La cellulose est traitée avec de l’acide sulfurique et du nitrate de potassium pour donner du mononitrate de cellulose. En 1855, le premier plastique synthétique, la nitrocellulose (marque Parkesine, brevetée en 1862), a été créé par Alexander Parkes à partir de cellulose traitée avec de l’acide nitrique et un solvant. En 1868, l’inventeur américain John Wesley Hyatt a développé une matière plastique qu’il a nommée Celluloïd, améliorant l’invention de Parkes en plastifiant la nitrocellulose avec du camphre afin qu’elle puisse être transformée en forme finie et utilisée comme film photographique. Il a été utilisé commercialement comme « celluloïd », un plastique hautement inflammable qui, jusqu’au milieu du XXe siècle, a servi de base aux laques et aux films photographiques.
Le 2 mai 1887, Hannibal Goodwin a déposé un brevet pour « une pellicule photographique et son procédé de production… surtout en relation avec les caméras à rouleaux », mais le brevet n’a été délivré que le 13 septembre 1898. Entre-temps, George Eastman avait déjà commencé la production de films en rouleau en utilisant son propre procédé.
La nitrocellulose a été utilisée comme première base de film flexible, à partir des produits Eastman Kodak en août 1889. Le camphre est utilisé comme plastifiant pour le film de nitrocellulose, souvent appelé film de nitrate. Le brevet de Goodwin a été vendu à Ansco, qui a poursuivi avec succès Eastman Kodak pour violation du brevet et a reçu 5 000 000 $ en 1914 à Goodwin Film.
Le film de nitrate a été utilisé pendant un certain temps pour la photographie aux rayons X, là où sa nature dangereuse était la plus aiguë, ainsi en 1933, est devenu désaffecté à ces fins, ainsi que ses utilisations pour les films cinématographiques en 1951, quand il a été remplacé par un film d’acétate de cellulose (communément appelé film de sécurité). L’allumage du film radiographique à la nitrocellulose a été la cause de l’incendie de la Cleveland Clinic de 1929 à Cleveland, dans l’Ohio, qui a coûté la vie à 123 personnes pendant l’incendie et à un certain nombre de personnes qui ont été secourues mais sont décédées quelques jours plus tard à cause de l’inhalation de fumée toxique.
L’utilisation de films à base de nitrocellulose pour le cinéma a conduit à l’exigence de salles de projection ignifuges avec des revêtements muraux en amiante. Un film de formation pour les projectionnistes comprenait des images d’un allumage contrôlé d’une bobine de film de nitrate, qui continuait à brûler lorsqu’elle était complètement immergée dans l’eau. Une fois brûlé, il est extrêmement difficile à éteindre. Contrairement à de nombreux autres matériaux inflammables, la nitrocellulose n’a pas besoin d’air pour continuer à brûler, car le matériau contient suffisamment d’oxygène dans sa structure moléculaire. Pour cette raison, l’immersion d’un film brûlant dans l’eau peut ne pas l’éteindre et pourrait en fait augmenter la quantité de fumée produite. En raison de mesures de sécurité publique, le métro de Londres a interdit le transport de films sur son système jusqu’à bien après l’introduction du film de sécurité.
Les incendies de cinéma causés par l’inflammation de pellicules à base de nitrocellulose ont été la cause de la tragédie du cinéma Dromcolliher de 1926 dans le comté de Limerick, qui a fait 48 morts, et de la catastrophe du cinéma Glen de 1929 à Paisley, en Écosse, qui a tué 69 enfants. Aujourd’hui, la projection de films à base de nitrate est rare et normalement très réglementée et nécessite des mesures de précaution étendues, y compris une formation supplémentaire en matière de santé et de sécurité des projectionnistes. Les projecteurs certifiés pour faire fonctionner des films en nitrate ont de nombreuses précautions, parmi lesquelles le chambrage des bobines d’alimentation et de reprise dans des couvercles métalliques épais avec de petites fentes pour permettre au film de traverser. Le projecteur est modifié pour accueillir plusieurs extincteurs avec des buses dirigées vers la porte du film. Les extincteurs se déclenchent automatiquement si un morceau de tissu inflammable placé près de la porte commence à brûler. Bien que ce déclenchement endommagerait ou détruirait probablement une partie importante des composants de projection, il empêcherait un incendie qui pourrait causer des dommages beaucoup plus importants. Les salles de projection peuvent être tenues d’avoir des couvercles métalliques automatiques pour les fenêtres de projection, empêchant la propagation du feu à l’auditorium. Le théâtre Dryden du musée George Eastman est l’un des rares théâtres au monde à pouvoir projeter en toute sécurité des films au nitrate et à présenter régulièrement des films au public.
On a constaté que la nitrocellulose se décomposait progressivement, libérant de l’acide nitrique et catalysant davantage la décomposition (éventuellement en une poudre inflammable). Des décennies plus tard, le stockage à basse température a été découvert comme un moyen de retarder indéfiniment ces réactions. On pense que la grande majorité des films produits au début du 20e siècle ont été perdus soit à cause de cette désintégration accélérée et auto-catalysée, soit à cause des incendies d’entrepôts de studios. La récupération de vieux films est un problème majeur pour les archivistes de films (voir conservation de films).
La base de film de nitrocellulose fabriquée par Kodak peut être identifiée par la présence du mot « nitrate » en lettres sombres le long d’un bord; le mot seulement en lettres claires sur un fond sombre indique une dérivation d’un négatif original à base de nitrate ou d’une impression en projection, mais le film en main lui-même peut être un négatif d’impression ou de copie ultérieur, réalisé sur un film de sécurité. Le film d’acétate fabriqué à l’époque où les films de nitrate étaient encore utilisés était marqué « Sécurité » ou « Film de sécurité » le long d’un bord en lettres sombres. 8, 9.Les stocks de films de 5 et 16 mm, destinés à un usage amateur et à d’autres utilisations non théâtrales, n’ont jamais été fabriqués à base de nitrate en Occident, mais des rumeurs circulent selon lesquelles des films de nitrate de 16 mm auraient été produits dans l’ex-Union soviétique et / ou en Chine.
Le nitrate a dominé le marché des films cinématographiques 35 mm à usage professionnel depuis les origines de l’industrie jusqu’au début des années 1950. Alors que le « film de sécurité » à base d’acétate de cellulose, notamment le diacétate de cellulose et le propionate d’acétate de cellulose, était produit dans la jauge pour une utilisation à petite échelle dans des applications de niche (telles que l’impression de publicités et autres courts métrages pour permettre leur envoi par la poste sans nécessité de précautions de sécurité incendie), les premières générations de base de film de sécurité présentaient deux inconvénients majeurs par rapport au nitrate: il était beaucoup plus coûteux à fabriquer et beaucoup moins durable en projection répétée. Le coût des mesures de sécurité associées à l’utilisation du nitrate était nettement inférieur au coût d’utilisation de l’une des bases de sécurité disponibles avant 1948. Ces inconvénients ont finalement été surmontés avec le lancement du film à base de triacétate de cellulose par Eastman Kodak en 1948. Le triacétate de cellulose a remplacé très rapidement le nitrate comme base principale de l’industrie cinématographique. Alors que Kodak avait arrêté certains stocks de films à base de nitrate auparavant, elle a cessé de produire divers films à base de nitrate en 1950 et a cessé la production de films cinématographiques à base de nitrate de 35 mm en 1951.
L’avantage crucial du triacétate de cellulose par rapport au nitrate était qu’il ne présentait pas plus de risque d’incendie que le papier (le stock est souvent appelé « non-flam »: c’est vrai — mais il est combustible, mais pas aussi volatil ou dangereux que le nitrate), alors qu’il correspondait presque au coût et à la durabilité du nitrate. Il est resté en usage presque exclusif dans toutes les jauges de film jusqu’aux années 1980, lorsque le film polyester / PET a commencé à le remplacer pour l’impression intermédiaire et la libération.
Le polyester est beaucoup plus résistant à la dégradation des polymères que le nitrate ou le triacétate. Bien que le triacétate ne se décompose pas de manière aussi dangereuse que le nitrate, il est toujours soumis à un processus appelé désacétylation, souvent surnommé « syndrome du vinaigre » (en raison de l’odeur d’acide acétique du film en décomposition) par les archivistes, qui fait rétrécir, déformer, devenir fragile et éventuellement inutilisable. Le PET, comme le mononitrate de cellulose, est moins sujet à l’étirement que les autres plastiques disponibles. À la fin des années 1990, le polyester avait presque entièrement remplacé le triacétate pour la production d’éléments intermédiaires et d’impressions à libération.
Le triacétate reste utilisé pour la plupart des stocks négatifs d’appareils photo car il peut être épissé de manière « invisible » à l’aide de solvants lors de l’assemblage négatif, tandis que le film de polyester ne peut être épissé qu’à l’aide de patchs de ruban adhésif ou par ultrasons, les deux laissant des marques visibles dans la zone du cadre. En outre, le film de polyester est si résistant qu’il ne se cassera pas sous tension et peut endommager gravement les mécanismes coûteux de la caméra ou du projecteur en cas de bourrage du film, tandis que le film de triacétate se casse facilement, réduisant ainsi le risque de dommages. Beaucoup étaient opposés à l’utilisation du polyester pour les impressions de sortie pour cette raison précisément, et parce que les épisseuses à ultrasons sont des articles très coûteux, au-delà des budgets de nombreux petits théâtres. Dans la pratique, cependant, cela ne s’est pas avéré être un problème aussi important qu’on le craignait. Au contraire, avec l’utilisation accrue de systèmes automatisés de lecture longue dans les cinémas, la plus grande résistance du polyester a été un avantage significatif pour réduire le risque qu’une performance cinématographique soit interrompue par une pause de film.
Malgré ses risques d’auto-oxydation, le nitrate est toujours considéré comme hautement car le stock est plus transparent que les stocks de remplacement, et les films plus anciens utilisaient de l’argent plus dense dans l’émulsion. La combinaison se traduit par une image nettement plus lumineuse avec un rapport de contraste élevé.