Zelluloid - Zellulosenitrat - Celluloid - Nitrocellulose
Zelluloid
Geschichte und
Entwicklung
Verwendung
Tischtennisball
Die hohe Elastizität, die beim Aufschlag auf den Tisch weniger als 5% der Bewegungs-Energie verbraucht, ist nur mit sehr wenigen Materialien zu erreichen. Bis vor 20 Jahren waren deshalb diese Bälle in aller Welt aus Zelluloid - dem ersten Kunststoff überhaupt. Dieser Kunststoff lässt sich weder giessen noch in Formen spritzen oder in Formen aufblasen. Das machte die Herstellung viel aufwendiger, als man dem unscheinbaren Ball ansieht.
Dazu gefährlich! Denn Zelluloid ist nichts anderes als Schiessbaumwolle mit Kampher gemischt. Zelluloid ist höchst feuergefährlich. Es entzündet sich selbst bei Temperaturen über 150 °C. Schwelt es, statt zu brennen, gibt es Blausäure ab: Ein Tischtennisball genügt für eine tödliche Dosis.
Zellulosenitrat
Herstellung
Eigenschaften
Verwendung
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Zelluloid
Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme (Thermo-) plastisch (plaste) verformen lassen.
Als Zelluloid bezeichnet man eine Gruppe von Verbindungen, die aus Nitrozellulose und Kampfer hergestellt werden. Zelluloid wird als das erste Thermoplast angesehen. Man kann es leicht schmelzen und formen. Mit diesem Kunststoff war man erstmalig in der Lage, Imitate von Luxusartikeln aus Naturstoffen wie Elfenbein, Ebenholz, Hornsubstanz, Schildpatt oder Perlmutt in Massenfertigung (Spritzgusstechnik) herzustellen.
Geschichte und Entwicklung
Das erste Zelluloid wurde 1856 von Alexander Parkes hergestellt, der es aber nie schaffte, seine Erfindung (Parkesin) zu verwerten. Der Name Zelluloid entstand aus der 1870 registrierten Handelsmarke "Celluloid" der Celluloid Manufacturing Company, die die Zelluloide herstellte, die durch die Patente von John Wesley Hyatt geschützt waren. Hyatt hatte vergeblich nach einem preiswerten Ersatzmaterial für das Elfenbein von Billardkugeln gesucht und dabei einen Prozess entwickelt, bei dem Hitze und Druck die Herstellung vereinfachten.
In den späten 1880er Jahren wurden Zelluloide als fotografische Filme entwickelt. Hannibal Goodwin (1887) und die Eastman Company (1888) erhielten beide Patente für einen Zelluloidfilm, aber Goodwin und die Investoren, denen er später seine Patente verkaufte, gewannen 1898 ein Patentverletzungsverfahren gegen die Eastman Kodak Company.
Verwendung
Mit der Entwicklung des Zelluloidfilms wurde der Grundstein für den fotografischen Film im heutigen Verständnis des verbreiteten Kleinbild- und Rollfilms gelegt, der nun in Konkurrenz zur fotografischen Platte trat und schliesslich zur Entwicklung von Kinofilmen führte.
Als Thermoplaste fanden die Zelluloide eine breite Anwendung im 19. und in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Aus diesem Material stellte man unter anderem Messergriffe, Kugelschreibergehäuse und Spielzeug her. Leider war es leicht brennbar und verwitterte, weshalb es durch Zellulose-Acetat-Kunststoffe und Mitte des 20. Jahrhunderts durch Polyethylen ersetzt wurde.
Ein typisches Zelluloid enthält etwa 70 bis 80 Teile Nitrozellulose, auf 11% Stickstoff nitriert, 30 Teile Kampfer, 0 bis 14 Teile Farbstoff, 1 bis 5 Teile Ethylalkohol sowie weitere Stabilisatoren und Zusätze, die den Kunststoff haltbarer und flammresistenter machen.
Eines der letzten Produkte, welches man aus Zelluloid herstellt, sind Tischtennisbälle.
| Siehe auch: | Geschichte der Fotografie George Eastman |
Kategorien: | Fototechnik Kunststoff Filmtechnik |
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.
Eigenschaften
Zellulosenitrat verbrennt an der Luft blitzartig (Deflagration), eingeschlossen kommt es zu einer Explosion (Detonation). Dabei verbrennt 1 kg Schiessbaumwolle zu 850 l Gas und das bei einer Detonationsgeschwindigkeit von 6300 Metern pro Sekunde. Es ist ausserdem sehr schlagempfindlich.
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 die Tischtennis-Bälle aus Zelluloid hergestellt.
In Aceton, Essigsäureethylester und anderen Lösungsmitteln gelöst kommt Nitrozellulose als das namensgebende Bindemittel in Nitrolack zum Einsatz.
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.
