Comment faire de la nitrocellulose ou du papier flash

Si vous êtes un passionné de chimie avec un intérêt pour le feu ou l'histoire (ou les deux), vous devriez probablement savoir comment fabriquer votre propre nitrocellulose. La nitrocellulose est également connue sous le nom de guncotton ou de papier flash, selon son objectif. Les magiciens et les illusionnistes utilisent du papier flash pour un effet spécial feu. Le même matériau exact est appelé guncotton et peut être utilisé comme propulseur pour les armes à feu et les roquettes. La nitrocellulose a été utilisée comme base de film pour les films et les radiographies. Il peut être mélangé avec de l'acétone pour faire de la laque de nitrocellulose, qui a été utilisée sur les automobiles, les avions et les instruments de musique. Une utilisation infructueuse de la nitrocellulose a été de fabriquer des boules de billard en faux ivoire. Les billes de nitrocellulose camphrée (celluloïd) explosaient parfois à l'impact, produisant un son semblable à celui d'un coup de feu. Comme vous pouvez l'imaginer, cela ne s'est pas bien passé dans les salons de pistolets avec tables de billard.

Il est peu probable que vous souhaitiez fabriquer vos propres boules de billard qui explosent, mais vous pouvez essayer la nitrocellulose comme propulseur de fusée modèle, comme papier flash ou comme base de laque. La nitrocellulose est extrêmement facile à préparer, mais assurez-vous de lire attentivement les instructions avant de continuer. En ce qui concerne la sécurité: tout protocole impliquant des acides forts doit être effectué par des personnes qualifiées portant un équipement de sécurité approprié. La nitrocellulose ne peut pas être stockée pendant de longues périodes, car elle se décompose progressivement en une poudre inflammable ou de la boue (c'est pourquoi de nombreux vieux films n'ont pas survécu jusqu'à nos jours). La nitrocellulose a une température d'auto-inflammation faible, alors gardez-la à l'écart de la chaleur ou des flammes (jusqu'à ce que vous soyez prêt à l'activer). Il ne nécessite pas d'oxygène pour brûler, donc une fois qu'il s'enflamme, vous ne pouvez pas éteindre le feu avec de l'eau. Avec tout cela à l'esprit, voici comment vous le faites.

Points clés: faire de la nitrocellulose ou du papier flash

• La nitrocellulose est un polymère hautement inflammable. Il est également connu sous le nom de papier flash, de guncotton ou de chaîne flash.
• Tout ce que vous devez faire pour fabriquer de la nitrocellulose est de traiter la cellulose avec de l'acide nitrique ou tout autre agent nitrant puissant. La cellulose peut provenir du papier, du coton, du bois ou d'autres matières végétales.
• La nitrocellulose a été fabriquée pour la première fois par Alexander Parkes en 1862. Il s'agissait du premier plastique synthétique, nommé Parkesine.
• Bien qu'utile comme plastique, la nitrocellulose est également populaire pour son inflammabilité. Le papier flash brûle presque instantanément et ne laisse aucun résidu de cendres.

Matériaux de nitrocellulose

La procédure de Christian Friedrich Schönbein a été largement utilisée. Il nécessite 1 partie de coton pour 15 parties d'acide.

• acide nitrique concentré
• acide sulfurique concentré
• boules de coton (cellulose presque pure)

Préparation de nitrocellulose

1. Refroidir les acides en dessous de 0 ° C.
2. Dans une hotte, mélanger des parties égales d'acide nitrique et sulfurique dans un bécher.
3. Déposez des boules de coton dans l'acide. Vous pouvez les tasser à l'aide d'une tige d'agitation en verre. N'utilisez pas de métal.
4. Laisser la réaction de nitration se poursuivre pendant environ 15 minutes (le temps de Schönbein était de 2 minutes), puis verser de l'eau du robinet froide dans le bécher pour diluer l'acide. Laissez l'eau couler pendant un certain temps.
5. Fermez l'eau et ajoutez un peu de bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude) dans le bécher. Le bicarbonate de sodium bouillonne en neutralisant l'acide.
6. À l'aide d'une tige de verre ou d'un doigt ganté, tourbillonnez autour du coton et ajoutez plus de bicarbonate de sodium. Vous pouvez rincer avec plus d'eau. Continuez à ajouter du bicarbonate de sodium et à laver le coton nitré jusqu'à ce que des bulles ne soient plus observées. L'élimination soigneuse de l'acide améliorera considérablement la stabilité de la nitrocellulose.
7. Rincer la cellulose nitrée à l'eau du robinet et laisser sécher dans un endroit frais.

Des lambeaux de nitrocellulose s'enflammeront s'ils sont exposés à la chaleur d'un brûleur ou d'une allumette. Cela ne prend pas beaucoup (chaleur ou nitrocellulose), alors ne vous laissez pas emporter! Si vous voulez un flash réel papier, vous pouvez nitrer le papier ordinaire (qui est principalement de la cellulose) de la même manière que le coton.

Chimie de la fabrication de nitrocellulose

La cellulose de nitruration se produit lorsque l'acide nitrique et la cellulose réagissent pour produire du nitrate de cellulose et de l'eau.

3HNO₃ + C₆H_dixO₅ → C₆H_sept(NON₂)₃O₅ + 3H₂O

L'acide sulfurique n'est pas nécessaire pour nitrer la cellulose, mais il agit comme un catalyseur pour produire l'ion nitronium, NO₂⁺. La réaction du premier ordre se déroule par substitution électrophile aux centres C-OH des molécules de cellulose.

Sources

• Braconnot, Henri (1833). "De la transformation de plusieurs substances végétales en un principe nouveau." [Sur la transformation de plusieurs substances végétales en une nouvelle substance]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290-294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Sur les produits de l'action de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le ligneux." [Sur les produits de l'action de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le bois]. Comptes Rendus. 7: 713-715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [Sur guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft à Bâle. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Chimie et technologie des explosifs. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20-21.