今天來(lái)聊聊化學(xué)里超有趣的纖維素硝酸酯, 這可不是一般的物質(zhì),它在咱們生活和工業(yè)里用處可大啦,快跟著我一起探索~
一、前世今生:從廚房到各行業(yè)的神奇轉(zhuǎn)變
1833 年,亨利?布拉孔諾搞出了 “木炸藥”,這就是纖維素硝酸酯的前身。1845 年,克里斯提安?舍恩拜因在廚房打翻硫酸和硝酸,用妻子棉布裙擦后放火爐邊,裙子 “噗” 地?zé)o煙燃燒,這一奇妙現(xiàn)象開啟了對(duì)纖維素硝酸酯的研究。隨后,它的制備方法、生產(chǎn)專利不斷涌現(xiàn),從火藥到塑料、涂料等領(lǐng)域,一步步走進(jìn)我們生活。
二、微觀探秘:結(jié)構(gòu)決定神奇性能
纖維素硝酸酯是纖維素和硝酸酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。纖維素每個(gè)葡萄糖環(huán)基上有三個(gè)羥基,反應(yīng)時(shí),羥基與硝酸發(fā)生酯化,生成不同程度取代的產(chǎn)物,有纖維素三硝酸酯、二硝酸纖維素、一硝酸纖維素。因?yàn)樵虾头磻?yīng)條件,硝酸基在纖維素單元上分布不均勻,產(chǎn)物含氮量也不一樣,這就決定了它多樣的性能。
物理上,它是絨絮狀固體,白色或微黃色,偏振光下顏色隨酯化度變。密度 1.58 - 1.65 g/cm3,軟化點(diǎn) 90℃,熔點(diǎn) 160 - 170℃ ,20℃折射率 1.51 。吸濕性隨氮含量增加而減少,摩擦后帶負(fù)電,可能因放電著火。不同含氮量的纖維素硝酸酯溶解性也不同哦~
化學(xué)性質(zhì)上,它耐稀酸但不耐濃酸,遇濃酸在特定條件下會(huì)變纖維素乙酸酯。對(duì)堿超敏感,會(huì)脫銷分解。有高氧化性,和還原劑發(fā)生脫硝反應(yīng)。還會(huì)光分解、熱分解,紫外線照射下分解生成氧化氮,溫度升高分解加快。