Nitroselulosa
Nitroselulosa, yang juga disebut dengan berbagai nama seperti selulosa nitrat, kertas kilat, kapas kilat, guncotton, piroksilin, dan benang kilat, adalah zat yang sangat mudah terbakar yang dihasilkan dari nitrasi selulosa menggunakan kombinasi asam nitrat dan asam sulfat. Penggunaan awal yang cukup penting yaitu sebagai guncotton, yang berfungsi sebagai pengganti mesiu dalam senjata api sebagai bahan pendorong (propelan). Selain itu, nitroselulosa juga digunakan sebagai bahan peledak tingkat rendah di pertambangan dan industri lainnya, menggantikan mesiu. Pemanfaatan penting lainnya yaitu dalam bentuk kolodion, di mana senyawa memainkan peran penting sebagai komponen dalam emulsi fotografi awal. Inovasi ini sangat merevolusi bidang fotografi selama tahun 1860-an.
Produksi
Proses mengubah selulosa menjadi nitroselulosa melibatkan kombinasi asam nitrat dan asam sulfat.[1] Kualitas selulosa yang digunakan dalam proses ini sangat penting, karena nitroselulosa kualitas lebih rendah diperoleh ketika masih terdapat hemiselulosa, lignin, pentosan, dan garam mineral. Secara kimiawi, nitroselulosa tidak diklasifikasikan sebagai senyawa nitro, melainkan sebagai ester nitrat. Unit pengulangan glukosa dalam rantai selulosa memiliki tiga gugus hidroksil (OH), yang masing-masing dapat membentuk ester nitrat. Ini berarti bahwa nitroselulosa dapat merujuk pada mononitroselulosa, dinitroselulosa, trinitroselulosa, atau campuran dari bentuk-bentuk ini. Berbeda dengan selulosa induk, nitroselulosa memiliki lebih sedikit gugus OH sehingga tidak membentuk ikatan hidrogen, yang mengakibatkan senyawa larut dalam pelarut organik seperti aseton, etil asetat, metil asetat, dan etil karbonat.[2] Nitroselulosa dinitrat biasanya digunakan dalam pembuatan pernis, sedangkan untuk bahan peledak terutama terdiri dari bentuk trinitrat.[3][4]
Persamaan kimia untuk pembentukan trinitrat adalah
3 HNO 3 + C 6 H 7 (OH) 3 O 2 H2 SO 4 → C 6 H 7 (ONO 2 ) 3 O 2 + 3 H2O
Sekitar 85% selulosa yang digunakan dalam proses tersebut diubah menjadi nitroselulosa, sedangkan sisanya hilang karena oksidasi selulosa secara menyeluruh, yang menghasilkan pembentukan asam oksalat.
Penggunaan
Selulosa nitrat terutama digunakan dalam produksi pernis dan pelapis, bahan peledak, dan seluloid.[5]
Pernis dan pelapis
Dalam hal pernis dan pelapis, nitroselulosa bersifat mudah larut dalam pelarut organik. Ketika pelarut ini menguap, mereka meninggalkan film yang fleksibel, tidak berwarna, dan transparan.[3] Pernis nitroselulosa telah banyak digunakan sebagai pelapis akhir untuk furnitur dan alat musik.[6] Pernis ini dapat digunakan sebagai pelapis bening pada gitar bercorak kayu, memberikan penampilan yang mengkilap dan berkilau. Selain itu, ketika dilarutkan dalam aseton sekitar 25%, nitroselulosa (Guncotton) membentuk pernis yang digunakan pada tahap awal finishing kayu. Pernis ini membantu menciptakan hasil akhir yang tahan lama dan sangat mengkilap.[7] Biasanya, pernis ini diaplikasikan sebagai lapisan pertama, diikuti dengan pengamplasan dan aplikasi lapisan berikutnya yang melekat padanya.
Cat kuku terbuat dari pernis nitroselulosa, karena murah, cepat kering, dan tidak merusak kulit.[8]
Bahan peledak
Penggunaan nitroselulosa dalam aplikasi bahan peledak cukup beragam. Dibandingkan dengan aplikasinya sebagai pelapis, aplikasi propelan biasanya memiliki kandungan nitrat yang lebih tinggi.[5] Nitroselulosa telah digunakan oleh Copenhagen Suborbitals dalam berbagai misi yang berkaitan dengan penerbangan luar angkasa. Bahan ini digunakan untuk membuang komponen roket atau kapsul luar angkasa dan untuk menggunakan sistem pemulihan. Namun, setelah melakukan beberapa misi dan penerbangan, ditemukan bahwa nitroselulosa tidak menunjukkan sifat eksplosif yang diinginkan di lingkungan yang hampir vakum.[9] Contohnya terjadi pada 2014 ketika pendarat komet Philae gagal menggunakan tombak karena tidak berhasil menembakkan 0,3 gram bahan bakar pendorong nitroselulosa selama pendaratan.[10]
Pranala luar
- Gun Cotton at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- Nitrocellulose Paper Video (aka:Flash paper) Diarsipkan 2009-10-14 di Wayback Machine.
- Cellulose, nitrate (Nitrocellulose)—ChemSub Online
Referensi
- ^ "How to make flash paper and flash cotton from household products". vadcpa.com/Val/Projects.php (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2022-01-11.
- ^ Williams, Marc A. (2015). Wildlife toxicity assessments for chemicals of military concern. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-12-800020-5.
- ^ a b Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ed. (2000-06-15). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-1). Wiley. doi:10.1002/14356007.a05_419.pub2. ISBN 978-3-527-30385-4.
- ^ Urbanski, Tadeusz (1965). Chemistry and Technology of Explosives. 1. Oxford: Pergamon Press. hlm. 20–21.
- ^ a b Saunders, C. W.; Taylor, L. T. (1990-09). "A review of the synthesis, chemistry and analysis of nitrocellulose". Journal of Energetic Materials (dalam bahasa Inggris). 8 (3): 149–203. doi:10.1080/07370659008012572. ISSN 0737-0652.
- ^ "What is "stand damage"?". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-03-30. Diakses tanggal 2008-01-15.
- ^ "Nitrocellulose". Dow Chemical. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-07-22. Diakses tanggal 2014-01-19.
- ^ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_219
- ^ Bengtson, Kristian von (2013-10-21). "In Space No One Can Hear your Nitrocellulose Explode". Wired.
- ^ Djursing, Thomas (13 November 2014). "ESA skrev til danske raketbyggere om eksplosiv-problem på Philae" [ESA wrote to Danish rocket builders about explosive problem on Philae]. Ingeniøren (dalam bahasa Dansk). Diakses tanggal 13 November 2014.