Nitrocellulose

Nitrocellulose (: cellulose nitrate, flash giấy, đèn flash bông, đèn flash string) là một hợp chất rất dễ cháy được hình thành bằng cách nitrating cellulose thông qua tiếp xúc với axit nitric hoặc một tác nhân mạnh mẽ khác nitrating. Khi được sử dụng như một vụ nổ, nhiên liệu đẩy hoặc thứ tự thấp, nó đã được ban đầu được biết đến là guncotton. Nitrocellulose dẻo của long não được sử dụng bởi Kodak, và các nhà cung cấp khác, từ cuối những năm 1880 như là một cơ sở điện ảnh trong bức ảnh, phim X-quang và các bộ phim điện ảnh và được biết đến như là phim nitrate. Sau khi đám cháy rất nhiều do bộ phim nitrate không ổn định, an toàn phim bắt đầu được sử dụng từ những năm 1930 trong trường hợp của cổ phiếu X-ray và từ năm 1948 cho hình ảnh chuyển động.

Mục lục [ẩn]

1 Guncotton

2 Nitrate phim

2.1 Thay thế filmstocks

3 sản xuất

3,1 Guncotton

3.2 Nitrate phim

4 sử dụng

5 Xem thêm

6 Tham khảo

7 Liên kết ngoài

[Sửa] Guncotton

Tinh khiết nitrocellulose

Các loại bột không khói, bao gồm chủ yếu của nitrocellulose

Henri Braconnot phát hiện vào năm 1832 rằng axit nitric, khi kết hợp với các sợi tinh bột hoặc gỗ, sẽ tạo ra một loại vật liệu nhẹ dễ cháy nổ, mà ông đặt tên xyloïdine. Một vài năm sau năm 1838, một nhà hóa học người Pháp khác Théophile-Jules Pelouze (giáo viên của Ascanio Sobrero và Alfred Nobel) xử lý giấy và các tông trong cùng một cách. Ông thu được một vật liệu tương tự mà ông gọi là nitramidine. Cả hai của các chất này rất không ổn định, và không phải là chất nổ thực tế.

Tuy nhiên, khoảng 1846, Christian Friedrich Schönbein, một nhà hóa học người Đức-Thụy Sĩ, phát hiện ra một giải pháp thực tế hơn. Khi ông đang làm việc trong nhà bếp của nhà mình tại Basel, ông đổ một chai của axit nitric đậm đặc trên bàn bếp. Anh với lấy vải gần nhất, một chiếc tạp dề bông và lau nó lên. Ngài bị treo tạp dề trên cửa bếp để khô, và ngay sau khi nó đã khô, đã có một flash như tạp dề phát nổ. Phương pháp chuẩn bị của ông là người đầu tiên được rộng rãi bắt chước một phần của bông gòn mịn được đắm mình trong mười lăm phần của một sự pha trộn bằng axit sulfuric và nitric. Sau hai phút, bông được lấy ra và rửa sạch bằng nước lạnh để thiết lập mức độ este hóa và loại bỏ tất cả các dư lượng axit. Sau đó từ từ được sấy khô ở nhiệt độ dưới 100 ° F (khoảng 38 ° C). Schönbein hợp tác với Frankfurt giáo sư Rudolf Christian Böttger, người đã phát hiện ra quá trình độc lập trong cùng một năm. Sự trùng hợp, một nhà hóa học thứ ba, Brunswick giáo sư FJ Otto cũng đã sản xuất guncotton năm 1846 và là người đầu tiên xuất bản quá trình này, nhiều sự thất vọng của Schönbein và Böttger [2].

Quá trình sử dụng axit nitric để chuyển đổi xenluloza thành nitrat cellulose và nước:

3HNO3 + C6H10O5 → C6H7 (NO2) 3O5 + 3H2O

Các acid sulfuric là hiện diện như là một chất xúc tác để sản xuất các ion nitronium, NO2 +. Phản ứng này là đặt hàng đầu tiên và tiền thu được bằng cách thay thế electrophilic tại các trung tâm C-OH của cellulose. [3]

Sức mạnh của guncotton đã làm cho nó thích hợp cho nổ mìn. Là một trình điều khiển đạn, nó có khoảng sáu lần thế hệ khí của một khối lượng bằng nhau của bột màu đen và tạo ra ít khói và sưởi ấm ít hơn. Tuy nhiên, độ nhạy của vật liệu trong quá trình sản xuất đã khiến người Anh, Phổ và Pháp ngừng sản xuất trong vòng một năm.

Jules Verne xem sự phát triển của guncotton với niềm lạc quan. Ông nhắc đến chất nhiều lần trong các tiểu thuyết của mình. Thám hiểm của ông mang vũ khí sử dụng chất này. Các tài liệu tham khảo đáng chú ý nhất là từ Trái đất đến Mặt trăng, trong đó guncotton đã được sử dụng để khởi động một phóng vào không gian.

Nghiên cứu sâu hơn cho thấy tầm quan trọng của rửa rất cẩn thận của bông axit hóa. Chưa rửa nitrocellulose (đôi khi được gọi là pyrocellulose) một cách tự nhiên có thể bốc cháy và phát nổ ở nhiệt độ phòng như bốc hơi nước tập trung axit không phản ứng. [4] Anh, dẫn đầu bởi Frederick Augustus Abel, đã phát triển một quá trình sản xuất dài hơn nhiều ở Mills Waltham Abbey thuốc súng Hoàng gia, cấp bằng sáng chế trong năm 1865, với thời gian rửa và làm khô mỗi mở rộng đến 48 giờ và lặp đi lặp lại tám lần so với. Hỗn hợp axit đã được thay đổi hai axit sulfuric phần nitric phần một. Nitrat hóa có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nồng độ axit và nhiệt độ phản ứng. Nitrocellulose hòa tan trong một hỗn hợp của rượu và ether cho đến khi nồng độ nitơ vượt quá 12%. Nitrocellulose, hòa tan hoặc một giải pháp của chúng, đôi khi được gọi là thuốc dán [5].

Guncotton có chứa hơn 13% nitơ (đôi khi được gọi là không hòa tan nitrocellulose) đã được chuẩn bị phơi nhiễm kéo dài nóng, axit tập trung [5] để hạn chế sử dụng như là một chất nổ nổ hoặc đầu đạn hạt nhân của vũ khí dưới nước như mìn hải quân và ngư lôi. [4] Guncotton, hòa tan khoảng 25% trong aceton, tạo thành một sơn mài được sử dụng trong giai đoạn sơ bộ bằng gỗ hoàn thiện để phát triển một kết thúc khó khăn với ánh sâu. Nó thường là lớp đầu tiên được áp dụng, đánh giấy ráp và tiếp theo là chất phủ khác trái phiếu cho nó.

Thuốc dán đốt cháy hỗn hợp ổn định hơn và chậm hơn cuối cùng đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng acid ít tập trung ở nhiệt độ thấp cho bột không khói trong súng. Bột thực tế không khói đầu tiên được làm từ nitrocellulose, vũ khí và đạn dược pháo binh, đã được phát minh bởi Vieille Pháp Paul nhà hóa học vào năm 1884.

[Sửa] Nitrate phim

Nitrocellulose được sử dụng như là cơ sở linh hoạt, bộ phim đầu tiên, bắt đầu với Eastman Kodak sản phẩm vào tháng Tám năm 1889. Long não được sử dụng như một chất làm dẻo cho bộ phim nitrocellulose, thường gọi là phim nitrate. Nó được sử dụng cho đến năm 1933 cho bộ phim X-quang (nơi nguy hiểm tính dễ cháy của nó là hết viêm) và cho hình ảnh chuyển động cho tới năm 1951. Nó đã được thay thế bằng bộ phim an toàn với một cơ sở acetate.

Việc sử dụng các bộ phim nitrocellulose cho hình ảnh chuyển động dẫn đến yêu cầu chống cháy cho các phòng chiếu với tấm phủ tường làm bằng amiăng. Hải quân Mỹ đã bắn một bộ phim đào tạo cho projectionists bao gồm các cảnh quay của một đánh lửa kiểm soát của một cuộn phim nitrat, tiếp tục để ghi khi hoàn toàn chìm trong nước. Không giống như nhiều vật liệu dễ cháy khác, nitrocellulose không cần không khí để giữ cho cháy như phản ứng tạo ra ôxy. Khi cháy, nó là vô cùng khó khăn để dập tắt. Hoà phim đốt trong nước không thể dập tắt nó, và thực sự có thể làm tăng lượng khói sản xuất [6] [7] Do các biện pháp phòng ngừa an toàn công cộng, London Underground cấm vận chuyển các bộ phim trên hệ thống của mình cho đến khi qua giới thiệu của bộ phim an toàn .

Cinema cháy gây ra bằng cách đánh lửa của cổ phiếu phim nitrocellulose là nguyên nhân của thảm kịch 1926 Dromcolliher rạp chiếu phim ở Limerick County, trong đó có 48 người chết và năm 1929 Glen thiên tai Cinema tại Paisley, Scotland giết chết 69 trẻ em. Hôm nay, dự nitrate phim là bình thường được điều tiết cao độ và đòi hỏi phải mở rộng các biện pháp phòng ngừa bao gồm sức khỏe chiếu thêm và huấn luyện an toàn. Chiếu chứng nhận để chạy các bộ phim nitrate có nhiều biện pháp phòng ngừa, trong đó chambering của thức ăn và các cuộn Cuốn lưu trong kim loại dày bao phủ với các khe nhỏ để cho phép bộ phim để chạy qua. Máy chiếu được sửa đổi để thích một số bình chữa cháy với các vòi nhằm tại các cửa khẩu phim. Các bình chữa tự động kích hoạt nếu một mảnh vải dễ cháy được đặt gần cổng bắt đầu để ghi. Trong khi điều này gây ra có thể sẽ gây thiệt hại hoặc phá hủy một phần đáng kể của các thành phần chiếu, nó sẽ ngăn chặn một đám cháy mà có thể gây ra thiệt hại lớn hơn nhiều. Phòng chiếu có thể được yêu cầu phải có tự động kim loại bao gồm cho các cửa sổ chiếu, ngăn chặn sự lây lan của lửa thính phòng.

Nitrocellulose phim trên một hộp ánh sáng, cho thấy sự suy giảm. Từ Thư viện và Lưu trữ bộ sưu tập Canada.

Nó được tìm thấy rằng nitrocellulose dần dần phân hủy, giải phóng axit nitric và tiếp tục xúc tác phân hủy (cuối cùng vào một loại bột dễ cháy hoặc goo). Nhiều thập kỷ sau đó, lưu trữ ở nhiệt độ thấp đã được phát hiện như là một phương tiện của việc trì hoãn các phản ứng này vô thời hạn. Người ta cho rằng đại đa số các bộ phim được sản xuất trong thế kỷ XX đã bị mất hoặc thông qua này tan rã tự xúc tác tăng tốc, hoặc thông qua các vụ cháy kho xưởng. Trục vớt bộ phim cũ là một vấn đề lớn cho lưu trữ phim (xem phim bảo quản).

Nitrocellulose phim cơ sở sản xuất của Kodak có thể được xác định bởi sự hiện diện của Nitrate từ trong thư tối giữa các lỗ. Acetate bộ phim được sản xuất trong thời đại khi bộ phim nitrate vẫn còn sử dụng được đánh dấu phim về an toàn hay an toàn giữa các lỗ bằng chữ tối. Cổ phiếu phim trong đo nhỏ hơn dành cho sử dụng phi sân khấu hay nghiệp dư, 8 mm, mm 16, và những người khác, không được sản xuất với một cơ sở nitrat trên bất kỳ quy mô đáng kể ở phía tây, mặc dù tin đồn tồn tại của nitrat 16mm được sản xuất trong các cựu Liên Xô và / hoặc Trung Quốc [8].

[Sửa] filmstocks thay thế

Nitrate thống trị thị trường chuyên nghiệp sử dụng phim 35mm hình ảnh chuyển động từ nguồn gốc của ngành công nghiệp đến đầu những năm 1950. Trong khi cellulose acetate dựa trên cái gọi là "an toàn bộ phim", đặc biệt là cellulose diacetate và propionate cellulose acetate, được sản xuất trong đo cho sử dụng quy mô nhỏ trong các ứng dụng thích hợp (ví dụ, quảng cáo in ấn và phim ngắn khác để họ có thể được gửi qua mail mà không cần cho các biện pháp phòng ngừa an toàn cháy nổ), các thế hệ đầu của các cơ sở điện ảnh an toàn có hai nhược điểm lớn so với nitrat: nó đã được nhiều hơn chi phí sản xuất, và consideably ít bền chiếu lặp đi lặp lại. Chi phí của các biện pháp phòng ngừa an toàn liên quan đến việc sử dụng của nitrat thấp hơn đáng kể so với chi phí của việc sử dụng bất kỳ cơ sở an toàn có sẵn trước khi năm 1948. Những hạn chế đã được cuối cùng vượt qua với sự ra mắt của bộ phim cellulose cơ sở triacetate bởi Eastman Kodak vào năm 1948 [9] Cellulose triacetate thay thế nitrat như là cơ sở chủ lực các ngành công nghiệp phim của rất nhanh chóng:.. Kodak công bố các ngưng sản xuất nitrat trong tháng 2 năm 1950 [cần dẫn nguồn]

Triacetate cellulose lợi thế quan trọng hơn nitrate là nó không còn là một nguy cơ cháy hơn so với giấy (cổ phiếu thường sai lầm gọi là "flam không": điều này là không đúng sự thật nó là dễ cháy, nhưng không phải là dễ bay hơi hoặc là nguy hiểm một cách như nitrat), trong khi nó gần như phù hợp với chi phí và độ bền của nitrat. Nó vẫn được sử dụng gần như độc quyền trong tất cả các đồng hồ đo phim cho đến những năm 1980, khi polyester / PET phim bắt đầu thay thế cho trung gian và in ấn phát hành. [10]

Polyester là khả năng chống sự suy thoái polime hơn hoặc nitrat hoặc triacetate. Mặc dù triacetate không phân hủy như là một cách như nitrate không nguy hiểm, nó vẫn là một quá trình được gọi là trình deacetyl xảy ra, có biệt danh "hội chứng dấm" (do mùi axit axetic phân hủy phim) bằng cách lưu trữ, làm phim co lại, làm biến dạng, trở nên giòn và cuối cùng không sử dụng được. PET, giống như cellulose mononitrate, ít bị kéo dài hơn so với các loại nhựa khác có sẵn. Cuối những năm 1990, polyester đã gần như hoàn toàn thay thế triacetate cho việc sản xuất các yếu tố trung gian, bản in và phát hành. [Cần dẫn nguồn]

Triacetate vẫn còn sử dụng cho hầu hết các cổ phiếu máy ảnh tiêu cực vì nó có thể là "vô hình" ghép bằng cách sử dụng các dung môi trong quá trình lắp ráp tiêu cực, trong khi bộ phim polyester chỉ có thể được ghép nối bằng cách sử dụng các bản vá lỗi băng dính hoặc siêu âm, cả hai đều sẽ để lại dấu vết có thể nhìn thấy trong khu vực khung. Ngoài ra triacetate phim sẽ phá vỡ được sự căng thẳng, trong khi đó sẽ polyester không, làm giảm nguy cơ thiệt hại rất nghiêm trọng cho cơ chế máy ảnh đắt tiền trong trường hợp của một ách tắc phim. Điểm này sau đó áp dụng cho chiếu là tốt, tất nhiên. Có nhiều người phản đối việc sử dụng các polyester cho các bản in phát hành chính xác vì lý do này, và vì splicers siêu âm là những mặt hàng rất đắt tiền, vượt quá ngân sách của nhiều nhà hát nhỏ hơn. Tuy nhiên, trong thực tế điều này đã không chứng minh được bất cứ điều gì như một vấn đề như đã lo sợ. Thay vào đó, với sự gia tăng sử dụng tự động dài chơi hệ thống chiếu trong các rạp chiếu bóng, sức mạnh lớn hơn của polyester đã là một lợi thế đáng kể trong việc làm giảm nguy cơ của một thực hiện bộ phim bị gián đoạn bởi một break phim [cần dẫn nguồn]

[Sửa] Sản xuất

[Sửa] Guncotton

Nói chung, bông đã được sử dụng như là cơ sở cellulose, và được thêm vào axít sulfuric đậm đặc và 70% axit nitric làm lạnh đến 0 ° C để cung cấp cho cellulose trinitrate (hoặc guncotton).

Trong khi guncotton là nguy hiểm để lưu trữ, rủi ro của nó có thể được giảm bằng cách lưu trữ nó ướt hoặc trong dầu.

[Sửa] Nitrate phim

Cellulose được điều trị bằng acid sulfuric và kali nitrat cho mononitrate cellulose. Điều này đã được sử dụng thương mại như Celluloid, nhựa rất dễ cháy được sử dụng trong nửa đầu của thế kỷ 20 cho sơn mài và phim chụp ảnh. [11]