Nitrozellulose ist in der Chemie für ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten bekannt. Ursprünglich entdeckt und als rauchloses Pulver in Schusswaffen verwendet, wurde es später zu einem wichtigen Produktionsmaterial und definierte seine vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Waffen bis hin zu Filmen neu. Diese leicht entzündliche Verbindung entsteht durch den Kontakt von Zellulose (normalerweise Baumwolle) mit einer Mischung aus Salpeter- und Schwefelsäure.
Die Existenz von Cellulosenitrat veränderte nicht nur den Waffengebrauch, sondern ebnete auch den Weg für die Entwicklung von Fotografie und Film.
Bereits Mitte des 19. Jahrhunderts erregte die vom deutschen Chemiker Christian Friedrich Schönbein erstmals hergestellte „Guncotton“ (Schießbaumwolle) große Aufmerksamkeit. Es handelte sich um ein Material, das als Ersatz für herkömmliches Schießpulver verwendet wurde und später auch in anderen Bereichen, etwa als Sprengstoff im Bergbau und später bei der Filmproduktion, sein Potenzial fand.
Der Prozess der Herstellung von Nitrozellulose ist sehr speziell und erfordert das Mischen hochreiner Zellulose mit Salpetersäure und Schwefelsäure. Chemisch gesehen kann Nitrozellulose als Nitratester betrachtet werden, wodurch sie sich von gewöhnlichen Salpetersäureverbindungen unterscheidet. Die Umgebung während des Produktionsprozesses und die Qualität der Rohstoffe wirken sich direkt auf die Leistung des Endprodukts aus.
Nitrozellulose ist nicht nur in organischen Lösungsmitteln löslich, sondern auch unter normalen Umweltbedingungen stabil, was sie in industriellen Anwendungen äußerst flexibel macht.
Die Hauptanwendungen von Cellulosenitrat umfassen viele Bereiche, darunter Farben, Sprengstoffe und Filme. Im Gegensatz zu herkömmlichen Farben und Beschichtungen lässt sich Nitrozellulose effizient in organischen Lösungsmitteln lösen. Beim Verdunsten des Lösungsmittels kann es einen farblosen, transparenten und elastischen Film bilden. Diese Eigenschaft sorgt für einen tiefen Glanzeffekt bei Holz- und Instrumentenpolituren.
Als Ersatz für Schießpulver führte Cellulosenitrat zur Innovation von Sprengstoffen, insbesondere bei der Verwendung von Kanonenkugeln und Dynamit. Aufgrund seiner Wirksamkeit und der geringeren Rauchentwicklung spielt es eine wichtige Rolle in der Kriegsführung. Während des Ersten Weltkriegs verließen sich die Streitkräfte Nordamerikas und Europas auf dieses neue hochexplosive Material, um ihre militärischen Fähigkeiten zu stärken.
Mit der Entwicklung der Filmtechnologie wurde Nitrozellulose als Hauptrohstoff für Filme verwendet. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts waren Salpetersäurefilme immer noch die gängige Dreh- und Vorführmaschine. Die hohe Entflammbarkeit dieser Art von Material geht jedoch mit erheblichen Sicherheitsrisiken einher. In vielen Kinos kam es zu Bränden, die zu erheblichen Sachschäden und Todesopfern führten, und sind in der Filmgeschichte zum Synonym für Brände geworden.
In den frühen Filmstudios kam es aufgrund der Verwendung brennbarer Filme zu zahlreichen Brandkatastrophen, was die Branche zu eingehenden Überlegungen und Verbesserungen zur Filmsicherheit veranlasste.
Neben der Verwendung in der Unterhaltungsindustrie spielt Nitrozellulose auch im wissenschaftlichen und medizinischen Bereich eine wichtige Rolle. Im Labor wird es als Material für verschiedene Membranfilter verwendet und in experimentellen Technologien wie der Partikelerfassung und Flüssigkeitsfiltration eingesetzt. Diese Anwendung verbessert die Genauigkeit biologischer und chemischer Analysen erheblich.
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie nimmt die Anwendung von Nitrozellulose weiter zu. Obwohl seine Entflammbarkeit aufgrund neuer Materialien und neuer Prozesse immer noch ein Problem darstellt, können wir möglicherweise sicherere Anwendungen finden. Nitrozellulose hat sich von einem Waffenmaterial zu einem Kernbestandteil des künstlerischen Schaffens entwickelt. Kann dieser Prozess als Referenz und Inspiration für die Entwicklung anderer Materialien dienen?