硝化纤维素

高分子化合物

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，为纤维素与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

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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