ニトロセルロースまたはフラッシュペーパーの作り方

ニトロセルロースまたはフラッシュペーパーの作り方

フラッシュペーパーは、科学のデモンストレーションやマジシャンの火に人気があります。 H.アームストロング・ロバーツ/クラシックストック/ゲッティイメージズ

火や歴史 (またはその両方) に興味がある化学愛好家なら、ニトロセルロースを自作する方法を知っているはずです。ニトロセルロースは、その意図する目的に応じて、ガンコットンまたはフラッシュペーパーとしても知られています.マジシャンやイリュージョニストは、火の特殊効果にフラッシュ ペーパーを使用します。まったく同じ素材がガンコットンと呼ばれ、銃器やロケットの推進剤として使用されることがあります。ニトロセルロースは、映画や X 線のフィルム ベースとして使用されました。アセトンと混合してニトロセルロースラッカーを作ることができ、自動車、航空機、楽器に使用されました.ニトロセルロースの失敗した使用の 1 つは、人工の象牙のビリヤード ボールを作ることでした。樟脳のニトロセルロース (セルロイド) ボールは、衝突時に爆発し、銃声によく似た音を出すことがありました。ご想像のとおり、これはビリヤード台のあるガンスリンガー サロンではうまく行きませんでした。

爆発するビリヤード ボールを自作することはまずありませんが、モデル ロケットの推進剤、フラッシュ ペーパー、またはラッカー ベースとしてニトロセルロースを試してみることをお勧めします。ニトロセルロースは非常に簡単に作ることができますが、先に進む前に必ず説明書をよく読んでください.安全に関する限り: 強酸 適切な安全装備を着用した有資格者が実行する必要があります。ニトロセルロースは、徐々に分解して可燃性の粉末または粘液になるため、長期間保存することはできません (これが、多くの古いフィルムが現在まで生き残っていない理由です)。ニトロセルロースには 自己発火温度が低い ので、熱や炎から遠ざけてください (起動する準備ができるまで)。燃焼に酸素を必要としないため、一度着火すると水では消火できません。これらすべてを念頭に置いて、次のように作成します。

重要ポイント：ニトロセルロースまたはフラッシュペーパーを作る

• ニトロセルロースは非常に可燃性のポリマーです。フラッシュペーパー、ガンコットン、フラッシュストリングとも呼ばれます。
• ニトロセルロースを作るために必要なのは、セルロースを硝酸または他の強力なニトロ化剤で処理することだけです.セルロースは、紙、綿、木、またはその他の植物に由来します。
• ニトロセルロースは、1862 年にアレクサンダー パークスによって最初に作られました。これは、パークシンと名付けられた最初の人工プラスチックでした。
• プラスチックとして有用ですが、ニトロセルロースは可燃性でも同様に人気があります。フラッシュペーパーはほぼ瞬時に燃焼し、灰の残留物を残しません。

ニトロセルロース材料

Christian Friedrich Schönbein の手順は広く使用されています。綿1部に対して酸15部が必要です。

• 濃硝酸
• 濃硫酸
• 綿球（ほぼ純粋なセルロース）

ニトロセルロースの調製

1. 酸を 0°C 以下に冷やします。
2. ドラフト内 、等量の硝酸塩と 硫酸 ビーカーで。
3. 綿球を酸に落とします。ガラスのかき混ぜ棒を使ってそれらを突き固めることができます。金属を使用しないでください。
4. ニトロ化反応を約 15 分間進行させ (Schönbein の時間は 2 分)、ビーカーに冷たい水道水を流して酸を希釈します。しばらく水を流します。
5. 水を止めて加える 炭酸水素ナトリウム 少々 ( 重曹 ）ビーカーに。炭酸水素ナトリウムは、酸を中和するときに泡立ちます。
6. 使用する ガラス 棒または手袋をはめた指で、綿の周りを渦巻いて、重炭酸ナトリウムを追加します。より多くの水で洗い流すことができます。泡立ちが観察されなくなるまで、炭酸水素ナトリウムの添加とニトロ化綿の洗浄を続けます。慎重に酸を除去すると、ニトロセルロースの安定性が大幅に向上します。
7. 水道水でニトロ化セルロースをすすぎ、涼しい場所で乾燥させます。

バーナーやマッチの熱にさらされると、ニトロセルロースの破片が炎上します。それほど時間はかからないので (熱でもニトロセルロースでも)、夢中にならないでください!実際のフラッシュが必要な場合 紙 、綿と同じ方法で普通紙（主にセルロース）をニトロ化できます.

ニトロセルロースを作る化学

硝化セルロース 硝酸として進む とセルロースが反応して硝酸セルロースと水を生成します。

3HNO₃+ C₆ひ₁₀〇₅→ C₆ひ₇（いいえ₂)₃〇₅+ 3H₂〇

硫酸はセルロースを硝酸化するのに必要ではありませんが、 触媒 ニトロニウムイオンNOを生成する₂⁺.一次反応は、セルロース分子のC-OH中心での求電子置換を介して進行します。

ソース

• Braconnot、アンリ (1833)。 「いくつかの植物性物質の新しい原理への変換について。」 [いくつかの植物性物質の新しい物質への変換について]. 年表の化学と物理学 . 52: 290–294.
• Pelouze、テオフィル・ジュール（1838）。 「デンプンと木材に対する濃硝酸の作用の生成物について」。 [デンプンと木材に対する濃硝酸の作用の生成物について]. レポート . 7: 713–715。
• シェーンバイン、クリスチャン・フリードリヒ (1846)。 「Ueber Schiesswolle」[ガンコットンについて]。 バーゼルの自然研究協会の交渉に関する報告 . 7:27。
• Urbanski、Tadeusz (1965)。 火薬の化学と技術 . 1.オックスフォード：ペルガモンプレス。 pp.20–21。