Nitrocellulose


Nitrocellulose
Nitrocellulose
Nitrocellulose, dérivée de la cellulose.
Nitrocellulose, dérivée de la cellulose.
Nitrocellulose, dérivée de la cellulose.
Général
Synonymes nitrate de cellulose, fulmicoton, coton-poudre, pyroxyle, collodion
No CAS 9004-70-0
PubChem 720071
Apparence masse fibreuse,
blanc-jaunâtre
Propriétés chimiques
Formule brute C6H8N2O9  [Isomères]
Masse molaire[1] 252,1357 ± 0,0085 g·mol-1
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]
Masse volumique 1,351,40 g·cm-3 [3]
Point d’éclair 4,4 °C
Conductivité thermique 0,23 W·m-1·K-1 [3]
Propriétés électroniques
constante diélectrique 7,0–7,5 (60 Hz)
6,6 (1 MHz)[3]
Propriétés optiques
Indice de réfraction n^{ 20 }_{  }  1,491,51 [3]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Explosif
E
Phrases R : 3,
Phrases S : (2), 35,
SIMDUT[4]
B4 : Solide inflammableF : Matière dangereusement réactive
B4, F,
Écotoxicologie
DL50 >5 000 mg·kg-1 souris oral [5]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La nitrocellulose ou nitrate de cellulose est un produit chimique, explosif, dérivé de la cellulose.

Nitrocellulose

Il fut utilisé dans les munitions sous forme de fulmicoton, coton-poudre ou encore pyroxyle.

Sommaire

Propriétés

Inflammation de nitrocellulose (risque de brûlures)

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

Obus Shrapnell allemand, avec douille (étui) chargé de cordons de nitrocellulose
Charge ou "cartouche" de cordite (Cartridge 63½ lb (¼ charge) pour canon de marine (BL 12 inch Mk IX naval guns) des cuirassés de type Classe King Edward VII. La nitrocellulose a été découverte en 1846 par le chimiste allemand Christian Friedrich Schönbein

La nitrocellulose est obtenue par nitration de la cellulose. La cellulose (composant principal des végétaux) était pour cela initialement traitée dans un bain d'acide nitrique ; plus tard on utilisera un mélange d'acides sulfurique et nitrique pour accélérer la réaction.

Les ions nitronium issus de la réaction entre l'acide sulfurique et l'acide nitrique vont réagir avec les fonctions alcool de la cellulose pour former de la nitrocellulose.
Selon le taux d'azote obtenu, on obtient un produit très dangereux et explosif à l'état sec. La nitrocellulose est stockée dans des conditions d'humidité importante (> 25 %) pour être considérée sans danger.

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 »[6].

Applications

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, entre autres).
  • La nitrocellulose a principalement été utilisée comme explosif (la célèbre Poudre B, celle-ci remplaça la poudre noire).
  • Elle a été utilisée, selon la découverte du chimiste français Hilaire Bernigaud de Chardonnet en 1884, aussi 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 autres.
  • le collodion fut utilisé comme support film pour la photographie et le cinéma.
  • 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).
  • 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 manoeuvre 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[7].

Mention dans la littérature

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.

Abandon pour diverses raisons...

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

  1. Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. COLLODION sur Hazardous Substances Data Bank. Consulté le 11 janvier 2010
  3. a, b, c et d (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 
  4. « 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
  5. ChemIDPlus. Consulté le 3 février 2009
  6. Salles Christine ; Paulilles : le forgeage d'un territoire-outil. 1870-1911 ; Mémoire de Master II, Université de Perpignan, 2010, 502 pages
  7. Henri Dupin, Alimentation et nutrition humaines, ESF, 1992, 1533 p. (ISBN 2-7101-0892-5), p. 748 à 751.

Voir aussi

Articles connexes


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