簡介
硝化棉管制信息
硝化棉（*）（易制爆）
本品根據《危險化學品安全管理條例》受公安部門管制。
名稱
中文名稱：硝化棉，低氮硝化纖維
英文别名：Nitrocellulose，Collodionwool，Pyroxylin，Collodioncotton，Colloxylin，Solubleguncotton，Xyloidin，Histocell
化學式
C12H16N4O18
相對分子質量
504.28
性狀
白色絲狀纖維狀似棉花。露光分解變色。溶于醇醚混合液(1∶3)、丙酮、冰乙酸、甲醇、乙酸乙酯和乙酸戊酯。閃點(閉杯)4℃。自燃點約180℃。極易燃燒，且速度極快。
儲存
密封陰涼幹燥避光保存。必須保持一定量潤濕劑(乙醇)，以保安全。瓶裝露光，會分解出亞硝酸氣體和碳質殘留物，宜以塑料袋包裝後裝入鐵聽或大口塑料瓶密封包裝。
用途
顯微技術的包埋劑。生物組織切片。電子工業中用作粘結劑。
硝化棉為白色或微黃色非晶形固體，外形為絮絨狀，比重1.6，不溶于水，易溶于醇、醚和酯溶液中。硝化棉具有高度可燃燒性和爆炸性，其危險程度根據硝化程度而定。含氮量在12.5%以上的危險性極大，遇火即燃燒。爆發點為180~185℃。含水25%時較安全。在溫度超過40℃時能加速其分解而自燃，爆速6300m/s，含氮量不足12.5%的雖然比較穩定，但受熱或儲存日久，由于逐漸分解而放出酸，降低着火點，易有自行發火或爆炸的可能。為防止分解，常加入穩定劑，以避免爆炸。
硝化棉為一級易燃物品、爆炸品，必須儲存在特種标準的儲存室内，避光儲存，室溫不得超過28℃，不得低于1℃。硝化棉的質量對酸度要求較嚴，酸度（以H2SO4計）應小于0.05%，以防自燃，另外，硝化棉在使用、粉碎、運輸過程中都應注意防燃防爆。硝化棉在煙花爆竹中主要用于煙花中的噴射、燃燒劑等。
硝化棉具有高度可燃性和爆炸性，其危險程度根據硝化程度而定，含氮量在12.5％以上的硝化棉危險性極大，遇火即燃燒。在溫度超過40℃時能加速其分解而自燃。含氮量不足12.5％的硝化棉雖然比較穩定，但受熱或儲存日久，逐漸分解而放出酸，降低着火點，亦有自燃自爆的可能。失火時，嚴禁用砂土等物壓蓋，以免發生爆炸。
危險性
危險特性：自燃點170℃。閃點12.78℃。爆速：6300m/s(含氮13%)。爆轟氣體體積841L/kg(含氮13.3%時)。本品遇到火星、高溫、氧化劑以及大多數有機胺(對苯二甲胺等)會發生燃燒和爆炸。如溫度超過40℃時它能分解自燃。本品幹燥久儲變質,極易引起自燃,一般加入水或乙醇作濕潤劑。如溫潤劑揮發後,容易發生火災。含氮量在12.5%以下的為一級易燃固體。
消防措施：用水或霧狀水進行滅火。嚴禁用砂土壓蓋,以免發生猛烈爆炸。
急救：患者要立即離開現場,安置在新鮮空氣地方,可用清水沖洗受傷者。嚴重者要立即送醫院救治。
儲運須知：包裝标志：(含氮量12.5%以下)易燃固體。(含氮量12.5%以上)爆炸品。包裝方法：玻璃瓶,外用木闆箱,用不燃松軟材料墊塞。或金屬桶或罐,内襯塑料袋。儲運條件：儲存于陰涼、通風庫房内,倉間溫度不宜過30℃,遠離火種及熱源。與有機胺,氧化劑隔離儲運。儲運期須掌握先進先出,包裝損壞要及時修理。應經常檢查濕潤劑幹燥情況,必要時增加濕潤劑。為了使濕潤分布均勻,可以在儲存一定時間後(如5個月)将包裝倒放(試劑例外),經過一段時間再調正。搬運時應輕拿輕放,防止包裝破損。
發現
1832年，法國人H·布拉孔諾在一次實驗中，棉布圍裙被硫硝混酸弄濕，于是清洗後用手提着在壁爐邊烤幹。就在即将幹燥的時候，眼前一亮，圍裙不見了。原來，棉布中的纖維素已經被硝酸酯化為纖維素硝酸酯。
他将這次事件記載下來，卻沒有進一步研究。直到1846年，化學家C.F.舍恩拜因使用硝－硫混酸制出了硝酸纖維素，并對其性能進行了研究。它是一種白色的纖維狀物質，物理性質與棉花基本相同；它的爆炸威力比黑火藥大2～3倍，可以用于軍事，所以被稱為“火棉”。不過，火棉的燃爆速度實在是太快了，甚至高于苦味酸。如果制成炮彈，那麼在發射出炮筒之前就會爆炸，非常不安全。但是，用醇-醚混合溶劑處理并碾壓成型後，其燃爆速度就能明顯減慢，可以用作槍彈、炮彈的發射藥或者固體火箭推進劑的成分。
硝化棉-用途
NC主要用作工業炸藥和火藥，例如制爆膠、抛射藥（柯達、巴裡斯泰火藥等）、推進劑。高氮量NC用于土槍發射藥中，能增加威力，減少槍口煙塵。NC的丙酮溶液叫火棉膠，是良好的煙火劑、粘結劑。市售的NC含氮量僅10%左右，隻能用作油漆、粘結劑及試劑的原料。也用于生産各色賽璐珞,電影膠片,硝基漆片，各色噴漆,打字蠟紙,漆布,以及瓶口套等方面。
硝化棉的含氮量為10.7%~11.2%，主要用于塑料工業制造賽璐珞；
含氮量11.2~11.7%，主要用于制造攝影底片，X射線攝影軟片、眼鏡架和玩具等；
含氮量11.8~12.3%的主要用于制造噴漆、人造革、膠合闆、防鏽漆、防水漆、處理紙張防水和防潮等；
含氮量12.4~13.0%的主要用于無煙煙火藥及其他烈性爆炸藥物。
分類
工業上把NC分為1号強棉（含氮≥13.13%），2号強棉（含氮11.9%～12.4%），3号弱棉(含氮11.8%～12.1%)，爆膠棉(含氮11.94%～12.3%)，火膠棉(含氮12.5%～12.7%)，清漆用棉(含氮11.6%～12.2%)，賽璐珞棉(含氮10.8%～11.2%)等。為了便于理解，又有文獻把含氮≤12.4%的NC稱膠棉，把含氮>12.4%的稱火棉。
注意事項
1.有實驗表明受硝酸侵蝕而老化的塑料（硝酸的瓶塞免疫）會極其嚴重的阻礙硝化反應，所以反應過程中避免接觸塑料。
2.硝酸會腐蝕橡膠，避免接觸橡膠制品。
3.凡士林及石墨也可起安定作用，但由于均勻添加方法不清，所以暫不考慮。
4.由于硝化後棉花會保持原有形态（紙張的強度則會有明顯下降），所以在添加硝酸鉀及二苯胺的時候要考慮到溶液受到重力影響而導緻的分布不均。
5.二苯胺嚴禁見日光，會變藍。其他晾幹步驟盡可能采用風幹，不要曬幹，如要長期儲存則嚴禁曬幹。
6.硝酸鉀為消焰劑，并使殘渣減少，可以不添加，二苯胺為安定劑，有低毒，不要長期接觸皮膚，若不長期存放可不添加。
7.保存用的塑料瓶可以在瓶塞上墊保鮮膜增強密封性。
8.由于用該法制造的硝化棉可能會在存放中釋放出微量酸性物質，建議不要使用金屬容器存放，鐵鏽還會加速硝化纖維素的自分解反應。
9.注意通風，酸液的濺灑問題。
10.在少數情況下反應中會出現局部溫度過高而導緻酸液沸騰，并釋放出二氧化氮，嚴重時會導緻反應容器炸裂，注意反應容器不要放在危險物品旁邊，最好放在水槽中或瓷磚地上，一旦過熱，立即通風并遠離，待反應結束後再處理。可嘗試将酸液先冷卻，再加入要硝化物，并延長硝化時間。
11.反應廢酸可以用擠壓法提取，用來生産低硝化度的硝化棉，可以做導火線用，洗去的廢酸會對下水道系統産生腐蝕，尤其是水龍頭，池子下的下水管等金屬物品。
12.碳酸鈉濃度，煮的時間，反應時間，硝酸鉀濃度均為個人實驗結果，二苯胺添加量借用軍用火藥标準添加量，這些數據可以優化調整。
13.不要将，乙二醇，甘油，澱粉等物硝化，其反應冷卻條件過于苛刻，極易發生爆炸。
14.木制品會受到混酸腐蝕，并使混酸染黃，但不會被過快碳化，對硝化棉的保存影響不明顯，從溶液中取硝化棉時也可用木筷。
15.油脂對反應的影響不清。
16.一定要充分晾幹，不要用衛生紙把水吸幹，這樣做無法吸出纖維間細微的水，纖維素無法點燃。
17.硝化棉屬于易燃易爆品，法律上嚴禁個人非法制造或持有。
反應方程式
硝化棉的爆炸反應方程式為：
2(C6H7O11N3)n→3nN2↑+7nH2O↑+3nCO2↑+9nCO↑
由于其爆炸不産生任何煙塵，所以也被稱作“無煙火藥”。
工業上常用醇醚合劑作溶劑，不同含氮量NC在1：2的醇醚合劑中的溶解度見表一。
含氮量(%)13.1～13.412.75～13.112.5～12.7512.0～12.511.0～12.0
10.0～11.09～107.0～9.0<7.0
溶解度(%)不≤3050～10095～10090～10080～10030～90≤30不
表一，不同含氮量的NC在1：2醇醚合劑中的溶解度
NC在着火時以極快的速度燃燒。燃燒時發出黃色火焰而不産生煙塵。低氮量的NC在密閉條件下難以燃燒，尤其是在直徑細時。高氮量的能引起爆炸。當用溶劑處理NC後，蒸幹溶劑形成白色塑料樣物質，燃速降低。NC不但易着火，感度也較高，撞擊感度50%（2㎏落錘，8cm落高，火膠棉）。一号強棉的爆速為6300
m/s（經過溶劑處理，密度ρ=1.3g/cm3），作功能力126%。
品号硝化用酸
硝化劑成份的稍微變化，都會影響到NC的含氮量。一般的，在一定範圍内增加硝硫混酸中硫酸的含量，減少水的含量，能提高産物含氮量。部份品号的NC所用的硝化劑成份為：
品号硝化用酸成份（%）
NHO3(100%)H2OH2SO4(100%)
一号強棉18～237～1463～75
二、三号及爆膠棉18～2216～1860～66
清漆用棉19～2416.5～1957～64.5
賽璐珞棉18～2418～2155～64
注：原料酸中所含的水應算到上表中的H2O中。H2SO4用量為100減去HNO3和H2O的量之後的餘量。
含氮量越高，爆炸性越強。直接酯化能得到含氮14％以上的NC。實際也經常使用N≥13%的強棉。
