首页>首页热点>硝化纤维素能自燃吗?

硝化纤维素能自燃吗?

作者:杨向宏,副董事长,江苏伊斯特威尔供应链股份有限公司   |  发表于:2018-01-10   |  关键词:硝化棉,增塑剂,油墨,

硝化纤维素是硝酸和纤维素(主要是棉花或木浆)作用后,硝基取代纤维素分子羟基上的氢而生成的一种化合物,俗称硝化棉。1838年,T·J·佩卢兹首先发现棉花在硝酸中浸过之后可以爆炸,这是世界上第一次发现纤维素酯类衍生物的存在;1845年,德国化学家C.F.舍恩拜因(Schonbein)将棉花浸于硝酸和硫酸混合液中,然后洗掉多余的酸液,从而发明出硝化纤维素,业界普遍认为这才是成功制备的硝化纤维素。

硝化纤维素在常温下能自行缓慢分解的物质,这种不断的分解将使其逐渐变质,甚至可能引起自燃爆炸。硝化纤维素能自行分解引起自燃爆炸,听着都吓人吧。其实不然,经过安定处理的硝化纤维素,在良好的贮存条件下,其分解速度很缓慢,不易察觉,其安定性好,长期保存也不会出现分解自燃。或许有人会问:2015年天津港“8.12”事故是怎么回事?

图片1.png 

图1 天津港环发 4 号监控视频

事故调查最终认定直接原因是:瑞海公司危险品仓库运抵区南侧集装箱内的硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥,在高温(天气)等因素的作用下加速分解放热,积热自燃,引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧,导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。

图片2.png 

图2 大量硝化棉燃烧的图像

上图2是大量硝化棉的燃烧爆炸的现象,可以感觉出硝化纤维素燃烧的威力很强,怎样才能不自燃呢?下面给大家说说:

首先硝化纤维素需经过安定处理。因为硝化纤维素在制造过程中会伴生不安定杂质(如残酸、纤维素硫酸酯、硝硫混合酯和各种硝化糖类),这些不安定杂质容易分解,而分解产物催化作用和硝化纤维素自身存在的自动催化分解作用,加速了硝化纤维素的分解速度。只有将硝化纤维素经过安定(湿润剂)处理,彻底除去不安定的杂质,使硝化纤维素自身的催化作用发生缓慢,硝化纤维素才能安定长期储存。无论硝化纤维素用于涂料、油墨、赛璐珞制品、硝基漆行业还是军品火药中,其安定处理是必不可少。这个安定处理过程是生产厂家在产品出厂前必须处理的过程,用户大可不必担心其安定性。

其次严禁与酸接触。成品硝化纤维素若含有少量或大量的酸,会引起局部的酸浓度过大,造成脱硝水解,水解产物又促使硝化纤维素进一步分解,这种自动催化过程反复进行,最终会导致硝化纤维素燃烧爆炸。本人曾经在硝化棉理化分析室遇到两次因硝化棉接触酸而燃爆的现象:一次是我们的分析人员将含浓硝酸的碎坩埚丢入废硝化棉桶内,硝酸加速了部分硝化棉的分解而自燃,最后引起了整桶废硝化棉瞬间燃烧爆炸;还有一次也是分析人员在收集废硝化棉运输到销毁场的途中,发生了废硝化棉燃烧爆炸,导致运废硝化棉的分析员脸部烧伤,主要原因是有人在收集废硝化棉时将带硝硫混酸的废纸混装进废硝化棉中。两次废硝化棉燃烧事故给我们敲响了警钟:严禁硝化棉与酸接触。

硝化纤维素必须保持一定的湿润剂。由下图3产品的安全标签可看出工业用硝化纤维素要求含水或醇25%,也就是湿润剂含量≥25%,湿润剂含量在25%以上硝化纤维素是安全的;为了防止湿润剂挥发或蒸发、硝化纤维素干燥,容易着火燃烧甚至爆炸,产品的安全技术标签还要求保持容器密闭完好。在硝化纤维素大分子中,存在着两个最弱的键,一个是O-NO2,另一个是糖苷键C-O-C。当外界(光、热、辐射、机械)给予硝化纤维素能量时,个别分子、基本环节和官能团当振动到一定程度时,会在最弱键处发生断裂,并引起大分子基本环节的明显破裂而产生分解,硝化纤维素大分子在分解的同时放出热量,分解产物又使硝化纤维素进一步分解,进而催化、加速了硝化纤维素的分解。故要求产品的容器密闭完好、在运输、贮存中保持25%以上的润湿剂含量,是为了防止外界作用加速硝化纤维素分解发生自燃爆炸。

图3 产品的安全标签

还有一种办法就是改变硝化纤维素的形态。由于硝化纤维素是一种白色纤维状固体,其比重小(仅为1.65~1.67),堆积密度也小(0.1g/cm3),运输成本高。并且属于危险化学品,采取的安全措施为:搬运、运输、贮存时包装物密闭完好,不得有洒落,防止阳光直射,远离明火、热源、火花,库区、厂区、运输车禁止吸烟。为确保硝化纤维素产品的运输安全,可以加入增塑剂塑化压片制得硝基漆片,或加入溶剂溶解制得硝化棉溶液,这两种类型的硝化纤维素产品安全性更高。由于硝化棉主要用于涂料制造(硝基漆),并且主要用于对漆膜要求柔软的木器漆,有些客户直接采购加了醋酸丁酯溶剂的浆料,以进一步降低加工过程危险性。

总之,经过安定处理的硝化纤维素,保持一定的湿润剂含量,并远离火源、热源,防止与酸接触;也可以加入增塑剂、溶剂改变形态,硝化纤维素就不会产生自燃。



免责声明:PCI CHINA 刊登此信息目的在于传播有价值的资讯,并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责。

凡注明“来自***”的信息均转载自其他企业或媒体,未注明来源的均为本网站信息,若转载请标明信息来源。

如您(单位或个人)认为本网站信息有侵权嫌疑,请立即通知我们,我们会第一时间予以处理。投诉电话:021-63330672