硝化纤维素

更新时间:2023-11-16 08:37

硝化纤维素,又名纤维素硝酸酯,是一种有机高分子化合物,化学式为(C6H7N3O11)n,为纤维素硝酸酯化反应的产物,呈白色或微黄色棉絮状,不溶于水,溶于酯、丙酮等有机溶剂。

历史沿革

硝酸纤维素是用途最广的纤维素酯类之一,硝酸纤维素的工业生产较纤维素的其他酯类要早。1832年就利用浓硝酸处理棉花、木材纸张等制得纤维素硝酸酯。在1845年就已采用含硝酸和硫酸的硝化混合物处理纤维素。从1869年起硝酸纤维素被应用在塑料(赛璐珞)生产中;从1886年开始就制造无烟火药。在1884-1890年,最早的制造人造丝的方法出现后,硝酸纤维素就改用作原料。

理化性质

硝酸纤维素是一种白色或微黄色纤维状聚合物,无臭、无味,耐水、耐稀酸、耐弱碱和各种油类。不溶于水,溶于酯、丙酮等有机溶剂。

其机械性能取决于分子的大小,较高分子质量的NC制成的膜有较大的弹性,降低分子质量,膜会变脆,它们的抗拉强度会下降。因为它们的微晶结构,硝酸纤维素膜是光学各向异性的,在偏振光中的颜色变化与NC的氮含量有关。含11.4%N的NC呈暗红色,含12.0% -12.6%的NC为蓝色到绿色,含11.5% -11. 8%的NC呈黄色。NC的折射率为1.51,最大光投射达到313nm。暴露在太阳光,尤其是紫外光下,对硝纤膜有不利影响,会使它发黄变脆。溶剂、软化剂和树脂可加速或阻止发黄。

分类

纤维素的3个羟基可全部或部分被硝酸酯化,不同的硝化度与下列理论含氮量有关。含氮量为10.8%-12.6%的硝酸纤维素适合作为腊克的棉原料,含氮量大于12.3%的只适合作为炸药。

醇溶性NC(A型):含氮量约为10. 9% -11.3% ,在醇类、脂类和酮类中迅速溶解。中等溶解度NC(AM型):含氮量约11.4% -11.7%,在酯类、酮类中溶解,与醇有优异的掺合性或可混性。酯溶性NC(E型):作为腊克棉用含氮量是11.89 -12.2%,含氨量大于13. 7%是作为火棉用,能迅速溶于酯类、酮类和乙二醇醚类中。

影响

健康危害

侵入途径:吸入。

健康危害:硝化纤维素本身对健康基本无害。

环境影响

危险特性:暴露在空气中能自燃。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂和大多数有机胺接触能发生强烈反应,引起燃烧或爆炸。通常加乙醇、丙酮或水作润湿剂,润湿剂干燥后,容易发生火灾。

燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。

毒性

硝化纤维素本身并不存在毒性危害。急性毒性:口服-大鼠LD50>5000mg/kg;口服-小鼠LD50>5000mg/kg。

防护

暴露在空气中能自燃。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂和大多数有机胺接触能发生强烈反应,引起燃烧或爆炸。通常加乙醇、丙酮或水作润湿剂,润湿剂干燥后,容易发生火灾。当处理湿润的硝化纤维素时,用含0.5%苯防腐处理的酒精作为溶剂时,苯具有高蒸气压的特点,因而存在苯吸入的危害性。多数溶剂的蒸气压都比空气重,因而蒸气向低处流动,因此,通风设计须注意从地板水平排风。

为防止着火,设备和地板要经常用软管浇水,以避免硝化纤维素意外变干。当处理潮湿的硝化纤维素时,必须采取适当的通风措施,在长期接触时应戴橡胶手套。避免呼吸道吸入,可佩戴普通防尘口罩,操作中严禁吸烟,并注意勿接触明火。

用水或雾状水、四氯化碳和泡沫灭火器进行灭火。严禁用砂土压盖,以免发生猛烈爆炸。

泄漏应急处理

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源。建议应急处理人员戴好防毒面具,穿相应的工作服。使用无火花工具收集于密闭容器中作好标记,等待处理或在保证安全情况下,就地焚烧。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。

防护措施

工程控制:密闭操作,局部排风。

呼吸系统防护:空气中浓度较高时,佩带防尘口罩。

眼睛防护:戴安全防护眼镜。

防护服:穿工作服。

手防护:必要时戴防护手套。

其他:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

急救措施

皮肤接触:用流动清水冲洗。

眼睛接触:用流动清水冲洗。

吸入:脱离现场。

灭火方法:雾状水、二氧化碳、泡沫、砂土。

贮存运输

用玻璃瓶或金属桶或罐,内衬塑料袋包装,其中至少含有25%湿润剂(水、乙醇、异丙醇、丁醇等),以增加稳定性。包装标志:易燃固体(含氨量12.5%以下)、爆炸品(含氮量12.5%以上)。装有硝化纤维素的容器应密封,以防止醇的蒸发以及由于阳光的直接照射而使硝化纤维素干燥。搬运时应轻拿轻放,防止包装破损。储存于阴凉、通风库房内,仓间温度不宜超过30℃,远离火种及热源。与有机胺、氧化剂隔离储运。

主要用途

1、含氮量高的俗称火棉,用以制造无烟火药;含氮量低的俗称胶棉,用以制造喷漆、人造革、胶片、塑料等。

2、用于制文教用品、日常生活用品、仪表标牌等。

3、用于油墨、皮革、各种硝基漆、胶帽、打字蜡纸等。

4、用于制药工业、摄影底片、照像底片及皮革的制造。

硝化纤维素广泛用作单基药、双基药、三基药、改性双基及复合改性双基推进剂粘合剂。用于制造发射药或铸造混合炸药的粘度调节剂。作固化交联剂,主要作用是交联未固化的预聚物,防止推进剂塑性流动。不同含氨量的硝酸纤维素,名称不同,亦有不同的溶解度和用途。

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