2016년 12월 31일 토요일

니트로셀루로스

니트로셀루로스

니트로셀루로스
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니트로셀루로스의 부분 구조
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면상의 니트로셀루로스
식별 정보
CAS 등록 번호 9004-70-0
특성
화학식 (C6H9(NO2)O5)n
(C6H8(NO2)2O5)n
(C6H7(NO2)3O5)n
외관 백색 또는 담황색의 면상 물질
융점

160 to 170оC
위험성
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
2
3
인화점 4.4 оC
반수 치사량 LD50 10 mg/kg
특기없는 경우, 데이터는 상온(25оC)・상압(100 kPa)에 있어서의 것이다.

니트로셀루로스(nitrocellulose)는, 니트로셀룰로스, 질소화면이라고도 해, 셀룰로오스를 초산과 황산과의 혼산으로 처리해 얻을 수 있는 셀룰로오스의 초산 에스테르이다.백색 또는 담황색의 면상 물질로, 발화 하면 격렬하게 연소한다.

목차

개요

셀룰로오스를 구성하는 글루코오스 1단위 분자 당 3이나 곳에서 초산 에스테르화하는 것이 가능하지만, 다양할 수록 번에 질소화된 것을 얻을 수 있어 질소의 함유량으로 구별한다.면상이기 위해, 일본에서는 질소량이13%이상의 것을 강면 화약,10% 미만의 것을 취면 화약, 그 중간을 약면 화약이라고 칭한다.

니트로셀루로스는 필름 강도가 높게 용매의 속건성이 뛰어나고 있어 또, 가소제, 수지, 안료등의 첨가로 개질할 수 있다.장뇌와 혼합해 만들어진 셀룰로이드는 세계 최초의 열가소성 합성 수지이다.필름이나 셀룰로이드는 광범위하게 사용되었지만, 가연성이 지적되었기 때문에, 현재는 이러한 용도에는 보다 난소성의 합성 수지가 사용되게 되었다.

주된 용도는 래커 도료나 화약, 접착제(니트로셀루로스계 접착제)[1]이다. 이전에는 로켓 엔진의 추진제 등에도 사용되었다.마술로 종이를 일순간으로 태우는 경우, 지장이나 면상의 니트로셀루로스를 사용한다.지장의 물건은 플래시 페이퍼, 면상의 물건은 플래시 코튼으로 불린다.태워도 재가 나오지 않는 특성을 살리고 있다.

니트로셀루로스를 주성분으로서 각종의 첨가제를 더해 조립한 화약은 흑색 화약에 바뀌는 소형화기, 대포의 발사약으로서 사용되고 있다.발사에 임해 대량의 흰 연기를 올리는 흑색 화약에 비교해 무연 화약으로 불린다.또 개발자의 한 사람으로 있는 흘레데릭・에이벨에 의한 「콜 다이토」의 명칭으로도 알려진다.이 중 주로 니트로셀루로스만을 사용한 화약을 싱글 베이스 화약이라고 부른다.현재의 대부분의 권총이나 아사르트라이훌이 탄약으로서 싱글 베이스 화약을 사용하고 있다.연소의 조정을 목적으로 해 니트로셀루로스에 니트로 글리세린을 더한 것을 더블 베이스 화약, 한층 더 니트로그아니진을 더한 것을 트리플 베이스 화약이라고 부른다.이쪽은 주로 대구경 대포의 장약으로서 사용되고 있다.

역사

제조법

공업적으로는 셀룰로오스를 초산과 황산의 혼산으로 질소화하는 방법으로 제조된다.

질소화
질소화 장치에는 주로 3종류의 방식이 있지만, 현재는 듀퐁식에만 되어 있다.
  • 톰슨식(치환식)
  • 세르위히・란게식(선회식)
  • 듀퐁식(교반식)
정제
질소화 반응이 끝나면, 대량의 물로 익혀 세를 10회, 유수세를 5회 반복해, 정성스럽게 산을 없앤다.이 공정으로 섬유의 재단도 동시에 실시한다.일반적으로, 씻는데 60시간, 재단에 5시간을 필요로 한다.세정이 끝나면 낡은 걸치거나 자석으로 금속을 없애거나 해 불순물을 제거한다.마지막에 탈수기에 걸치고 수분을 없앤다.
가공
교화제로서 니트로 글리세린등을 더하거나 자연 분해하지 않게 안정화제등을 더해 아세톤등의 용제에 풀어 목적의 형태에 가공한다.

사고

과거에 몇번이나 제조 과정의 불편에 의한 자연발화 사고가 일어나고 있다.자연발화 사고는 특히 위험하고, 화약의 분량이 결정되고 있는 만큼 사고의 위험도는 높아지지만, 기술 수준의 낮았던 전쟁 전의 일본에서는 중대포의 장약이 자연발화 해 자폭하는 사고가 잇따랐다.해외에서도 B화약의 시대에는 사고가 잇따르고 있었다.

또, 제조 기술이 낮으면 빨리 열화 하는 화약이 생기게 되어, 불발 탄약이 속출하는 원인이 된다.특히 이하와 같은 결함이 있는 화약은 자연발화를 일으키는지, 불발이 될까의 양자택일이 된다고 말해질 만큼 위험하다.

  • 제조 과정에서 산이 적절히 씻어 흘러가지 않았다.
  • 섬유의 재단이 균질에 행해지지 않고, 섬유의 덩어리를 할 수 있다.
  • 질소화도가 불균일로 질소량이 일정하고 있지 않다.
  • 불순물이 혼입해 있다, 특히 금속 분말은 지극히 위험하다.

보관에 대해서는, 마찰을 막기 위해 알콜등에서 습윤 시킬 필요가 있다.1964년에는 도쿄에서, 니트로셀루로스의 습윤이 불완전과 추정되는 화재가 발생해, 소방 대원 19명이 순직하는 폭발 사고가 발생하고 있다.

각주

  1. ^대표적인 제품으로서는 「세메다인 C」일세메다인 321이 있다.제품 안전 데이터 쉬트에 의하면, 기제로서 니트로셀루로스를10%~20%・용제로서 아세톤을40%~ 50%포함한다.나머지의50%~30%는 그 외의 첨가 기제・용제이다.

관련 항목

외부 링크

「https://ja.wikipedia.org/w/index.php? title=니트로셀루로스&oldid=62322136」으로부터 취득

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