Nitrocellulose
| Nitrocellulose | |
|---|---|
  |
|
| Nitrocellulose, dérivée de la cellulose. | |
| Identification | |
| Synonymes | nitrate de cellulose, fulmicoton, coton-poudre, pyroxyle, collodion |
| No CAS | |
| PubChem | |
| Apparence | masse fibreuse, blanc-jaunâtre |
| Propriétés chimiques | |
| Formule brute | C6H8N2O9 [Isomères] |
| Masse molaire[1] | 252,1357 ± 0,0085 g/mol C 28,58 %, H 3,2 %, N 11,11 %, O 57,11 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 160-180 °C |
| Solubilité | Sol. dans 25 parts d'1 vol. alc. + 3 vol. éther ; sol. dans le méthanol, l'acétone, l'acide acétique glacial, l'acétate d'amyle  [2] |
| Paramètre de solubilité δ | 21,44 MPa1/2 (11,83% N)[3] |
| Masse volumique | 1,35–1,40 g·cm-3 [4] |
| Point d’éclair | 4,4 °C |
| Conductivité thermique | 0,23 W·m-1·K-1 [4] |
| Propriétés électroniques | |
| Constante diélectrique | 7,0–7,5 (60 Hz) 6,6 (1 MHz)[4] |
| Propriétés optiques | |
| Indice de réfraction |  1,49–1,51 [4] |
| Précautions | |
|
|
|
 E |
|
|
|
|
  B4, F, |
|
| Écotoxicologie | |
| DL50 | >5 000 mg·kg-1 souris oral [6] |
|
|
|
La nitrocellulose ou nitrate de cellulose est un produit chimique, explosif, dérivé de la cellulose.
Il fut utilisé dans les munitions sous forme de fulmicoton, coton-poudre ou encore pyroxyle.
Sommaire |
Propriétés [modifier]
La nitrocellulose est à l'état sec un explosif fulminant, c'est-à-dire qu'il dégage un grand volume de gaz et de chaleur lors de sa combustion.
La nitrocellulose peut se gélifier dans un mélange d'éther et d'alcool (selon le procédé de Paul Vieille).
Le gel de nitrocellulose est appelé collodion.
Ce produit est très peu soluble et semble très peu biodégradable dans l'eau.
Historique [modifier]
La nitrocellulose a été découverte en 1838 par Théophile-Jules Pelouze sous la forme de papier nitré mais l'histoire a vraiment débuté avec le chimiste allemand Christian Friedrich Schönbein en 1846.
C'est le chimiste français Paul Vieille, qui, à la fin du XIXe siècle découvrit un procédé permettant d'utiliser la nitrocellulose comme poudre blanche sans fumée.
Le coton fut très souvent employé pour la fabrication d'où les noms de coton poudre' et fulmicoton
En 1875, Alfred Nobel se blessa au doigt dans son laboratoire français de Sevran. Il soigna la plaie en appliquant du collodion. Réfléchissant à la composition du pansement liquide, il eut l'idée de mélanger la nitroglycérine avec de la nitrocellulose. Il déposa le brevet de sa nouvelle invention sous le nom de « dynamite gomme » ou « dynamite à base active »[7].
Fabrication [modifier]
La cellulose est le composant principal de la paroi des végétaux. Elle est traitée par un mélange d'acide nitrique et d'acide sulfurique qui produit des ions nitronium qui vont réagir avec les fonctions alcool de la cellulose pour former de la nitrocellulose. On obtient un mélange de mononitrate, dinitrate et trinitrate de cellulose. La nitration croit avec la teneur en acide sulfurique, qui absorbe également l'eau formée, celle-ci déplaçant l'équilibre.
Le mononitrate est très inflammable et donne le collodion (par dissolution dans un mélange 2/3-1/3 d'éther et d'alcool) utilisé pour les laques cellulosiques par exemple, en lutherie ou modélisme, ou même le vernis à ongle. Le dinitrate et surtout le trinitrate sont des produits très dangereux et explosifs à l'état sec, qui sont insolubles dans le mélange précédent mais totalement solubles dans l'acétone. La nitrocellulose est rendue très instable par la moindre trace d'acide nitrique restée emprisonnée dans les fibres. Elle doit être stockée dans l'eau ou des conditions d'humidité importante (> 25 %) pour être considérée comme sans danger.
Applications [modifier]
La nitrocellulose, notamment sous forme de collodion a connu de multiples usages :
- Le collodion est ou a été utilisé en pharmacie pour isoler les plaies des risques d'infections extérieures.
Il a l'aspect d'un vernis incolore et se détache facilement de la peau une fois la blessure cicatrisée. On obtient ce collodion par traitement où interviennent le coton et l'acide nitrique, le tout étant dilué - après copieux rinçage et séchage - dans de l'éther. La présence d'éther a conduit à l'interdiction du collodion dans les années 1960-1970 dans certains pays (sauf en Belgique et en France, entre autres). - La nitrocellulose a principalement été utilisée comme explosif (la célèbre Poudre B, celle-ci remplaça la poudre noire).
- Elle a été utilisée aussi, selon la découverte du chimiste français Hilaire Bernigaud de Chardonnet en 1884, pour la fabrication de tissus. Ceux-ci se révélèrent toutefois dangereux, parce que très inflammables. De là, le nom de soie belle-mère qui lui avait été donné à la fin du XIXe siècle. Notons qu'à cette époque, la bougie demeurait très employée comme moyen d'éclairage domestique ou autre.
- Le collodion fut utilisé aux débuts de la photographie pour contenir les substances sensibles, on le coulait sur des plaques en verre.
- La nitrocellullose est utilisée dans certaines colles, comme composant de la pâte à bois (le collodion durcit à l'air libre), mais également comme enduit pour les maquettes aériennes, ou, enfin comme composant d'allumage (feux).
- Les balles de ping-pong sont souvent fabriquées en Celluloïd, c’est-à-dire en un mélange de nitrocellulose et de camphre (plastifiant rendant la nitrocellulose moins réactive).
- Le celluloïd était utilisé comme support souple pour les premières pellicules photographiques.
- Les illusionnistes utilisent également la nitrocellulose pour produire une combustion rapide, ne laissant que peu ou pas de résidus de combustion solides. On l'appelle papier flash ou coton flash, le but de la manœuvre permettant de distraire le spectateur afin de permettre à l'illusionniste de faire apparaître un objet dans sa main.
- En biochimie, elle se présente sous la forme de membranes rugueuses et blanches ; elle sert pour la réalisation des tests de Western et Dot blot ; en effet, la nitrocellulose a la propriété de fixer rapidement les protéines.
- Le conditionnement des viandes pré-emballées utilise la cellophane recouverte extérieurement d’un vernis nitrocellulosique ou de polyéthylène[8].
Mention dans la littérature [modifier]
C'est de nitrocellulose, également nommée fulmicoton, qu’était chargé l'obus du canon propulsant les passagers de Jules Verne dans De la Terre à la Lune. C'est aussi l'explosif que les naufragés de L'Île mystérieuse fabriquent pour remplacer la poudre, dont ils ne disposent qu'en quantité limitée. Il en est également question dans le Voyage au centre de la Terre.
Mention dans le cinéma [modifier]
Dans le film Inglourious Basterds, Marcel (Jacky Ido) embrase une montagne de bobines au nitrate de cellulose afin de détruire par le feu son cinéma, et ainsi tuer les hauts dignitaires nazis qui s'y trouvent.
Abandon pour diverses raisons... [modifier]
L'invention de la dynamite, avec un effet brisant beaucoup plus important, a fait tomber le fulmicoton, beaucoup moins puissant, en désuétude en tant qu'explosif industriel.
Le fulmicoton présente l'avantage d'un régime de déflagration déterminé et plutôt lent (effet de souffle), parfaitement compatible avec son usage dans les armes à feu (encore employé, de nos jours, dans les missiles, pour son effet « fusant » (non brisant)).
Notes et références [modifier]
- Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007, sur www.chem.qmul.ac.uk.
- COLLODION, sur Hazardous Substances Data Bank. Consulté le 11 janvier 2010
- (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026) [lire en ligne (page consultée le 1 mars 2013)], p. 294
- (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16e éd., 1623 p. (ISBN 0071432205), p. 2.807 et 2.746
- « Nitrocellulose » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
- ChemIDPlus. Consulté le 3 février 2009
- Salles Christine ; Paulilles : le forgeage d'un territoire-outil. 1870-1911 ; Mémoire de Master II, Université de Perpignan, 2010, 502 pages
- Henri Dupin, Alimentation et nutrition humaines, ESF, 1992, 1533 p. (ISBN 2-7101-0892-5), p. 748 à 751.
