Kā izgatavot nitrocelulozes vai zibatmiņas papīru

Norādījumi nitrocelulozes vai zibatmiņas papīra izgatavošanai

Flash papīrs ir populārs zinātnes demonstrācijām un burvju ugunij. H. Ārmstrongs Roberts/ClassicStock/Getty Images

Ja esat ķīmijas entuziasts, kurš interesējas par uguni vai vēsturi (vai abiem), jums, iespējams, vajadzētu zināt, kā pagatavot savu nitrocelulozi. Nitroceluloze atkarībā no paredzētā nolūka ir pazīstama arī kā ierocis vai zibatmiņas papīrs. Burvji un iluzionisti izmanto zibspuldzi, lai radītu īpašu uguns efektu. Tieši to pašu materiālu sauc par šaujamieroču kokvilnu, un to var izmantot kā degvielu šaujamieročiem un raķetēm. Nitroceluloze tika izmantota kā filmu bāze filmām un rentgena stariem. To var sajaukt ar acetonu, lai iegūtu nitrocelulozes laku, ko izmantoja automašīnās, lidmašīnās un mūzikas instrumentos. Viens no neveiksmīgiem nitrocelulozes izmantošanas veidiem bija mākslīgo ziloņkaula biljarda bumbiņu izgatavošana. Kampaņveida nitrocelulozes (celuloīda) bumbiņas dažreiz eksplodēja pēc trieciena, radot skaņu, kas līdzinās šāvienam. Kā jūs varētu iedomāties, ieroču salonos ar biljarda galdiem tas neizdevās.

Maz ticams, ka jūs vēlēsities izgatavot savas sprāgstošās biljarda bumbiņas, taču jūs varētu vēlēties izmēģināt nitrocelulozi kā raķešu degvielu, kā zibspuldzes papīru vai kā lakas pamatni. Nitrocelulozi ir ļoti viegli pagatavot, taču pirms turpināt, noteikti rūpīgi izlasiet instrukcijas. Ciktāl tas attiecas uz drošību: jebkurš protokols, kas ietver stipras skābes jāveic kvalificētām personām, kas valkā atbilstošu drošības aprīkojumu. Nitroceluloze nevar tikt uzglabāta ilgu laiku, jo tā pamazām sadalās uzliesmojošā pulverī vai putraimi (tādēļ daudzas vecas plēves nav saglabājušās līdz mūsdienām). Nitrocelulozei ir a zema pašaizdegšanās temperatūra , tāpēc turiet to prom no karstuma vai liesmas (līdz esat gatavs to aktivizēt). Lai sadegtu, nav nepieciešams skābeklis, tāpēc, kad tas aizdegas, jūs nevarat nodzēst uguni ar ūdeni. Paturot to prātā, lūk, kā jūs to pagatavojat.

Galvenās iespējas: izgatavojiet nitrocelulozes vai zibatmiņas papīru

• Nitroceluloze ir viegli uzliesmojošs polimērs. To sauc arī par zibatmiņas papīru, kokvilnu vai zibspuldzi.
• Viss, kas jums jādara, lai iegūtu nitrocelulozi, ir apstrādāt celulozi ar slāpekļskābi vai jebkuru citu spēcīgu nitrējošu līdzekli. Celuloze var būt no papīra, kokvilnas, koka vai citiem augu materiāliem.
• Nitrocelulozi pirmo reizi izgatavoja Aleksandrs Pārkss 1862. gadā. Šī bija pirmā mākslīgā plastmasa, kas tika nosaukta par Parkesine.
• Lai gan nitroceluloze ir noderīga kā plastmasa, tā ir vienlīdz populāra tās uzliesmojamības dēļ. Flash papīrs izdeg gandrīz acumirklī un neatstāj pelnu atlikumus.

Nitrocelulozes materiāli

Plaši izmantota Kristiana Frīdriha Šēnbeina procedūra. Tas prasa 1 daļu kokvilnas līdz 15 daļām skābes.

• koncentrēta slāpekļskābe
• koncentrēta sērskābe
• vates bumbiņas (gandrīz tīra celuloze)

Nitrocelulozes preparāts

1. Atdzesējiet skābes zem 0°C.
2. Dūmu pārsegā , sajauc vienādās daļās slāpekļa un sērskābe vārglāzē.
3. Iemet skābē vates bumbiņas. Varat tos sablīvēt, izmantojot stikla maisīšanas stieni. Neizmantojiet metālu.
4. Ļaujiet nitrēšanas reakcijai noritēt apmēram 15 minūtes (Šēnbeina laiks bija 2 minūtes), tad vārglāzē ielej aukstu krāna ūdeni, lai atšķaidītu skābi. Ļaujiet ūdenim kādu laiku tecēt.
5. Izslēdziet ūdeni un pievienojiet nedaudz nātrija bikarbonāta ( cepamā soda ) uz vārglāzi. Nātrija bikarbonāts burbuļos, jo tas neitralizē skābi.
6. Izmantojot stikls stienīti vai cimdu pirkstu, pagrieziet ap kokvilnu un pievienojiet vairāk nātrija bikarbonāta. Jūs varat noskalot ar vairāk ūdens. Turpiniet pievienot nātrija bikarbonātu un mazgāt nitrētu kokvilnu, līdz vairs nav novērojama burbuļošana. Rūpīga skābes noņemšana ievērojami uzlabos nitrocelulozes stabilitāti.
7. Noskalojiet nitrēto celulozi ar krāna ūdeni un ļaujiet tai nožūt vēsā vietā.

Nitrocelulozes skaidiņas uzliesmo, ja tiks pakļautas degļa vai sērkociņa karstumam. Tas neprasa daudz (ne karstuma, ne nitrocelulozes), tāpēc neaizraujieties! Ja vēlaties īstu zibspuldzi papīrs , jūs varat nitrāt parasto papīru (kas galvenokārt ir celuloze) tāpat kā kokvilnu.

Nitrocelulozes ražošanas ķīmija

Nitrējošā celuloze notiek kā slāpekļskābe un celuloze reaģē, veidojot celulozes nitrātu un ūdeni.

3HNO₃+ C₆H₁₀O₅→ C₆H₇(NĒ_divi)₃O₅+ 3H_diviO

Sērskābe nav nepieciešama celulozes nitrāšanai, bet tā darbojas kā a katalizators lai ražotu nitronija jonu, NO_divi⁺. Pirmās kārtas reakcija notiek, izmantojot elektrofīlo aizvietošanu celulozes molekulu C-OH centros.

Avoti

• Brakonnots, Anrī (1833). 'Par vairāku augu izcelsmes vielu pārveidošanu jaunā principā.' [Par vairāku augu vielu pārvēršanu jaunā vielā]. Ķīmijas un fizikas gadagrāmatas . 52: 290–294.
• Pelouze, Teofils Džūlss (1838). 'Par produktiem, kas iegūti koncentrētas slāpekļskābes iedarbībā uz cieti un koksni.' [Par koncentrētas slāpekļskābes iedarbības produktiem uz cieti un koksni]. Pārskati . 7: 713–715.
• Šonbeins, Kristians Frīdrihs (1846). 'Ueber Schiesswolle' [Par ieroču kokvilnu]. Ziņojums par Dabas pētniecības biedrības sarunām Bāzelē . 7:27.
• Urbanskis, Tadeušs (1965). Sprāgstvielu ķīmija un tehnoloģija . 1. Oksforda: Pergamon Press. 20.–21.lpp.