thumb|right|350px|Grãos de pólvora sem fumaça.
Pólvora sem fumaça, é um tipo de propelente usado em armas de fogo e artilharia que produz uma quantidade de fumaça quase desprezível quando queimada, diferentemente da antiga pólvora negra a qual substituiu. A designação pólvora sem fumaça teve origem nos Estados Unidos ("smokeless powder") e geralmente não é usado em outros países de língua inglesa, que inicialmente usavam nomes proprietários como "Ballistite" e "Cordite", mas gradualmente passaram a usar "propelente" ("propellant") como o termo genérico.
Surgimento thumb|right|272x272px|Anúncio de pólvora sem fumaça da DuPont de 1913.
A base do termo "sem fumaça" é que os produtos resultantes de combustão são principalmente gasosos, em comparação com cerca de 55% de produtos sólidos (principalmente carbonato de potássio, sulfato de potássio e sulfeto de potássio) no caso de pólvora negra.Hatcher, Julian S. and Barr, Al Handloading Hennage Lithograph Company (1951) p.34 Apesar do nome, a pólvora sem fumaça não é completamente livre de fumaça;Fairfield, A. P., CDR USN Naval Ordnance Lord Baltimore Press (1921) embora possa haver pouca fumaça perceptível na munição para armas pequenas, a fumaça do fogo da artilharia pode ser substancial. Este artigo se concentra nas formulações de nitrocelulose, mas o termo pólvora sem fumaça também foi usado para descrever várias misturas de picratos com oxidantes de nitrato, clorato ou dicromato durante o final do século XIX, antes que as vantagens da nitrocelulose se tornassem evidentes.Sharpe, Philip B. Complete Guide to Handloading 3rd Edition (1953) Funk & Wagnalls
Assim como a pólvora do século XIV, não era real e fisicamente um "pó", a pólvora sem fumaça só pode ser produzida como material peletizado ou extrudido. A pólvora sem fumaça permitiu o desenvolvimento de modernas armas de fogo semi e totalmente automáticas e culatras e canos mais leves para artilharia. A "pólvora negra" queimada, deixa uma incrustação espessa e pesada que é higroscópica e causa ferrugem no cano. A incrustação deixada pela pólvora sem fumaça não apresenta nenhuma dessas propriedades (embora alguns compostos primários possam deixar sais higroscópicos que têm um efeito semelhante; compostos primários não corrosivos foram introduzidos na década de 1920). Isso viabiliza uma arma de fogo de carregamento automático com muitas partes móveis (que, de outra forma, ficariam "agarradas" nas incrustações pesadas de "pólvora negra").
As pólvoras sem fumaça são classificados tipicamente como: "explosivos da divisão 1.3" de acordo com as recomendações da ONU sobre transporte de mercadorias perigosas — regulamentos mundiais, regulamentos regionais (como o ADR) e regulamentos nacionais. No entanto, eles são usados como propelentes sólidos; em uso normal, sofrem deflagração em vez de detonação.
Antecedentes thumb|right|300x300px
Antes da introdução generalizada da pólvoras sem fumaça, o uso de "pólvora" ou "pólvora negra" causava muitos problemas no campo de batalha. Os comandantes militares desde as Guerras Napoleônicas relataram dificuldade em dar ordens em um campo de batalha obscurecido pela fumaça dos disparos. Comandos verbais não podiam ser ouvidos acima do barulho das armas, e sinais visuais não podiam ser vistos através da fumaça espessa da pólvora usada pelas armas. A menos que houvesse um vento forte, depois de alguns disparos, soldados usando munição de "pólvora negra" teriam sua visão obscurecida por uma enorme nuvem de fumaça. Snipers ou outros "atiradores furtivos" ficavam impossibilitados de agir, devido a uma nuvem de fumaça sobre a posição de tiro. A pólvora é um baixo explosivo que não detona, mas deflagra (queima rapidamente em velocidade subsônica). A "pólvora" produz pressões mais baixas e é cerca de três vezes menos potente quando comparada a pólvoras sem fumaça.Black Powder vs. Smokeless Powder | Comparing Gunpowder Types, Bob Shell, Tuesday, October 13, 2015 A "pólvora" também é corrosiva, tornando a limpeza obrigatória após cada uso. Da mesma forma, a tendência da "pólvora" de produzir incrustações severas causa entupimentos e travamento de mecanismos que podem dificultar a recarga.
Nitroglicerina e algodão-pólvora thumb|right|200px|Um bujão de nitroglicerina. thumb|right|202x202px|Um floco de "algodão-pólvora" (nitrocelulose).
A nitroglicerina foi sintetizada pelo químico italiano Ascanio Sobrero em 1847.Davis, Tenny L. The Chemistry of Powder & Explosives (1943) Posteriormente, foi desenvolvida e fabricada por Alfred Nobel como um explosivo industrial, mas mesmo assim não era adequada como propelente: apesar de suas qualidades energéticas e "sem fumaça", ela detonava em vez de deflagrar suavemente, tornando-a mais propensa a explodir uma arma, em vez de impulsionar um projétil. A nitroglicerina também é altamente sensível, tornando-a imprópria para ser transportada em condições de campo de batalha.
Um grande passo adiante foi a invenção do algodão-pólvora, um material à base de nitrocelulose, pelo químico alemão Christian Friedrich Schönbein em 1846. Ele promoveu seu uso como explosivoDavis, William C., Jr. Handloading National Rifle Association of America (1981) e vendeu os direitos de fabricação ao Império Austríaco. O algodão-pólvora era mais poderoso que a pólvora, mas ao mesmo tempo era um pouco mais instável. John Taylor obteve uma patente inglesa para o algodão-pólvora; e a John Hall & Sons começou a fabricá-lo em Faversham no distrito de Kent.
O interesse inglês enfraqueceu depois que uma explosão destruiu a fábrica de Faversham em 1847. O barão austríaco Wilhelm Lenk von Wolfsberg construiu duas fábricas de algodão-pólvora produzindo propelentes de artilharia, mas também era perigoso em condições de campo, e armas que poderiam disparar milhares de tiros com pólvora negra chegavam ao fim de sua vida útil depois de apenas algumas centenas de disparos com o algodão-pólvora mais poderoso. Armas pequenas não suportavam as pressões geradas pelo algodão-pólvora.
Depois que uma das fábricas austríacas explodiu em 1862, a Thomas Prentice & Company começou a fabricar o algodão-pólvora em Stowmarket em 1863; e o químico do Departamento de Guerra britânico, Sir Frederick Abel, iniciou uma pesquisa minuciosa na Waltham Abbey Royal Gunpowder Mills, levando a um processo de fabricação que eliminou as impurezas da nitrocelulose, tornando o produto mais seguro e estável. Abel patenteou esse processo em 1865, quando a segunda fábrica austríaca de algodão-pólvora explodiu. Depois que a fábrica da Stowmarket explodiu em 1871, a Waltham Abbey começou a produção de algodão-pólvora para o torpedos e ogivas de minas.
Melhorias como propelente thumb|right|203x203px|Close de uma amostra de "pólvora sem fumaça" em flocos thumb|right|203x203px|Pólvora sem fumaça com grãos extrudados em forma de bastões. thumb|right|201x201px|A primeira "pólvora sem fumaça" em flocos quadrados, a PC88 (1888). thumb|right|201x201px|Um cartucho de serviço 7,5 mm GP90/03 em destaque uma amostra de uma das primeiras pólvoras sem fumaça, a PC88 (1888). thumb|right|200x200px|Close de filamentos de Cordite em um cartucho .303 British (fabricado em 1964). thumb|right|297x297px|Um anúncio de pólvora sem fumaça de 1903.
Em 1863, o capitão de artilharia prussiano Johann F. E. Schultze patenteou um propelente para armas leves composto de madeira de lei nitrada impregnada com salitre ou nitrato de bário. Prentice recebeu uma patente de 1866 para uma "pólvora esportiva" de papel nitrado fabricada em Stowmarket, mas a uniformidade balística era ruim, pois o papel absorvia a umidade atmosférica. Em 1871, Frederick Volkmann recebeu uma patente austríaca para uma versão coloidal da "pólvora de Schultze" chamada "Collodin", que ele fabricou perto de Viena para uso em armas de fogo esportivas. As patentes austríacas não foram publicadas na época, e o Império Austríaco considerou a operação uma violação do monopólio do governo na fabricação de explosivos e fechou a fábrica de Volkmann em 1875.
Em 1882, a Explosives Company em Stowmarket patenteou uma formulação aprimorada de "algodão nitrado gelatinizado" por éter-álcool com nitratos de potássio e bário. Esses propelentes eram adequados para espingardas, mas não para rifles,Hogg, Oliver F. G. Artillery: Its Origin, Heyday and Decline (1969) porque o estriamento dos canos dos rifles resulta em resistência a uma expansão suave do gás, que é reduzida em espingardas com cano de alma lisa.
Em 1884, Paul Vieille inventou uma pólvora sem fumaça chamada "Poudre B" (abreviação de "poudre blanche", "pólvora branca", para distinguir bem da "pólvora negra") feita de 68,2% de nitrocelulose insolúvel, 29,8% de nitrocelulose solúvel gelatinizada com éter e 2% de parafina. Isso foi adotado para o rifle Lebel. A mistura era passada através de rolos para formar folhas finas de papel, que era então cortadas em flocos do tamanho desejado. O propelente resultante, hoje conhecido como pirocelulose, contém um pouco menos de nitrogênio que o algodão-pólvora e é menos volátil. Uma característica particularmente boa do propelente é que ele não detonará a menos que seja comprimido, tornando muito seguro o manuseio em condições normais.
A "pólvora de Vieille" revolucionou a eficácia de armas pequenas, porque quase não emitia fumaça e era três vezes mais poderoso que a "pólvora negra". Maior velocidade de saída significava uma trajetória mais plana e menos desvio do vento e queda de balas, tornando possíveis os disparos de 1.000 m (1.094 jardas). Como era necessário menos pólvora para impulsionar uma bala, o cartucho podia ser menor e mais leve. Como era necessário menos "pólvora" para impulsionar uma bala, o cartucho podia ser menor e mais leve. Isso permitiu que as tropas carregassem mais munição pelo mesmo peso. Além disso, queimaria mesmo quando molhado. A munição de pólvora negra tinha que ser mantida seca e quase sempre era armazenada e transportada em cartuchos estanques.
Outros países europeus rapidamente começaram a usar suas próprias versões da Poudre B, sendo os primeiros a Alemanha e a Áustria, que introduziram novas armas em 1888. Posteriormente, a Poudre B foi modificada várias vezes com vários compostos sendo adicionados e removidos. A Krupp começou a adicionar difenilamina como estabilizador em 1888.
Enquanto isso, em 1887, Alfred Nobel obteve uma patente inglesa para uma pólvora sem fumaça que ele chamava de Ballistite. Nesse propelente, a estrutura fibrosa do algodão (nitro-celulose) era destruída por uma solução de nitroglicerina em vez de um solvente. Na Inglaterra em 1889, uma "pólvora" semelhante foi patenteada por Hiram Maxim e nos Estados Unidos em 1890 por Hudson Maxim. – Manufacture of explosive – H. S. Maxim A Ballistite foi patenteada nos Estados Unidos em 1891.
Os alemães adotaram a "ballistite" para uso naval em 1898, chamando-o de WPC/98. Os italianos a adotaram com o nome de "filito", em forma cordão, em vez de flocos, mas percebendo suas desvantagens alteraram para uma formulação com nitroglicerina que eles chamavam de "solenita". Em 1891, os russos encarregaram o químico Mendeleev de encontrar um propelente semelhante. Ele criou um, com nitrocelulose gelatinizada por éter-álcool, que produziu mais nitrogênio e estrutura coloidal mais uniforme do que o uso francês de "nitro-algodões"smokeless powder na Poudre B, que ele chamou de "pirocollodion".