Nitrocelulóza: definice, výroba, použití a rizika (nitrátový film)

Nitrocelulóza: co to je, jak se vyrábí, kde se používá a jaká rizika nese (nitrátový film). Přehled historie, bezpečnosti a praktických aplikací.

Nitrocelulóza (také: nitrát celulózy, bleskový papír) je vysoce hořlavý ester celulózy vznikající nitrací celulózy působením kyseliny dusičné nebo jiného silného nitračního činidla. V závislosti na stupni nitrace se mění její vlastnosti: při vysokém obsahu nitroskupin může mít charakter výbušniny (např. střelná bavlna, známá i jako guncotton), při nižším stupni se používá jako pojivo nebo lak. Pokud se používá jako hnací plyn nebo výbušnina nízkého řádu, bývá označována také jako střelná bavlna. Nitrocelulóza může být změkčena kafrem, což se tradičně využívalo při výrobě filmových podložek a některých plastických hmot. Společnost Kodak a další výrobci používali plastifikovanou nitrocelulózu jako filmový základ pro fotografické, rentgenové a kinematografické filmy; běžně se tomuto materiálu říká nitrátový film. Po sérii požárů a samovznícení nitrátových filmů od 30. let 20. století postupně nastoupily bezpečnější materiály; u rentgenových filmových pásů se bezpečnostní filmy uplatnily již dříve a pro kinofilm se přechod prakticky dokončil po roce 1948.

Vlastnosti a rozdělení

Nitrocelulóza je organická sloučenina, která je silně oxidovaná a jako taková má zvýšenou chemickou reaktivitu. Hlavní vlastnosti:

• velmi snadno hoří a při rychlém spalování může i explodovat;
• rozklad produkuje toxické a dráždivé plyny (zejména oxidy dusíku), často i kyselé produkty;
• fyzikální vlastnosti (tvrdost, pružnost, rozpustnost) závisí na stupni nitrace a na použitých plastifikátorech (např. kafr);
• nízkonitrátové formy se používají v lécích, lacích a plastických výrobcích, vysoce nitrátové jsou vojensky využitelné jako střelné prachy nebo výbušniny.

Výroba

Nitrocelulóza vzniká reakcí celulózy s nitračním činidlem (nejčastěji směsí kyseliny dusičné a sírové). Proces spočívá v náhradě hydroxylových skupin celulózy nitroskupinami. Kontrolou poměru reagencií, teploty a délky reakce se stanoví výsledný stupeň nitrace. Po reakci následuje pečlivé vprání a neutralizace zbytkových kyselin; nedostatečné vyprání může vést k dlouhodobé nestabilitě a samovolnému rozkladu.

Použití

Nitrocelulóza měla a má široké použití:

• vojenství: střelný prach a některé výbušniny (střelná bavlna);
• filmový průmysl: nitrátové filmové podložky pro fotografie, rentgenové snímky a kinematografii (historicky velmi rozšířené);
• průmysl laků a nátěrových hmot: rychleschnoucí nitrocelulózové laky a barvy;
• výroba plastů a kompozitů: některé formy celluloidu a plastifikované materiály;
• historické a laboratorní použití: kolodion, dekorativní předměty apod.

Nitrátový film – historie a rizika

Nitrátové filmové podložky byly standardem v první polovině 20. století kvůli dobré obrazu a mechanickým vlastnostem. Nicméně nitrátový film má zásadní bezpečnostní nevýhodu: je silně hořlavý, může se při nesprávném skladování samovznítit a hoření je velmi intenzivní. Početné požáry archivů a kinosálů vedly k postupnému nahrazování nitrátového materiálu bezpečnějšími alternativami (např. acetátové a později polyesterové podložky). Nitrátové filmy také chemicky degradují – uvolňují kyseliny a oxidy dusíku, ztmavují, stávají se křehkými, lepí se a mohou se změnit v lepkavou nebo práškovou hmotu.

Požární a toxikologická rizika

Při hoření nitrocelulózy vznikají toxické plyny (oxidy dusíku a další dráždivé produkty), plamen hoří velmi horko a rychle a klasické hasiči techniky mohou být méně účinné. Nitrocelulóza navíc může fungovat částečně jako oxidační činidlo ve směsích, což zvyšuje riziko prudkého vzplanutí. Při manipulaci je proto nutné počítat s rizikem exploze nebo prudkého vzplanutí, zejména u suché, práškové nebo dobře odtučněné látky.

Skladování, konzervace a likvidace

• archivy a muzea: nitrátové filmy by měly být izolovány od ostatních sbírek, skladovány v chladných, suchých a dobře větraných prostorech v nehořlavých, ventilovaných skříních;
• monitorování: pravidelné kontroly stavu filmu (zápach, zabarvení, lepkavost, uvolňování plynů);
• konzervace: profesionální konzervátoři mohou provádět demateriální transfer (přepisy na bezpečnostní nosiče), chemickou stabilizaci je však obtížné provést doma;
• likvidace: nitrátové materiály by měly likvidovat specializované firmy v souladu s legislativou o nebezpečných odpadech – nikdy nevhazovat do běžného odpadu nebo spalovat bez odborného dohledu.

Identifikace a bezpečnostní opatření

Nitrocelulózu lze rozpoznat podle několika znaků: charakteristický ostrý zápach rozkládajících se alkalických nebo dusíkatých plynů, hnědnutí a křehnutí filmu, zvýšená teplota samostatně skladovaných svazků. Speciální testy (např. chemické reakce, infračervená spektroskopie) provádějí laboratoře a paměťové instituce. Při práci s podezřelými materiály používejte ochranné pomůcky, minimální manipulaci a v případě starých filmů kontaktujte konzervační odborníky nebo hasičské autority při nálezu většího množství.

Moderní náhrady a právní rámec

V současnosti se nitrátový film téměř nepoužívá pro nové produkty; nahradil jej acetátový „safety“ film a později stabilní polyesterové podložky, které nabízejí vyšší bezpečnost a chemickou stálost. Právní a archivní normy mnohých zemí ukládají pravidla pro skladování a manipulaci s nitrátovými materiály a často vyžadují profesionalizovanou obnovu kulturního dědictví z těchto nosičů.

Praktické doporučení

• nepokoušejte se sami opravovat nebo čistit staré nitrátové filmy bez konzultace s odborníkem;
• při podezření na přítomnost nitrátového materiálu informujte knihovnu, archiv nebo specializovanou firmu;
• neukládejte nitrátové materiály dohromady se snadno vznětlivými látkami (rozpouštědla, papír, textilie);
• zajišťujte pravidelnou digitalizaci cenných snímků a dokumentů jako ochranu proti ztrátě.

Nitrocelulóza hrála důležitou roli v historii techniky i umění, ale kvůli své nebezpečnosti vyžaduje zvláštní zacházení. Informovaná prevence, odborné skladování a přechod na bezpečnější materiály jsou klíčem k ochraně sbírek i bezpečnosti lidí.

Hledání podle dopisu