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Cellulosenitrat


Strukturformel
Keine Strukturformel vorhanden
Allgemeines
Name Cellulosenitrat
Andere Namen
  • Nitrozellulose
  • Schießbaumwolle
  • Blitzwatte
CAS-Nummer 9004-70-0
Monomere/Teilstrukturen β-D-Glucose (teilweise nitriert)
Art des Polymers

Biopolymer

Kurzbeschreibung

weiße, faserige Masse

Eigenschaften
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,67 g·cm−3 [1]

Schmelzpunkt

160–180 °C [2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]

Gefahr

H- und P-Sätze H: 201
P: 250​‐​372 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4]aus RL 67/548/EWG, Anh. I[2]
Explosions-
gefährlich
(E)
R- und S-Sätze R: 3
S: (2)​‐​35
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Cellulosenitrat (auch Zellulosenitrat) ist eine weiße, faserige, geruch- und geschmackslose Masse. Sie wird umgangssprachlich auch als Schießbaumwolle oder Nitrocellulose (oder Nitrozellulose) bezeichnet. Letztere Bezeichnung ist gemäß der IUPAC-Nomenklatur problematisch, denn es handelt sich nicht um eine RC–NO2-Bindung, wie es das Präfix „Nitro-“ verlangt, sondern um einen Salpetersäureester der Cellulose.

Geschichte

Die „Schießbaumwolle“ wurde 1846 sowohl von Christian Friedrich Schönbein als auch unabhängig davon im selben Jahr von dem Chemiker Rudolf Christian Böttger entdeckt. Die erste Mitteilung von Schönbein erfolgte am 27. Mai 1846 vor der Basler naturforschenden Gesellschaft und findet sich so in den veröffentlichten Sitzungsprotokollen.[5] Von beiden wiederum unabhängig stellte der Braunschweiger Professor Friedrich Julius Otto (1809–1870) im selben Jahr ebenfalls Schießbaumwolle her und veröffentlichte das Verfahren im Oktober des gleichen Jahres.[6]

Gewinnung und Darstellung

Cellulosenitrat wird in der chemischen Industrie durch Umsetzung von Cellulose mit Nitriersäure hergestellt. Formal gesehen handelt es sich um die Reaktion eines Alkohols mit einer Säure zu einem Ester. Der Stickstoffgehalt des herzustellenden Cellulosenitrats wird durch Zusammensetzung der Nitriersäure und die Reaktionsdauer geregelt. Bei einem Stickstoffgehalt > 12,75 % handelt es sich dann überwiegend um Cellulosetrinitrat (Schießbaumwolle), bei einem Gehalt < 12,75 % um Cellulosedinitrat (Kollodiumwolle).

Nach der Reaktion wird die restliche Nitriersäure mit Wasser ausgewaschen, bis das Cellulosenitrat den pH-Wert 7 annimmt, da sonst Spuren von restlicher Salpetersäure eine Selbstentzündung bewirken können. In früherer Zeit ist es in den Fabriken häufig zu Explosionen gekommen, da Verunreinigungen in den Fasern wie die als Nebenprodukt gebildeten Schwefelsäureester Spontanzersetzungen des Cellulosenitrats bewirkten. Erst 1864 entdeckte der Engländer Frederick Augustus Abel, dass sie durch eine feuchte Zerkleinerung im Papierholländer völlig stabilisiert werden kann.

In den Handel gelangt die Nitrocellulose zumeist in phlegmatisierter, angefeuchteter Form in Pappfässern. Als Anfeuchtungsmittel dienen dabei Wasser, Butanol, Ethanol oder Isopropanol. Daneben wird auch mit Weichmachern plastifizierte und pelletierte Ware angeboten.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Cellulosenitrat verbrennt nach Entzündung augenblicklich – auch bei Abwesenheit von Luftsauerstoff – mit gelblicher Flamme zu Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Wasserdampf und Stickstoff. Bei der Verbrennung entsteht, im Gegensatz zu Schwarzpulver, keinerlei für das menschliche Auge sichtbarer Rauch, darum wird Cellulosenitrat auch als rauchloses Pulver bezeichnet.

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Abbrennen von Nitrocellulose

Verwendung

Sicherheitshinweise

Cellulosenitrat unterliegt dem deutschen Sprengstoffgesetz. Hochnitrierte Schießbaumwolle kann bei Schlag, statischer Entladung und schnellem Erhitzen explodieren. Es verbrennt infolge des hohen Sauerstoffgehalts unabhängig von der Luftsauerstoffzufuhr und kann daher nur mit geeigneten Mitteln, vor allem großen Mengen Wasser, gelöscht werden.

Dementsprechend wird auch Collodiumwolle und Produkte, welche zum Großteil aus dieser bestehen, überwiegend in Papier- oder Pappgebinden befördert und gelagert.

Bei der Einstufung zur Gefahrstoffkennzeichnung gemäß RL 67/548/EWG, wurde in Anhang 1 bis zum Erscheinen der 31. Anpassung (16. Januar 2009) stofflich unterschieden zwischen den beiden Nitrierungsstufen „enthält bis 12,6 % Stickstoff“ (leichtentzündlich) und „enthält mehr als 12,6 % Stickstoff“ (explosionsgefährlich). Diese Unterscheidung ist seitdem entfallen; beide Einträge im Stoffkataster wurden zusammengefasst. In Fachkreisen wurde diese Neufassung erheblich kritisiert, zumal dazu keine zwingende Notwendigkeit zu erkennen ist.

Trivia

Einzelnachweise

  1. Miles, Cellulose Nitrate, Oliver and Boyd 1955.
  2. 2,0 2,1 2,2 Eintrag zu Nitrocellulose in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. März 2009 (JavaScript erforderlich).
  3. MACHEREY-NAGEL: Porablot NCL (200x200 mm) Sample, RS PM , abgerufen am 9. Dezember 2015.
  4. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  5. Jochen Gartz: Vom Griechischen Feuer zum Dynamit- eine Kulturgeschichte der Explosivstoffe. E.S. Mittler & Sohn, Hamburg-Berlin-Bonn 2007, ISBN 978-3-8132-0867-2
  6. Itzehoer Wochenblatt vom 29. Oktober 1846, Spalte 1626–1627.
  7. nach „Explosivstoffe“ 9. Auflage.
  8. 8,0 8,1 8,2 Rudolf Meyer: Explosivstoffe, VCH Verlagsgesellschaft, 1985, 6. Auflage, S. 207–210, ISBN 3-527-26297-0.

Literatur

  • Richard Escales: Die Schiessbaumwolle (Nitrocellulosen). BoD GmbH Norderstedt 2003, ISBN 3-8311-4954-2.
  • Jochen Gartz: Vom Griechischen Feuer zum Dynamit- eine Kulturgeschichte der Explosivstoffe. E.S. Mittler & Sohn, Hamburg-Berlin-Bonn 2007, ISBN 978-3-8132-0867-2

Weblinks

 Wiktionary: Schießbaumwolle – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • Sicherheitsdatenblatt für die Lagerung und Handhabung von Nitrocellulose (PDF; 1600 kB)

Kategorien: Pyrotechnischer Satz | Sprengstoff | Cellulose | Explosionsgefährlicher Stoff | Baumwolle | Polysaccharid | Salpetersäureester

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Cellulosenitrat (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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