Nitrocellulose
Ứng dụng > Đạn

Năm 1832, Henri Braconnot phát hiện rằng axit nitric khi kết hợp với các tinh bột hoặc sợi gỗ sẽ tạo ra một vật liệu nổ dễ bay hơi, mà ông gọi là xyloïdine[3]. Một vài năm sau đó vào năm 1838, một nhà hóa học người Pháp, Théophile-Jules Pelouze (giáo viên của Ascanio Sobrero và Alfred Nobel), đã xử lý giấy và các tông theo cùng cách đó. Jean-Baptiste Dumas thu được một chất liệu tương tự, mà ông gọi là nitramidine[5][5]. Những chất này có tính chất không ổn định và thực tế không phải là thuốc nổ.
Tuy nhiên, vào khoảng năm 1846, Christian Friedrich Schönbein, một nhà hóa học Đức-Thụy Sĩ, đã phát hiện ra một giải pháp thiết thực hơn.
Khi đang làm việc trong nhà bếp tại nhà của mình ở Basel, Christian Friedrich Schönbein đã bị đổ một chai axit nitric cô đặc vào bàn ở bếp. Anh ta đã lấy cái khăn gần đó nhất, một chiếc tạp dề bằng vải bông, và lau nó lên chiếc bàn. Ông treo cái tạp dề trên cửa bếp và chờ khi nó khô. Ngay khi trời khô, có một tia chớp xuất hiện trước khi chiếc tạp dề cháy. Phương pháp điều chế của ông là phương pháp đầu tiên được bắt chước rộng rãi - một phần của bông vải mịn được ngâm trong 15 phần của sự hòa trộn giữa axit sunfuric và axit nitric. Sau hai phút, bông được loại bỏ và rửa sạch trong nước lạnh để thiết lập mức độ este hóa và loại bỏ tất cả các axit dư lượng. Sau đó, nó được sấy khô ở nhiệt độ dưới 40 °C (khoảng 100 °F). Schönbein hợp tác với giáo sư Rudolf Christian Böttger, người đã tự mình khám phá ra quá trình này trong cùng một năm. Giáo sư F. J. Otto của Brunswick cũng đã sản xuất Guncotton vào năm 1846 và là người đầu tiên xuất bản quy trình này, điều này phần lớn là sự thất vọng của Schönbein và Böttger.
Quá trình này sử dụng axit nitric để biến cellulose thành cellulose nitrate và nước:
Axit sulfuric
là một chất xúc tác để tạo ra ion nitronium, NO2 +. Phản ứng này là được thực hiện đầu tiên và được tiến hành bằng cách thay thế electrophilic tại các  C-OH của cellulose.
Guncotton được làm bằng cách xử lý bông (dùng làm nguồn xenlulozo) với axít sulfuric đậm đặc và 70% axit nitric làm lạnh đến 0 °C để sản xuất cellulose trinitrat. Trong khi guncotton rất nguy hiểm để cất giữ, những nguy hiểm đó có thể được hạn chế  bằng cách cất trữ nó với nhiều chất lỏng khác như rượu. Vì lý do này, các điều khoản về sử dụng súng ống từ những năm đầu của thế kỷ 20 đề cập đến "guncotton ướt".
Sức mạnh của nitrocellulose làm cho nó trở nên thích hợp cho việc tạo nổ mìn. Nó đã có khoảng sáu lần khí phát ra một khối lượng bột đen tương ứng và sản xuất ít khói hơn và ít nóng hơn.
Quyền sản xuất guncotton đã được John Hall & Son đưa ra vào năm 1846, và một năm sau đó, sản xuất công nghiệp của thuốc nổ đã bắt đầu tại một bộ phận nhà máy sản xuất tại nhà máy Marsh Works của Faversham ở Kent, nước Anh. Tuy nhiên, quá trình sản xuất không được hiểu đúng cách và chỉ có một vài biện pháp an toàn được đưa ra. Một vụ nổ nghiêm trọng vào tháng 7 năm đó đã giết chết gần hai chục công nhân, dẫn tới việc đóng cửa nhà máy ngay lập tức. Sản xuất Guncotton đã ngừng hoạt động trong hơn 15 năm cho đến khi một quy trình an toàn hơn có thể được phát triển.
Nghiên cứu sâu hơn cho thấy tầm quan trọng của việc rửa bông cẩn thận. Nitrocellulose không được tẩy rửa (đôi khi được gọi là pyrocellulose) có thể tự nhiên bốc cháy và nổ ở nhiệt độ phòng, vì sự bốc hơi nước dẫn đến nồng độ axit không phản ứng.
Nhà hoá học người Anh Frederick Augustus Abel đã phát triển quy trình an toàn đầu tiên cho sản xuất súng ống, ngay sau đó ông đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1865. Thời gian giặt và sấy nitrocellulose đã kéo dài đến 48 giờ và lặp đi lặp lại tám lần. Hỗn hợp axit đã được thay đổi thành hai phần axit sulfuric thành một phần nitric. Nitrat có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nồng độ axit và nhiệt độ phản ứng. Nitrocellulose hòa tan trong hỗn hợp rượu và ete cho đến khi nồng độ nitơ vượt quá 12%. Nitrocellulose hòa tan, dung dịch của nó đôi khi được gọi là collodion.
Guncotton có chứa hơn 13% nitơ (còn được gọi là nitrocellulose không hòa tan) được điều chế bằng cách tiếp xúc kéo dài với các axit nóng, cô đặc để sử dụng một cách hạn chế để làm chất nổ hoặc đầu đạn hạt nhân của vũ khí dưới nước như mìn hải quân và ngư lôi.  Sản xuất súng ngắn an toàn và lâu dài bắt đầu tại nhà máy sản xuất thuốc súng hoàng gia Waltham ở những năm 1860, và vật liệu này nhanh chóng trở thành chất nổ chiếm ưu thế, trở thành tiêu chuẩn cho đầu đạn quân sự, mặc dù nó vẫn có đủ sức mạnh để sử dụng làm nhiên liệu phóng. Các hỗn hợp collodion ổn định hơn và chậm hơn cuối cùng đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng các axit ít đậm đặc hơn ở nhiệt độ thấp hơn đối với bột không khói trong vũ khí. Bột không khói đầu tiên được làm từ nitrocellulose, dùng cho súng và pháo binh, được nhà chế tạo Pháp Paul Vieille sáng tạo ra vào năm 1884.
Jules Verne xem sự phát triển của súng ngắn vô cùng lạc quan. Ông đã nhắc đến chất này nhiều lần trong tiểu thuyết của mình. Những người phiêu lưu trong tiểu thuyết của ông đã mang vũ khí sử dụng chất này. Tham khảo đáng chú ý nhất là ở trong tác phẩm From the Earth to the Moon của ông, trong đó súng ngắn đã được sử dụng để phóng một quả đạn vào không gian.