Nitrocellulóz

A nitrocellulóz A kép forrása: Wikipédia

Nitrocellulóz, hivatalosan cellulóz trinitrát, rövidítve NC. Az egyik legismertebb robbanóanyag, bár sokan nincsenek tisztában az igazi erejével! Legtöbben lőgyapotként ismerik. A tenyéren elgyújtott falatnyi NC úgy ég el, hogy az nem égeti meg a kezünket, a lőporkupacra tett NC úgy lobban el, hogy nem gyújtja meg a lőport. stb.

Ezek a kísérletek ugranak be elsőre azoknak akik tanultak róla az iskolában. A nitrocellulóz az egyik legkorábban előállított robbanóanyagok közé tartozik. Alapanyaga a cellulóz, (C6H10O5) megtalálható a fák és egyéb növények felépítésében. Gyakorlatilag sejtanyag. A vatta és a legtöbb papír készítmény szinte kizárólag tiszta cellulózból áll!

A tiszta cellulózt növényekből nyerik ki egy hosszú folyamat során. A cellulóz egy érdekes anyag, a növényekben idő közben más szennyező anyagok kerülnek közé, ezek miatt tulajdonságai erősen változnak. Tiszta cellulózt fiatal lágy szárú növényekből és gyapotból lehet a legkönnyebben előállítani. A nyersanyag egy sor tisztítási folyamaton esik keresztül, először sósavval majd klóros oldattal, mossák át, lúgozzák, alkohollal és vízzel öblítik. A cellulózt a papírgyártásra használják a legnagyobb mennyiségben. érdekes tulajdonsága hogy tömény kénsav hatására elbomlik, kezdetben megszívja magát és elkocsonyásodik, majd dextrinné bomlik. A keletkezett elegyet vízzel felhígítva és forralva szőlőcukrot kapunk a tovább bomló dextrinből. A kénsav rá gyakorolt hatását a papírgyártás folyamatában is hasznosítják, mert rövid ideig tartó kénsavfürdő után a cellulózból lebomló amilloid tömörebbé teszi a papírt.

A cellulóz nitrálás során alakul át nitrocellulózzá, (milyen meglepő) mely salétromsav és kénsav alkotta nitrálókeverék felhasználásával történik. Ilyenkor lényegében a következő kémiai folyamat játszódik le:

Minden szőlőcukor molekula hidrogénjének helyébe egy -NO2 nitónium ion kapcsolódik. A salétromsav viszont nem fog ilyen könnyen megválni NO csoportjától, ehhez kell a kénsav segítsége is, mely katalizátorként és vízelvonószerként is jelen van a reakcióban.

A nitrocellulóz A kép forrása: Wikipédia

Megkülönböztetünk több fajta NC-t ezek a bennük lekötött nitrogén mennyiségében különböznek, ez 11 től 14% ig bezáróan változhat. Robbanóanyagnak a 13 -14% N tartalmú NC-t használják. A nitrogéntartalom mértéke a nitrálás minőségétől függ, a nitrálóerősség növekedésével nő a N tartalom is. A hagyományos kénsav salétromsav eleggyel nem lehet igazán jó NC- készíteni. Vagy legalábbis nagyon rossz kitermeléssel.

A 14% N tartalom eléréséhez a kénsavat le kell cserélni más vízelvonószerre, ráadásul annak katalizáló hatását is ki kell váltani. A kapott termék nem sok különbséget mutat, az eredeti alkotóelem fizikai jellemzőitől. Ha gyapotból állítjuk elő, akkor egy színtelen, áttetsző szálas anyagot kapunk.

A képen a kiszáradt 14% nitrogén tartalmú NC-t láthatjuk

A kapott anyag nem oldódik vízben, de lassan oldódik acetonban.

Nagyon gyúlékony, a legkisebb szikrától lángra kap, és a kémia órán látott módon deflagrál magyarul elpuffan. Tárolása 10% vízzel nedvesítve történik, ez az általános szabály. Szárazon tárolni veszélyes!

Gyulladáspontja igen alacsony, 135C fok

Mérsékelten ütésérzékeny. Más részről stabil, hosszú tárolás után sem bomlik.

Nem mérgező, vagy csak egészen kis mértékben.

Detonáció sebessége magas: 7300m/s Lefojtva és meggyújtva ezt az értéket sosem éri el! Egyszerűen meggyújtva robban, de detonáció sebessége meg sem közelíti a maximumot. Az erőteljes robbanás kiváltásához gyutacsra van szükség, és az NC-t valamilyen módszerrel tömöríteni kell. vagy feloldva és kicsapatva vagy más anyaggal keverve.

Oxigén egyenlegét nem sikerült kiszámolnom, mert molekula-súlyáról nem találtam adatokat. De elvileg + oxigénegyenlege van. Sajnos más adatok tekintetében is hasonlóan kevés az érdemleges információ. Gázfejlesztéséről találtam egy hozzávetőleges értéket, ami 600-700cm3/g nak volt feltüntetve.

A nitrocellulóz nagyon tisztán ég el, füst és más szilárd égéstermék nélkül. Égése gyors, narancssárga lánggal történik. Égése egyáltalán nem stabil, könnyen átmegy robbanásba.

A képen a deflagráló 14% N tartalmú nitrocellulóz látható, ráklikkelve megnézhető a videó is. Kicsit vizes volt még, de ahhoz képest nem rossz!

A nitrocellulózt sok területen használják fel, nem csak mint robbanóanyagot. hanem mint műanyaggyártáshoz használt alapanyagot, és mint bútorlakkok alapanyagát. A minimum N tartalom 11% nál van. Ezt Nevezik kollódiumgyapotnak is, használták már pingponglabda gyártástól a bútor lakkokig, de filmgyártásra, fotó eljárásokra és még biliárdgolyó gyártására is. Ennek tisztán 800m/s körül van a detonáció sebessége. Természetesen nem kell attól tartani, hogy neadjisten egy pár régi pingponglabda nekiáll felrobbanni :) Mivel kámforba és más anyagokba ágyazták a NC szálakat, így azok már nem robbanóképesek. Ennek ellenére elég könnyen gyulladhatnak és légmentes térben is jól égnek, ezért napjainkra ahol csak lehetett, vagy megérte más anyagokat használni helyette, leváltották. (Hírhedtek voltak a mozikban lángraggyúló nitrofilmek)

Robbanóanyagként is nagy szerepe van, ám legtöbb esetben nem tisztán hanem más anyagokkal keverve PL: Nitroglicerin, amellyel alkotott keverékét robbanózselatinnak nevezik.Mivel oxigénegyenlege + és jó kötőanyagnak bizonyul, több robbanóanyagban is alkalmazzák mint adalékanyag. Alacsonyabb N tartalmú változatait rakétaüzemanyagnak, és több bázisú lőporok készítéséhez is használják. Lőporként először csak sörétesekben, aztán később huzagolt csövű golyós fegyverekben is használni kezdték. Ezt a mai napig használt új "lőport" Poudre B -nek vagy Kordit-nak hívják. Manapság kevés olyan ágyú lövedéket használnak aminek nem NC alapú a vetőtöltete. Ilyenkor az NC ből sodort szálakat töltenek a hüvelybe, és nem szemcsés formában használják mint a kisebb kaliberű kézifegyverekben.

A képen a sodort 11-12% N tartalmú NC látható, amelyet nagy kailberű ágyuk töltényeiben használnak.

Előállítása: Bár fentebb már írtam róla pár sort, mégis meg kell még említsek pár eljárást, hiszen a különféle eljárások, más más eredményt hoznak.

© 2009 pyromaster.org - Minden jog fenntartva.

Köszönet | Impresszum | Pirotechnikai fórum