Kunststoff Lexikon

Zellulosenitrat

Zellulosenitrat (Kurzzeichen CN) wird oft fälschlich als Nitrozellulose bezeichnet. Es enthält jedoch keine RC-NO2 -Bindungen, sondern ist ein Ester der Zellulose mit der Nitrat-Gruppierung RCO-NO2. Es ist eine weiße, faserige, geruch- und geschmacklose Masse. Zellulosenitrat oder Schießbaumwolle ist auch bekannt als "Rauchloses Pulver": Wenn es entzündet wird, verbrennt es augenblicklich - auch bei Abwesenheit von Luftsauerstoff - mit gelblicher Flamme zu CO2, CO, H2O, N2 und H2. Bei der Verbrennung gibt es, im Gegensatz zu Schwarzpulver, keinerlei für das menschliche Auge sichtbaren Rauch ab.

Herstellung
Zellstoff (z.B. aus Baumwolle) wird ca 30 Minuten lang in Rührkesseln mit Nitriersäure (z.B. 1 Teil Salpetersäure, 2-3 Teile konz. Schwefelsäure und 5-20% Wasser) behandelt. Je nach Art und Dauer der Nitrierung entstehen Produkte mit unterschiedlich hohem Stickstoff-Gehalt.

Verwendung
In der Pyrotechnik wird Zellulosenitrat wegen seiner Raucharmut für Feuerwerkseffekte in geschlossenen Räumen eingesetzt. Es wird in vielen Formen in den Handel gebracht, wie zum Beispiel als Pyrowatte, -papier, -schnur, -flocken oder -chips, die sich durch das Abbrennverhalten voneinander unterscheiden. Es wird heute auch als Treibladung für Projektile benutzt.

Durch Hinzufügen von Kampfer als Weichmacher entsteht aus Nitrozellulose Zelluloid. Dieses Material war der erste thermoplastische Kunststoff und wurde trotz seiner großen Feuergefährlichkeit lange Zeit als Träger für fotografische Filme verwendet. Später wurde es durch Zelluloseacetat ersetzt. Noch heute werden Tischtennisbälle aus Zelluloid hergestellt.

In Aceton, Essigsäureethylester und anderen Lösungsmitteln gelöst kommt Nitrozellulose als das namensgebende Bindemittel in Nitrolack zum Einsatz. Da für die vielfältigen Anwendungsgebiete (z.B. Flexo- oder Tiefdruckverfahren, Leder- oder Holzlack) unterschiedliche Viskositäten der Nitrolacke erforderlich sind, wird bei der Nitrozellulose durch Kochen in Wasser bei Überdruck die Viskosität abgebaut.

Ein großes Problem ist die Verwendung von Zellulosenitrat für fotografische Filme bis etwa 1960. Filmarchive aus dieser Zeit sind durch die Neigung des Materials zur Selbstentzündung und Explosion extrem gefährdet und müssen entsprechend gesichert werden.

Geschichte
Die "Schießbaumwolle" wurde 1846 sowohl von Christian Friedrich Schönbein und unabhängig davon im gleichen Jahr auch von dem Chemiker Rudolf Christian Böttger (1806-1881) entdeckt.