metaal.
4. Laat de nitratiereactie ongeveer 15 minuten doorgaan (de tijd van Schönbein was 2 minuten) en laat vervolgens koud kraanwater in de beker lopen om het zuur te verdunnen. Laat het water een tijdje lopen.
5. Draai het water dicht en voeg een beetje natriumbicarbonaat (bakpoeder) toe aan het bekerglas. Het natriumbicarbonaat zal borrelen terwijl het het zuur neutraliseert.
6. Draai met een glazen staaf of gehandschoende vinger rond het katoen en voeg meer natriumbicarbonaat toe. U kunt spoelen met meer water. Blijf natriumbicarbonaat toevoegen en het genitreerde katoen wassen tot het borrelen niet langer wordt waargenomen. Zorgvuldige verwijdering van het zuur zal de stabiliteit van de nitrocellulose aanzienlijk verbeteren.
7. Spoel de genitreerde cellulose met kraanwater en laat het op een koele plaats drogen.

Stukjes nitrocellulose zullen in vlammen barsten als ze worden blootgesteld aan de hitte van een brander of een lucifer. Het kost niet veel (hitte of nitrocellulose), dus laat je niet meeslepen! Als u echte flits wilt papier, u kunt gewoon papier (voornamelijk cellulose) nitreren op dezelfde manier als katoen.

Chemie van het maken van nitrocellulose

Het nitreren van cellulose verloopt wanneer salpeterzuur en cellulose reageren om cellulosenitraat en water te produceren.

3HNO₃ + C₆H₁₀O₅ → C₆H₇(NEE₂)₃O₅ + 3H₂O

Zwavelzuur is niet vereist om de cellulose te nitreren, maar het werkt als een katalysator om het nitroniumion te produceren, NO₂⁺. De reactie van de eerste orde verloopt via elektrofiele substitutie in de C-OH-centra van de cellulosemoleculen.

bronnen

• Braconnot, Henri (1833). "De la transformation de plusieurs substanties végétales en un principe nouveau." [Over de transformatie van verschillende plantaardige stoffen in een nieuwe stof]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290-294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Meer informatie over de werking van de nitrique-concentratie op de amidon en de ligneux." [Over de producten van de werking van geconcentreerd salpeterzuur op zetmeel en hout]. Comptes Rendus. 7: 713-715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [op guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft in Basel. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Chemie en technologie van explosieven. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20-21.