今天来聊聊化学里超有趣的纤维素硝酸酯, 这可不是一般的物质,它在咱们生活和工业里用处可大啦,快跟着我一起探索~
一、前世今生:从厨房到各行业的神奇转变
1833 年,亨利・布拉孔诺搞出了 “木炸药”,这就是纤维素硝酸酯的前身。1845 年,克里斯提安・舍恩拜因在厨房打翻硫酸和硝酸,用妻子棉布裙擦后放火炉边,裙子 “噗” 地无烟燃烧,这一奇妙现象开启了对纤维素硝酸酯的研究。随后,它的制备方法、生产专利不断涌现,从火药到塑料、涂料等领域,一步步走进我们生活。
二、微观探秘:结构决定神奇性能
纤维素硝酸酯是纤维素和硝酸酯化反应的产物。纤维素每个葡萄糖环基上有三个羟基,反应时,羟基与硝酸发生酯化,生成不同程度取代的产物,有纤维素三硝酸酯、二硝酸纤维素、一硝酸纤维素。因为原料和反应条件,硝酸基在纤维素单元上分布不均匀,产物含氮量也不一样,这就决定了它多样的性能。
物理上,它是绒絮状固体,白色或微黄色,偏振光下颜色随酯化度变。密度 1.58 - 1.65 g/cm³,软化点 90℃,熔点 160 - 170℃ ,20℃折射率 1.51 。吸湿性随氮含量增加而减少,摩擦后带负电,可能因放电着火。不同含氮量的纤维素硝酸酯溶解性也不同哦~
化学性质上,它耐稀酸但不耐浓酸,遇浓酸在特定条件下会变纤维素乙酸酯。对碱超敏感,会脱销分解。有高氧化性,和还原剂发生脱硝反应。还会光分解、热分解,紫外线照射下分解生成氧化氮,温度升高分解加快。