硝酸纖維素
| 硝酸纖維素[1] | |||
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| 別名 | 硝化纖維素 | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 9004-70-0 
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| ChemSpider | none | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | (C 6H 9(NO 2)O 5) n (單硝基) (C | ||
| 外觀 | 黃白色固體 | ||
| 熔點 | 160 ~ 170 °C（燃燒） | ||
| 危險性 | |||
| NFPA 704 |
 3
2
3
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| 致死量或濃度： | |||
LD50（中位劑量）
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10 mg/kg (mouse, IV) | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
硝酸纖維素[2][3]（cellulose nitrate）又稱硝化纖維素（nitrocellulose），是纖維素中的部分羥基與硝酸發生酯化反應所得到的纖維素衍生物。硝酸纖維素有許多異名，如：硝基纖維素、纖維素硝酸酯，以及俗名，如：硝化棉、火絨棉、硝化纖維等，但被認為並非正確稱呼[4][5]。硝酸纖維素塑料（cellulose nitrate plastics）則是硝酸纖維素中加入約20%的樟腦作為增塑劑得到的可塑性材料，俗稱賽璐珞。
硝酸纖維素通常由棉絨纖維和木漿等纖維材料浸入濃硝酸濃硫酸混合液中製得，多數用於製作發射藥。與硝化甘油相比，比較穩定，安全，便於運輸。為白色或微黃色棉絮狀物，易燃且具有爆炸性，化學穩定性較差，常溫下能緩慢分解並放熱，超過40°C時會加速分解，放出的熱量如不能及時散失，會造成硝化棉溫升加劇，達到180°C時能發生自燃。硝化棉通常加乙醇或水作濕潤劑，分別稱作硝化棉酒棉或硝化棉水棉。一旦濕潤劑散失，極易引發火災。如果在裝卸作業中存在野蠻操作，發生硝化棉裝箱包裝破損、硝化棉散落的情況則可能造成嚴重後果。試驗表明，包裝破損時，在50°C下2小時乙醇濕潤劑會全部揮發散失。易於導致倉儲自燃。
- 1838年，T·J·佩盧茲首先發現棉花在硝酸中浸過之後可以迅速燃燒。
- 1845年，德國化學家C·F·舍恩拜將棉花浸於硝酸和硫酸混合液中，然後洗掉多餘的酸液，從而發明出硝酸纖維素。
- 1860年，普魯士軍隊的少校E·鄶爾茨用硝酸纖維素製成槍、炮彈的裝藥。
在2008年時，世界上主要生產硝酸纖維素的廠家有：法國BNC公司和台灣台硝集團，這兩家公司於2015年時在南京化工園合資成立南京中硝化工有限公司，預估每年可生產1.5萬噸塗料用硝酸纖維素。
製法
用濃硫酸做催化劑，將纖維素（棉花）和硝酸混合可製得。反應如下：
- 3nHNO3+ [C6H7O2(OH)3]n → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
將硝酸與硫酸以一比二的方式小心混合，溫度要低於20度。將纖維(棉花)浸入，20分鐘後取出、晾乾。
用途
含氮量高的俗稱火棉，用以製造無煙火藥；含氮量低的俗稱膠棉，用以製造噴漆、人造革、膠片、塑料等。
- 塗料（木器、紙類印刷物等）。
- 賽璐珞（celluloid），歐盟於2006年10月26日公告，禁用於製造玩具。
- 分子生物學用於核酸的印跡和雜交：由於硝酸纖維素具有較強的吸附單鏈 DNA 和 RNA 的能力，吸附核酸後可以通過80℃烘烤或經紫外線照射交聯而固定。
結構圖
相關事件
2021年，中美貿易戰期間，西方政客與媒體揭示「新疆棉花爭議事件」，指責中國政府像美國歷史上一樣採用奴隸制、強迫新疆維族人民從事棉花勞動，進而以此為由對新疆棉實施制裁。2023年10月起，歐洲逐步立法發佈《歐盟市場禁止強迫勞動產品條例》，以停止從中國進口包括新疆短絨棉在內的棉花及其製品。而中國生產了全世界50%的短絨棉，而歐洲近7成火絨棉依賴中國供應。部分企業表示此前已囤積了3年之量的中國棉以備不時之需。
2024年4月，陸續有報道稱，由於此前對於新疆棉的抵制，導致法國等歐洲國家的軍火企業無法按時交付援助烏克蘭的彈藥[6] [7]。
參考
- ^ Merck Index 11th. : 8022.
- ^ http://terms.naer.edu.tw/detail/93455aa8ee2d8849d84c585e5c442dea/?seq=1[失效連結]
- ^ 存档副本. [2023-05-24]. （原始內容存檔於2023-05-24）.
- ^ 顧翼東. 化學辭典. 建宏書局有限公司. 1994: 876 [2023-05-27]. ISBN 9789577243034. （原始內容存檔於2023-05-27）.
- ^ 王松永. 林產學 (上). 臺灣商務印書館. 1984: 541 [2023-05-27]. ISBN 9789570506006. （原始內容存檔於2023-05-27）.
- ^ [1]巴士的報 深喉 2024年04月14日16:50 最後更新：17:00
- ^ 俄烏戰爭消耗大量彈藥 歐洲軍火商憂被「卡脖子」搶囤中國火藥棉 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）聯合新聞網 2024-04-09 21:51
