Как сделать целлулоид

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 03.09.2024

Шарики для пинг-понга и вкладыши для придания жесткости воротничкам.

Кинопленку из целлулоида не делают уже давно. Основной ингредиент целлулоида – нитрат целлюлозы; современная же кинопленка производится из ацетата целлюлозы.

Целлулоид принято считать первым пластиком. В строго технических терминах это термопластмасса, то есть каждый раз при повторном нагревании ей можно придать практически любую форму.

Целлулоид состоит из нитрата целлюлозы и камфоры. В природе целлюлоза встречается в клеточных стенках растений. Камфору же получают из камфорного лавра; ее можно отличить по характерному запаху нафталина, шарики которого, кстати говоря, из нее и делают.

Впервые в истории целлулоид был получен в английском городе Бирмингем Александром Парксом, который запатентовал его для использования при производстве водонепроницаемой одежды. А еще целлулоид стал дешевым заменителем слоновой кости: из него начали делать бильярдные шары и искусственные зубы.

В силу своей пластичности целлулоид сделал возможным кино – ведь жесткие стеклянные пластины не проходят через проектор. Правда, с другой стороны, целлулоид – штука не только жутко горючая, но и быстро разлагающаяся, что сильно затрудняет хранение. Поэтому в наши дни использование целлулоида значительно сократилось.

На смену целлулоиду пришли более стабильные пластики: ацетат целлюлозы (получаемый из древесной массы) и полиэтилен (побочный продукт при производстве бензина).

Нитрат целлюлозы (или нитроцеллюлоза) был изобретен случайно в 1846 году Кристианом Шёнбайном – человеком, шестью годами ранее открывшим озон.

Экспериментируя на кухне с азотной и серной кислотой, Шёнбайн нечаянно разбил бутыль, вытер все это безобразие со стола хлопковым фартуком жены и повесил сушиться на печь. Но ткань тут же сгорела со взрывом – так было открыто первое новое взрывчатое вещество (самое первое, порох, изобрели еще в Древнем Китае).

Многочисленные взрывы с человеческими жертвами произошли также во Франции, России и Германии. Стабильный продукт удалось получить лишь через сорок лет, в 1889 году, когда английские химики Джеймс Дьюар и Фредерик Абель на основе нитроцеллюлозы и нитроглицерина разработали кордит.

Семью годами ранее Дьюар изобрел термос.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Что делают хамелеоны?

Что делают хамелеоны? Они вовсе не меняют свой цвет в зависимости от окружающего фона.Никогда не меняли и никогда не будут. Абсолютный миф. Полная выдумка. Наглая ложь.Окрас хамелеона зависит от его эмоционального состояния. И если цвет вдруг совпадет с окружающим фоном,

Из чего делают скрипичные струны?

Из чего делают скрипичные струны? Скрипичные струны не делают – и никогда не делали – из кошачьих жил.Это миф, пущенный в Средневековье итальянскими скрипичных дел мастерами, которые обнаружили, что идеальный материал для струн – это овечьи кишки. А чтобы защитить свое

СПЛИН ВТОРЫХ НОМЕРОВ: ЧТО ДЕЛАЮТ МЛАДШИЕ?

СПЛИН ВТОРЫХ НОМЕРОВ: ЧТО ДЕЛАЮТ МЛАДШИЕ? Раньше в королевских семьях дела обстояли гораздо проще. Старший сын наследовал отцовский трон. Принцессы предназначались для выгодных браков, а если повезёт, то и для династических союзов, призванных укрепить позиции

Винтажные украшения из пластика стали объектом цикла статей данного блога. В прошлый раз мы говорили о них в общем, а сегодня познакомимся с таким направлением, как бижутерия из целлулоида.

Целлулоид и целлюлоза

Теперь заглянем в биологию. Организмы растений и животных состоят из клеток. Клетки объединены в ткани, из тканей состоят органы, а из системы органов — собственно организм. У растений клетки отличаются от клеток животных — оболочки их клеток твердые. А это так, потому что в составе этих оболочек как раз содержится целлюлоза. Так вот, эту целлюлозу и используют при производстве целлулоида.

Нитроцеллюлоза

Вот посмотрите на формулу целлюлозы, а рядом с ней на формулу нитроцеллюлозы.

Нитроцеллюлозу изобрел немецко-швейцарский химик Кристиан Фридрих Шенбейн, причем случайно. Проводя свои химические эксперименты, он случайно разлил азотную кислоту на хлопковый фартук своей жены. Если мы вспомним что такое хлопок, то это материал, который делают из растения под тем же названием — собственно хлопок, а, следовательно, у него есть клетки с оболочками из целлюлозы. Так вот, пролив азотную кислоту, Шенбейн принялся сушить фартук и тот взорвался, потому что на фартуке его жены произошла реакция соединения азотной кислоты с целлюлозой в нитроцеллюлозу.

Справа: Длинный викторианский фартук, который мог быть у жены Кристиана Фридриха Шенбейна

В нитроцеллюлозе может быть различное содержание азота. Чем его больше, тем боле горючее и взрывоопасное вещество получится, что на протяжении долгих лет развития первых пластиков было действительно серьезной и опасной проблемой.

По количеству азота нитроцеллюлоза разделяется на две группы:

Если азота много, то это будут пироксилины, или тринитроцеллюлозы. Собственно они то и применяются для производства взрывчатого вещества – бездымного пороха.
А если азота мало, то это будет вещество коллоксилин, или динитроцеллюлоза. Это вещество тоже горюче, однако если произойдет взрыв, то его сила будет ну никак несравнима с силой от взрыва пироксилинов. Собственно при производстве целлулоида как раз и применяют это менее горючее вещество коллоксилин.

Итак, мы разобрались с тем, что же такое нитроцеллюлоза.

Как открыли целлулоид

Однако Паркс не остановился на этом и вместе с Дэниэлом Спиллом продолжил эксперименты по улучшению паркезина до целлулоида.

Параллельно с ними Американский изобретатель Джон Уэсли Хайатт так же проводил опыты с паркезином. А начал он этим заниматься, так как в 1863 году одна американская фирма, занимающаяся изготовлением шаров для бильярда, объявила, что даст 10 тысяч долларов тому, кто сможет изобрести материал, не уступающий по свойствам слоновой кости.

Так длилась эпопея борьбы химиков против опасного взрывного свойства нитроцеллюлозы и крайней хрупкости материала. Многие попытки снизить опасность приводили к потере пластичности целлулоида, то есть к тому, что он становился хрупким и быстро разрушался. То есть целлулоид был либо очень опасным, либо очень хрупким. Задача химиков состояла в том, чтобы объединить эти свойства.

Перебирая различные дополнительные компоненты, в 1869 году Хьяту удалось создать приемлемый материал. Он добавил к нитроцеллюлозе расплавленную камфору. Так материал приобрел пластичность и стало возможным придавать ему форму, а после охлаждения его так же стало возможным обтачивать и полировать.

10 тысяч, кстати, Хьяту так и не дали, целлулоид не был признан пригодным для изготовления бильярдных шаров, так как шары взрывались при соударении. Но целлулоид стали активно использовать для создания множества других изделий – линейки и расчески, игрушки и куклы (их стали изготовляться из целлулоида, а не из хрупкого фарфора), пуговицы, пряжки, ручки столовые приборы, конечно же, великолепную бижутерию и др. С помощью целлулоида создавались имитации слоновой кости, рога, эбонита, черепашьего панциря, янтаря, коралла и перламутра. Промышленно начали выпускать фото- и кинопленку. Однако такое производство в крупных масштабах длилось не слишком долго, все же целлулоид оставался достаточно легко воспламеняемым, поэтому этот материал постепенно заменяли другими пластиками.

Целлулоидные водонепроницаемые воротники, манжеты и манишки

До сих пор изготовляют из целлулоида, несмотря на горючесть, шарики для пинг-понга, некоторые части музыкальных инструментов – аккордеона и гитары.

Надо добавить, что патент на целлулоид получил, как Джон Уэсли Хьят, так и Дэниэл Спилл. И далее последовала череда судебных разбирательств по вопросу о том, кому же из них по праву принадлежит это открытие. И в 1870 году суд вынес решение, что настоящим изобретателем целлулоида является Александр Паркс.

Как проходит производство целлулоида

Целлулоидный завод в Нью-Джерси, Ньюарк

Типичный целлулоид состоит из 70-80% нитроцеллюлозы, до 30% камфоры, от 0 до 14% красителей, от 1 до 5% этилового спирта, а так же стабилизаторов и других агентов, повышающих стабильность и снижающих воспламеняемость.

Производство происходит в несколько этапов.

Преобразование сырой целлюлозы в нитроцеллюлозу путем нитрирования. Целлюлозные волокна взаимодействуют с водным раствором азотной кислоты.
Промывка полученного продукта, чтобы смыть свободные кислоты, которые не вступили в реакцию с волокнами целлюлозы. В это же время добавляют раствор 50% камфары в спирте.
Массу перемешивают и прессуют в блоки при высоком давлении.
В конце концов, из полученного материала изготавливают необходимые формы.

Нитрирование целлюлозы крайне легковоспламеняющийся процесс, и не были редкостью взрывы на заводах. После череды взрывов были закрыты практически все фабрики по производству целлулоида, остались вроде бы только две — в Китае.

Сегодня предметы, сделанные из целлулоида, являются коллекционными, особенно ценится их хорошее состояние. Ведь целлулоид может испортиться в силу целого ряда причин. Из-за неустойчивого давления при производстве целлулоида, некоторые молекулы камфоры могут быть отторгнуты из общей массы материала, а в дальнейшем при воздействии окружающей среды они могут сублимировать, то есть прейти в газообразное состояние из твердого, и пластик станет в тех местах, где остались только молекулы нитроцеллюлозы, очень хрупким. Со временем целлулоид может потрескаться так же под воздействием ультрафиолетового света, избыточной влажности, высокой температуры. Изделия из целлулоида часто желтеют по прошествии лет.

Характеристики бижутерии из целлулоида

Украшения из целлулоида очень легкие. Могут целиком состоять из целлулоида, либо быть полыми. Бижутерия из целлулоида может быть практически любого цвета, в том числе прозрачной или черной.

Тест целлулоида

Под воздействием температуры целлулоид испускает запах камфоры. Однако, так как этот материал очень легко портится при нагревании, важно задуматься, стоит ли того проверка. Кроме того, появлению камфорного запаха может противостоять присутствие какого-либо покрытия на поверхности целлулоида. Наверное, лучше всего использовать внешние характеристики для определения этого материала.

Существует еще один материал – ацетат целлюлозы, его часто путают с целлулоидом. Он был создан как альтернатива воспламеняющемуся целлулоиду. Он появился на рынке в 1930-е годы. Ацетат целлюлозы не горюч, однако сильно портится при воздействии воды в течение длительного времени. Поверхность, как и у целлулоида, подвержена растрескиванию в результате действия света в течение долгого времени. При производстве украшений из ацетата целлюлозы формы должны быть обязательно отлиты, их невозможно вырезать.

Ювелирные украшения Lea Stein из целлулоида — слева и из ацетата целлюлозы — дракон справа

Коллекционные ювелирные украшения Lea Stein сначала были сделаны из целлулоида, а потом фирма перешла к использованию ацетата целлюлозы в качестве базового материала. Теперь существует путаница, часто некоторые вещи описывают как целлулоид, когда это не так. То же происходит и с подобной бижутерией других фирм.

Ювелирные украшения Lea Stein из ацетата целлюлозы

Украшения из ацетата целлюлозы схожи с украшениями из целлулоида по весу, похожи они и по внешнему виду. Как и целлулоидные они могут быть сплошными или полыми. Но, в противоположность целлулоидным, не могут быть вырезаны, а должны быть обязательно отлиты. Украшения из ацетата целлюлозы могут быть окрашены в очень яркие цвета, целлулоидные же — всегда (за исключением красного) имеют приглушенные тона. Под воздействием температуры на ацетат целлюлозы будет выделяться уксусный запах, а не запах камфоры.

Итак, сегодня мы попытались разобраться с таким винтажным материалом для бижутерии как целлулоид. Продолжение следует.

slavert писал(а): Вроде все крупные фирмы которые реактивы продают продают из каталогов западных фирм

Заблуждение. У большинства есть связи с российскими и СНГовскими производителями. Баночки некрасивые, но качество не хуже.
Конечно по желанию заказчика поставят из любого каталога. По соответствующей цене.

Спасибо всем большое за ответы!

нее, шарики не подойдут, к сожалению
Нужен прозрачный материал.

Неужели, в Москве и Питере нигде не продают такую ерунду, как целлулоид.

Я звонила в разные конторы, говорят, что боятся им заниматься, т.к. горючий очень

А чем его можно заменить?

Проще самому сделать, это элементарно. Сколько там процентов азота надо, 10 или 11? Не помню точно. С 13-14% это будет пироксилин, тоже нетрудно. А целлулоид это та же нитроклетчатка с 9-10% N флегматизированная и пластифицированная камфорой и еще чем-то, далее механически прокрученная в механизмах аналогичных на макаронных фабриках .

Гретхен писал(а): Может обратиться к тем, кто ее использует?
Знаю, где используют коллаксилин, если надо.

Я кроме старой видеопленки, теннисных шариков и ручек (может, уже не делают), больше не знаю
Буду очень признательна, если подскажете.
По-моему, все стараются не использовать
А что такое коллаксилин? я не химик

Правда так просто? Дело в том, что из этого целлулоида по старой технологии планируется делать мембранки, которые должны обладать строго определенными свойствами (какими точно - не известно).
Эта технология разрабатывалась долгое время, а мы сейчас пытаемся возродить производство, используя её. В ней написано взять конкретный целлулоид по ГОСТУ.
Поэтому меня несколько смущает предложение самим сделать.

В 1845 году швейцарский химик немецкого происхождения Кристиан Шёнбейн открыл пироксилин – нитроцеллюлозу. Легенда гласит, что он пролил азотную кислоту на хлопковый фартук и, решив высушить его на печке, стал свидетелем взрывного сгорания. Как бы то ни было, нитроцеллюлоза вскоре нашла свое применение в аптечном растворе коллодии, который предназначался для заклеивания небольших ран и царапин. Первым догадался использовать коллодий для других целей британский изобретатель Александр Паркс.

Сейчас, когда практически каждый человек может взять в руки кий и сыграть в бильярд, нам сложно представить, что всего лишь полтора столетия назад это было элитарным и недоступным большинству развлечением. Дело в том, что существовал лишь один, очень дорогой материал для изготовления бильярдных шаров — слоновая кость. Изменил ситуацию один изобретательный помощник печатника, заодно положив начало истории термопластиков, сыгравших (и до сих пор играющих) огромную роль в истории нашей цивилизации.

В 1863 году 23-летний американец, помощник печатника Джон Уэсли Хайат, на счету которого было уже два изобретения — точилки для ножей и ножниц, заинтересовался объявлением в газете: крупнейший американский производитель бильярдных шаров, компания Phelan and Collander, обещала $10 000 тому, кто найдет приемлемую замену слоновой кости. Хайат не знал о химии почти ничего, но принял вызов и начал эксперименты по смешиванию шеллака, опилок, клочков бумаги и многого другого. Уже в 1865 году он получил первый патент на свой материал и вместе с помогавшим ему братом основал компанию Hyatt Billiard Ball Company.

Впрочем, его бильярдные шары весьма отдаленно напоминали слоновую кость. Но однажды в печатной мастерской он обратил внимание на бутылочку с высохшим коллодием, отметив его консистенцию и твердость. Он попробовал покрывать свои шары смесью коллодия и костяной пыли, а также внес еще несколько усовершенствований, сделав шары более круглыми. И в 1869 году, по-прежнему действуя методом проб и ошибок, он добавил в коллодий камфору — вещество, добываемое из камфорного лавра. Получившийся материал почти идеально имитировал слоновую кость и к тому же оказался термопластичным — собственно, это и был первый в мире полусинтетический термопластик, названный целлулоидом. История умалчивает, получил ли Хайат обещанную премию, но уж слоны-то точно были благодарны изобретателю.

Читайте также: