«Нитро-взрывчатые вещества: Практический трактат»

~Пламегасящее соединение Тренча~ производится компанией Cotton Powder Company в Фавершаме и является изобретением г-на Джорджа Тренча, члена Химического общества, управляющего компанией. Цель изобретения — окружить патроны тонита при использовании в угольных шахтах пламегасящим соединением. Если заряд тонита, динамита или желатин-динамита поместить внутрь нескольких унций этой смеси, а затем поджечь, то нельзя заметить ни малейшего следа пламени, и эксперименты, по-видимому, показывают, что пламени нет вовсе. Соединение состоит из опилок, пропитанных смесью квасцов и хлоридов натрия и аммония. Рис. 22 показывает способ размещения патрона тонита в бумажном мешке и окружения его пламегасящим соединением, aa. Также показано крепление запала и детонатора.

[Иллюстрация: РИС. 22. — ПЛАМЕГАСЯЩИЙ ПАТРОН ТРЕНЧА.]

Следующий отчет (взятый из Faversham News от 22 октября 1887 г.) об экспериментах, проведенных в присутствии нескольких научных и горнодобывающих специалистов, покажет его ценность: — «Большой резервуар из кованого железа емкостью 45 кубических футов был заглублен вровень с землей посреди двора; к этому резервуару был подведен газ для цели, которая будет объяснена позже. Заряды подрывались с помощью электричества, небольшая динамо-машина для подрыва была установлена на расстоянии от 30 до 40 ярдов от «мины»». Операции начались с того, что верх резервуара был накрыт и замазан, чтобы сделать его герметичным; затем в него было подано достаточное количество светильного газа, чтобы сделать его легковоспламеняющимся и взрывоопасным, количество которого определялось счетчиком, установленным специально для этой цели. Пока газ нагнетался, готовился патрон.

Первый эксперимент заключался в том, чтобы проверить, воспламенит ли газ небольшой заряд тонита, подорванный без патентного огнетушителя. После того как газ был включен, в «резервуар» была помещена шахтерская лампа, но она погасла до того, как полное количество газа прошло через счетчик. Однако, поскольку газ был внутри, заряд тонита весом 1-1/4 унции был помещен в «мину», детонатор был соединен длинными проводами с динамо-машиной, и была дана команда «огонь». С оглушительным грохотом и вспышкой огня покрытие мины разлетелось во все стороны, ясно показывая, что газ взорвался. Следующий патрон (аналогичный заряд) был подготовлен с патентным соединением. Прежде всего, был взят футляр из коричневой бумаги диаметром около 2 дюймов, и один из патронов тонита был помещен в его центр, а пространство между зарядом и футляром было заполнено «пламегасящим соединением». После того как в мину была подана еще одна порция газа, защищенный патрон был помещен внутрь и подорван. Результат был поразительным: взрыв был не таким громким, в то время как не было ни малейшей вспышки огня. «Защищенные» и «незащищенные» заряды подрывались с интервалами, при этом газ каждый раз подавался в резервуар. Заряды тонита весом от 1 до 6 унций также использовались с соединением. Грохот был незначительным, в то время как вспышки не было видно.

~Использование коллодионного хлопка.~ — Коллодион или растворимый пироксилин используется для различных целей. Однако основное его применение — производство различных взрывчатых желатиновых соединений, типом которых является гремучий студень. Он также очень широко используется в производстве бездымных порохов, как военных, так и спортивных — на самом деле, очень немногие из них не содержат его. В некоторых, однако, вместо него используется нитролигноза или нитрированная древесина. Это, однако, химически то же самое, а именно нитроцеллюлоза, где целлюлоза получена из древесного волокна. В этом качестве он используется чаще, чем более высоконитрированный пироксилин. Еще одно применение, которое он нашел очень широко в последние годы, — это производство «целлулоида». Он используется в фотографии для подготовки пленок на сенсибилизированных пластинах и для многих других целей. Растворенный в растворе из двух частей эфира и одной части спирта, он образует раствор, известный как коллодий, используемый для различных целей, таких как лак, краска для сигналов; в хирургии — для соединения краев ран.

Совсем недавно г-н Альфред Нобель, известный изобретатель динамита, запатентовал использование нитроцеллюлозы, гидро- или оксицеллюлозы в качестве искусственного заменителя резины. Для этой цели она растворяется в подходящем нелетучем или слаболетучем «растворителе», таком как нитронафталин, динитробензол, нитротолуол или его гомологи; получаются продукты, варьирующиеся от желатинообразной консистенции до твердости эбонита. Пропорции будут варьироваться от примерно 20 процентов нитроцеллюлозы в готовом продукте, образующей мягкую резину, до 50 процентов нитрирующего целлулоида, и выбранный «растворитель» будет зависеть от того, для чего будет использоваться заменитель резины, причем жидкости дают более эластичное вещество, тогда как смеси твердых веществ и жидкостей могут применяться, когда продукт должен использоваться при высоких температурах. С помощью валков с паровым обогревом включение может быть осуществлено без помощи летучей жидкости, или нитроцеллюлоза может использоваться во влажном виде, при этом вода удаляется после «растворения».

Целесообразно использовать целлюлозу, нитрированную лишь настолько, чтобы сделать ее пригодной, чтобы уменьшить воспламеняемость готового продукта. Г-н У. Аллен, член парламента от Гейтсхеда, предложил использовать целлулоид для гильз патронов, чтобы облегчить боеприпасы и предотвратить заклинивание, так как гильза будет превращаться в газы вместе с порохом. Экстракторы также будут не нужны.

~Целлулоид~ — это интимная механическая смесь пироксилина (пироксилина или коллодионного хлопка) с камфорой, впервые изготовленная Хаяттом из Ньюарка, США, и полученная путем добавления пироксилина к расплавленной камфоре, или путем сильного сжатия двух веществ вместе, или путем растворения компонентов в соответствующем растворителе, например, спирте или эфире, и выпаривания досуха. В настоящее время обычно применяется комбинация двух последних методов, т. е. частичное растворение с давлением. Используемый пироксилин обычно представляет собой тетра- и пентанитрированную целлюлозу, гексанитрат (пироксилин) используется редко из-за его взрывчатых свойств.

Принимаются меры для предотвращения образования гексанитрата путем погружения целлюлозы только в умеренно крепкую азотную кислоту или в теплую смесь азотной и серной кислот. Бумага, либо небольшими кусочками, либо листами, погружается примерно на двадцать пять минут в смесь 2 частей азотной кислоты и 5 частей серной кислоты при температуре около 30° C, после чего нитрированная целлюлоза тщательно промывается водой для удаления последних следов свободной кислоты, отжимается и, пока еще влажная, смешивается с камфорой.

В процессе Требуйе и Де Безанселя целлюлоза, которая может быть в виде бумаги, хлопка или льна, нитрируется дважды — сначала в кислотной смеси, использованной в предыдущей операции; и во-вторых, в свежей смеси из 3 частей серной кислоты удельного веса 1,83 и 2 частей концентрированной азотной кислоты, содержащей азотистую кислоту. После каждого нитрования масса подвергается давлению, а затем тщательно промывается водой, в которую в конце добавляется небольшое количество аммиака или каустической соды для удаления последних следов кислоты. Пропитка пироксилина камфорой осуществляется различными способами.

Обычная пропорция компонентов — 2 части пироксилина и 1 часть камфоры. В процессе Требуйе и Де Безанселя 100 частей пироксилина тщательно смешиваются с 40–50 частями камфоры, формуются вместе под сильным давлением в горячем прессе, а затем высушиваются на воздухе, десицируются хлоридом кальция или серной кислотой. Обычный метод, однако, заключается в растворении камфоры в минимально возможном количестве спирта и разбрызгивании раствора над сухим пироксилином, который затем покрывается вторым слоем пироксилина, и все это снова обрабатывается раствором камфоры, причем добавление пироксилина и раствора камфоры повторяется попеременно до тех пор, пока не будет получено необходимое количество целлюлоидной смеси.

Масса, которая оседает в виде прозрачных комков, обрабатывается около часа между холодными железными валками, а затем в течение того же периода между валками, которые можно слегка нагреть паром. Слой целлулоида, окружающий валки, затем срезается и снова прессуется, полученный брикет, который теперь имеет толщину около 1 см, разрезается на пластины длиной около 70 см и шириной 30 см. Они укладываются одна на другую и сильно спрессовываются вместе гидравлическим давлением при температуре около 70° в течение двадцати четырех часов. Толстые брикеты еще раз разрезаются на пластины желаемой толщины и помещаются в камеру, нагретую от 30° до 40° на восемь-четырнадцать дней, благодаря чему они становятся полностью сухими и легко превращаются в различные изделия либо путем формования в теплом состоянии под давлением, резки или точения. Иногда другие жидкости, например эфир и древесный спирт, используются вместо спирта в качестве растворителей для камфоры.

Целлулоид легко окрашивается и может быть мраморирован для производственных целей и т. д. Он легко воспламеняется и не взрывается даже под давлением, и с ним можно работать под молотом или между валками без риска. Он размягчается в кипящей воде и может быть отформован или спрессован. Его удельный вес немного варьируется в зависимости от состава и степени полученного давления. Обычно он составляет 1,35. По-видимому, это просто смесь его компонентов, так как при обработке соответствующими растворителями камфора может быть легко извлечена, а при нагревании пироксилин сгорает, в то время как камфора улетучивается.

Производство пироксилина для изготовления целлулоида значительно возросло за последние годы, и с этим увеличением производства были изобретены усовершенствованные методы производства. Серия интересных статей о производстве пироксилина была опубликована г-ном Уолтером Д. Филдом из Нью-Йорка в «Журнале Американского химического общества»[A], из которых взяты следующие сведения:—

[Сноска A: Том XV, № 3, 1893 г.; Том XVI, № 7, 1894 г.; Том XVI, № 8, 1894 г. Рис. 19, 20, 21, 22 и 23 взяты из статьи г-на Филда.]

~Выбор волокна.~ — Хлопковое волокно, древесное волокно и льняное волокно в виде сырого хлопка, очищенного хлопка, бумаги и тряпья используются наиболее часто и дают наилучшие результаты. Поскольку волокна сильно различаются по своей структуре, они требуют различных методов нитрования. Хлопковое волокно представляет собой сплющенную полую ленту или свернутую цилиндрическую трубку, скрученную несколько раз и закрытую на одном конце, образуя острие. Центральный канал большой и доходит почти до вершины волокна. Его боковые стенки перепончатые и легко проницаемы для смешанных кислот, и, следовательно, получается нитрование высшей степени. В льняном волокне стенки сравнительно толстые, центральный канал маленький; следовательно, можно предположить, что нитрование должно протекать медленнее, чем в случае с хлопком. Новозеландский лен дает наиболее идеально растворимые нитраты из всех видов льна. Хлопок дает клейкий коллодий, а ситец — жидкий коллодий. Один из крупнейших производителей пироксилина в Штатах использует хлопок марки «Memphis Star». Это хлопок апленд, и его волокна очень мягкие, влажные и эластичные. Его цвет — светло-кремово-белый, и он сохраняется после нитрования. Штапель короткий, а скрутка хуже, чем у других сортов, прямых лентовидных нитей довольно много. Этот хлопок используется кардованным, но не очищенным. Эта марка хлопка содержит большое количество наполовину и на три четверти зрелого волокна, которое чрезвычайно тонкое и прозрачное, распределенное по всей массе хлопка (Мони, «Хлопковое волокно», 67). Г-н Филд говорит: «Это важный факт, если знать, что из этого хлопка можно получить чрезвычайно растворимый пироксилин».

Пироксилин низкого сорта только в отношении цвета может быть получен из отходов хлопка в торговле. Они должны быть очищены, прежде чем станут пригодными для нитрования. Бумага, изготовленная из пульпы сульфитных и сульфатных процессов, способна давать очень растворимый пироксилин. Ее можно нитровать при высоких температурах, и она все равно даст хорошие результаты. Папиросная бумага, изготовленная из льняного волокна, также используется после нарезки на квадраты.

Моубрей (Патент США № 443 105, 3 декабря 1890 г.) говорит, что чистая хлопковая папиросная бумага толщиной менее 1/500 дюйма, какой бы тонкой она ни была, приобретает клейкую или коллоидную поверхность и поэтому требует около тридцати минут, чтобы нитрование могло произойти. При более толстой бумаге нитрировалась бы только поверхность. Поэтому он использует волокно, которое было пропитано раствором нитрата натрия, а затем медленно высушено, утверждая, что соль кристаллизуется в волокне или проникает посредством действия, называемого осмосом, и открывает волокно для действия кислоты. Этот процесс был бы полезен только тогда, когда хлопок должен нитроваться при низкой температуре. При высокой температуре он был бы излишним.

Дитц и Уэйн (Патент США № 133 969) используют рами, рию или китайскую крапиву для производства растворимого пироксилина. Тот, что сделан из рами, всегда имеет однородную прочность и растворимость и требует меньшего количества растворителя для растворения, чем тот, что сделан из хлопка. Опыт г-на Филда, однако, полностью противоречит этому утверждению. Таково влияние физической формы волокна на процесс нитрования, что когда льняное волокно и хлопковое волокно нитрируются кислотными смесями точно такой же крепости и при той же температуре, раствор первого является клейким или густым, а второго — жидким или жидким. Просто нитруя при более высокой температуре, чем хлопок, лен даст пироксилин, дающий одинаково жидкий коллодий.

Присутствия хлора в волокне следует тщательно избегать, так как такое волокно даст кислый продукт, который невозможно промыть до нейтрального состояния. Волокно должно быть сухим перед нитрованием; и это лучше всего делается, по мнению г-на Филда, с помощью сушилки, используемой при сушке шерсти.

~Нитрование волокна.~ — Смешанное хлопковое и льняное волокно в виде бумаги толщиной от 2/1000 до 3/1000 дюйма, нарезанное на квадраты размером 1 дюйм, нитрируется компанией Celluloid Manufacturing Company, а та же бумага, оставленная в длинных полосках шириной 1 дюйм, используется для нитрования компанией Xylonite Manufacturing Company из Норт-Адамса, штат Массачусетс (США).

Компания Celluloid Company вводит нарезанную бумагу в смешанные кислоты с помощью полой, быстро вращающейся трубки, расширенной на нижнем конце и погруженной в смешанные кислоты. Центробежная сила вращающейся трубки отбрасывает бумагу к стенкам сосуда, оставляя центр сосуда готовым для новой бумаги.

Компания Xylonite Company просто нарезает бумагу на длинные полоски и вводит ее в смешанные кислоты с помощью вилок. Устройство, используемое этой компанией для хранения смешанных кислот, представляет собой цилиндрический сосуд, разделенный на несколько секций, весь вращающийся как поворотный стол, что позволяет рабочему нитровать последовательно каждую партию бумаги в заданной точке. Эта компания не удаляла кислоту из бумаги после ее погружения, а немедленно погружала ее в воду, тем самым теряя большую часть отработанной кислоты. Компания Celluloid Company, используя бумагу меньшими кусочками и больше бумаги на фунт кислоты, а также отжимая смешанную кислоту из бумаги перед погружением в воду, имела лучший процесс нитрования.

Другие производители используют глиняные сосуды и стеклянные или стальные стержни, загнутые на одном конце, с надетыми на другой конец небольшими кусочками резинового шланга, чтобы рука не скользила. Форма сосуда, используемая в общем пользовании, приведена на рис. 23. Он достаточно велик, чтобы нитровать 1 фунт хлопка за раз. Крючок на одном конце стержня позволяет рабочему разрывать пироксилин и тем самым обеспечивает насыщение волокна. Зимой помещение, в котором производится нитрование, должно поддерживаться при температуре около 70° F, чтобы обеспечить однородность партий.

[Иллюстрация: РИС. 23. — СОСУД ДЛЯ НИТРОВАНИЯ ХЛОПКА ИЛИ БУМАГИ.]

Нитрирующий аппарат Уайта и Шуппхауса (Патент США № 418 237, 89 г.) г-н Филд считает как новым, так и превосходным. Клетка (рис. 24) с ее центральным перфорированным цилиндром (рис. 25) предназначена для обеспечения быстрого и идеального насыщения папиросной бумаги, используемой для нитрования. Патентообладатели говорят, что с их аппаратом не требуется перемешивание. Это, говорит г-н Филд, может быть правдой, когда используется бумага или даже хлопок, когда температура нитрования составляет от 30° до 35° C, но не было бы правдой, если бы температура была повышена до 50°–55° C. Процесс заключается в следующем: бумага нитрируется в клетке (рис. 25), дно которой образовано фланцевой пластиной C, прикрепленной к дну внутреннего цилиндра B. После нитрования клетка переносится в отжимную машину, которая образует корзину, и кислоты удаляются. Наконец, клетка переносится в погружной бак, где бумага извлекается из клетки простым вытягиванием центрального перфорированного цилиндра B. Рис. 26 показывает нитрирующий котел с автоматической крышкой. Погружной бак показан в плане и разрезе на рис. 28 и 29. Этот аппарат подходит для нитрования хлопкового волокна в массе при высоких или низких температурах. Другие методы, которые были запатентованы, — это метод Моубрея (Патент США № 434 287), в котором предлагается нитровать бумагу непрерывными полосами, и Хаятта (Патент США № 210 611).

[Иллюстрация: РИС. 24. — ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПЕРФОРИРОВАННЫЙ ЦИЛИНДР.]

[Иллюстрация: РИС. 25. — КЛЕТКА. НИТРИРУЮЩИЙ АППАРАТ УАЙТА И ШУППХАУСА.]

[Иллюстрация: РИС. 26. — НИТРИРУЮЩИЙ КОТЕЛ ДЛЯ ЦЕЛЛУЛОИДА.]

[Иллюстрация: РИС. 27. — ДРУГОЙ ВИД.]

[Иллюстрация: РИС. 28, 29. — ПОГРУЖНОЙ БАК, В ПЛАНЕ И РАЗРЕЗЕ.]

~Кислотная смесь.~ — Были опубликованы различные формулы для производства растворимой нитроцеллюлозы. Во многих случаях, хотя наблюдения были верны для одного эксперимента, дюжина экспериментов дала бы дюжину различных продуктов. Состав используемых кислот зависит от вещества, которое нужно нитровать, и температуры, при которой будет проводиться нитрование. Практически существует три формулы общего пользования — та, что используется производителями целлулоида; другая, в которой хлопок нитрируется при высоких температурах; и третья, в которой температура погружения низкая, а время нитрования составляет около шести часов. Из трех лучший метод — последний, или тот, при котором хлопок погружается при низкой температуре, а затем реакция продолжается в котлах, вмещающих от 5 до 10 фунтов хлопка. Формула, используемая производителями целлулоида для производства низкого вида нитрированного продукта, который они используют, такова:—

Серная кислота 66 частей по весу. Азотная кислота 17 частей по весу. Вода 17 частей по весу.

Температура погружения, 30° C. Время, двадцать-тридцать минут.

Целлюлоза используется в виде папиросной бумаги толщиной 2/1000 дюйма, 1 фунт на 100 частей кислотной смеси. Нитроцеллюлоза, полученная по этой формуле, очень нерастворима в сложных эфирах и других растворителях пироксилина и, по-видимому, только конвертируется или желатинизируется под действием растворителя. Следующая формула дает смесь тетра- и пентанитроцеллюлоз, почти нерастворимых в метиловом спирте (свободном от ацетона), но очень растворимых в безводных сложных эфирах, кетонах и альдегидах:—

Азотная кислота, уд. вес 1,435 — 8 фунтов. Серная кислота, уд. вес 1,83 — 15-3/4 фунта. Хлопок — 14 унций.

Температура нитрования, 60° C. Время погружения, сорок пять минут.

Температура 60° развивается при смешивании кислот. Хлопок оставляют в кислоте до тех пор, пока он не станет «коротким» на ощупь стержнем.

Следующая таблица, составленная г-ном У. Д. Филдом, очень наглядно показывает большое изменение во времени погружения и температуре из-за, казалось бы, очень незначительных причин. Она охватывает четырнадцать рабочих дней, в течение которых дождь шел четыре дня. Используемая формула — та, что приведена выше, за исключением того, что удельный вес азотной кислоты несколько ниже. Полученный продукт отличается от продукта, полученного с использованием азотной кислоты удельного веса 1,43, только тем, что он растворим в метиловом спирте. В каждый из четырнадцати дней производилось от 30 до 35 фунтов пироксилина.

Внимательное изучение этой таблицы окажется очень поучительным. Увеличение выхода варьируется от 31 процента до нуля, а потери доходят до 10 процентов, хотя была проявлена осторожность, чтобы сделать продукт однородным по качеству. В дни, когда шел дождь, были потери, за исключением четвертого дня, когда не было ни потерь, ни прибыли. В дни, когда было частично ясно, как непосредственно перед или после дождя, таблица показывает потерю продукта. Мы можем объяснить этот факт влагопоглощающими свойствами хлопка. В дождливые дни он поглощал влагу из воздуха до тех пор, пока при погружении в кислоты они не ослабевали, и волокно растворялось в большей или меньшей степени в ослабленной кислоте, вызывая то, что известно как «горение» в партии. Также можно заметить, что в дни, которые показывают потери, время погружения было соответственно коротким, как на десятый, двенадцатый и седьмой дни.

______________________________________________________________________ | | | | | | Удельный вес. | Время. | | |_____________________|_______________________________| | | | | | | | | H_{2}S0_{4}.|HNO_{3}.|Часы.|Минуты.|Часы.|Минуты.| |________________|____________|________|______|________|______|________| | | | | | | | | | 1. Ясно | 1.838 | 1.4249 | … | 20 | 4 | … | | 2. « | 1.837 | 1.4249 | … | 20 | 2 | … | | 3. Облачно | 1.837 | 1.4226 | … | 45 | 2 | … | | 4. Дождь | 1.837 | 1.420 | … | 20 | 1 | 20 | | 5. Ясно | 1.8377 | 1.42 | 1 | 15 | 2 | … | | 6. Дождливо | 1.8391 | 1.422 | … | 35 | 1 | 40 | | 7. Облачно | 1.835 | 1.4226 | … | 20 | … | 35 | | 8. Ясно | 1.835 | 1.422 | … | 35 | 1 | 10 | | 9. Частично ясно| 1.824 | 1.4271 | … | 20 | 1 | … | | 10. « | 1.83 | 1.4271 | … | 10 | … | 25 | | 11. Облачно | 1.832 | 1.425 | … | 10 | … | 50 | | 12. Дождливо | 1.822 | 1.425 | … | 10 | … | 20 | | 13. Частично ясно| 1.8378 | 1.4257 | … | 60 | 1 | 40 | | 14. Облачно | 1.837 | 1.4257 | 1 | 56 | 4 | 40 | |________________|____________|________|______|________|______|________| | | | | | | Темп., град. C. | Процент | |________________|___________________| | | | | | | | От | До | Увеличение.| Потеря.| |________________|_______|_______|___________|_______| | | | | | | 1. Ясно | 57° | 62° | 31 | … | | 2. « | 60° | 62° | 18 | … | | 3. Облачно | 60° | 62° | 7 | … | | 4. Дождь | 60° | 63° | 0 | 0 | | 5. Ясно | 58° | 62° | 15 | … | | 6. Дождливо | 58° | 62° | … | 2 | | 7. Облачно | 62° | 65° | … | 10 | | 8. Ясно | 60° | 62° | 5 | … | | 9. Частично ясно| 50° | 60° | … | 3 | | 10. « | 58° | 60° | … | 10 | | 11. Облачно | 58° | 60° | 8 | … | | 12. Дождливо | 58° | 60° | … | 10 | | 13. Частично ясно| 50° | 58° | 20 | … | | 14. Облачно | 50° | 60° | 16 | … | |________________|_______|_______|___________|_______|

Урок, который преподает эта таблица, заключается в том, что практически невозможно нитровать целлюлозу в малых количествах и получать однородные результаты, когда нитрование проводится при высоких температурах. Что касается растворимости пироксилина, Паркс обнаружил, что нитробензол, анилин, ледяная уксусная кислота и камфора, растворенные в более летучих растворителях — метиловом спирте и спирто-эфире, — были гораздо лучшими растворителями для получения пластика, так как они менее летучи и проявляют большее растворяющее действие под влиянием тепла. Нитробензол дает раствор, который является зернистым; он, по-видимому, только конвертирует пироксилин, а не растворяет его; но при добавлении спирта сразу получается раствор, зернистость исчезает, и раствор становится однородным. Кислотная смесь и метод нитрования имеют большое значение для действия различных растворителей, так же как и присутствие воды.

Д-р Шуппхаус обнаружил, что пропиловый и изобутиловый спирты с камфорой являются активными растворителями, а также кетоны, пальмитон и стеарон в спиртовом растворе, также альфа- и бета-нафтол со спиртом и антрахинон (дифенилендикетон) в спиртовом растворе, а также изовалериановый альдегид и его производные, амилиден-диметиловый и амилиден-диэтиловый эфиры.

Август Сэйер (Патент США № 470 451) обнаружил, что диэтилкетон, дибутилкетон, дипентилкетон и смешанные кетоны[A], метилэтил-, метилпропил-, метилбутил-, метиламил- и этилбутилкетоны являются активными растворителями пироксилина; а Пэджет обнаружил, что, хотя метиламилоксид является растворителем, этиламилоксид таковым не является.

[Сноска A: Кетоны образуются из жирных кислот путем замещения гидроксильной группы последних на монадный положительный радикал. Таким образом, по своему строению они напоминают альдегиды. Наиболее известным кетоном является ацетон CH_{3}CO.CH_{3}. Смешанные кетоны получают путем совместной перегонки солей двух различных жирных кислот. Так, бутират калия и ацетат калия образуют пропилметилкетон —

C(C_{2}H_{5})H_{2} | CO.CH_{3}] Растворители пироксилина можно разделить на основные классы: во-первых, те, которые являются растворителями без помощи нагревания или растворения в спирте; во-вторых, те, которые являются растворителями при растворении в спирте. К последним относятся те, которые также проявляют растворяющее действие при нагревании до температуры плавления в сочетании с пироксилином.

Растворители пироксилина можно разделить на основные классы: во-первых, те, которые являются растворителями без помощи нагревания или растворения в спирте; во-вторых, те, которые являются растворителями при растворении в спирте. К последним относятся те, которые также проявляют растворяющее действие при нагревании до температуры плавления в сочетании с пироксилином.

Г-н У. Д. Филд группирует растворители пироксилина по классам следующим образом: два из одноатомных спиртов; сложные эфиры жирных кислот с одноатомными спиртами, альдегиды; простые и смешанные кетоны ряда жирных кислот. Эти четыре класса включают в себя большинство растворителей пироксилина. Те, что не вошли в этот список, следующие: амилнитрат и нитрит, метилендиметиловый эфир, этидендиэтиловый эфир, амилхлорацетат, нитробензол и динитробензол, кумарин, камфора, ледяная уксусная кислота, а также моно-, ди- и триацетин.

Ричард Хейл использует следующий растворитель: амилацетат — 4 объема; нефтяная нафта — 4 объема; метиловый спирт — 2 объема; пироксилин — от 4 до 5 унций на галлон растворителя. Хейл использовал нефтяную нафту для ускорения высыхания лака, чтобы он схватывался на покрываемом изделии до того, как успеет стечь. Однако именно негигроскопичность растворителя делает этот лак эффективным. Данная формула широко используется для производства пироксилинового лака, применяемого для покрытия перьев, карандашей и т. д., а также изделий из латуни и серебра.

Вещество, известное как оксицеллюлоза[A], образуется в результате воздействия азотной кислоты на целлюлозу при кипячении с ней. Количество образующегося вещества составляет около 30 процентов от массы используемой целлюлозы. После промывки от кислоты оно желатинизируется. Затем оно становится растворимым в разбавленных щелочах и может быть повторно осаждено из раствора спиртом, кислотами или солевыми растворами. Г-да Кросс и Беван приписывают ему формулу C_{18}H_{26}O_{16}. Оно растворяется в концентрированной серной кислоте, а с азотной кислотой образует нитросоединение с формулой C_{18}H_{23}O_{16}3(NO_{2}), которое готовится следующим образом: желатинообразная оксицеллюлоза промывается крепкой азотной кислотой до удаления воды, а затем диспергируется в смеси равных объемов крепких серной и азотной кислот, в которой быстро растворяется. Раствор после выдержки в течение примерно часа тонкой струей вливается в большой объем воды, в результате чего «нитро»-соединение выпадает в осадок в виде белой хлопьевидной массы. Продукт после сушки при 110° C, согласно анализу, содержал 6,48 процента азота.

[Сноска A: «Об окислении целлюлозы», К. Ф. Кросс и Э. Дж. Беван, Jour. Chem. Soc., 1883, стр. 22.]

РАЗЛИЧНЫЕ НИТРО-ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА. ~Нитрокрахмал.~ — Лишь недавно, благодаря процессу, внедренному компанией «Actiengesellschaft Dynamit Nobel», стало возможным производить это взрывчатое вещество в промышленных масштабах. Нитрокрахмал известен с 1883 года, когда Браконно открыл его и назвал ксилоидином. Его формула C_{6}H_{8}O_{3}(NO_{3})_{2}, но д-ру Отто Мюльхаузену недавно удалось получить более высоконитрованные соединения, а именно:

(a.) C_{6}H_{7-1/2}O_{2-1/2}(NO_{3})_{2-1/2}.

(b.) C_{6}H_{7}O_{4}(NO_{3})_{3}.

Или, удваивая молекулу крахмала:

Азот. i. Тетранитрокрахмал C_{12}H_{16}O_{6}(ONO_{2})_{4} 11,11 процента ii. Пентанитрокрахмал C_{12}H_{15}O_{5}(ONO_{2})_{5} 12,75 » iii. Гексанитрокрахмал C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6} 14,14 »

Он рассматривает их как истинные эфиры (сложные эфиры) азотной кислоты. Так, при обработке серной кислотой эти соединения дают NO_{3}H, при этом остаток O.NO_{2} по-видимому замещается остатком серной кислоты. При обработке раствором хлорида железа(II) регенерируются оксид азота и «растворимый» крахмал. При встряхивании с серной кислотой над ртутью весь азот выделяется в виде NO.

Тетранитрокрахмал готовится в больших масштабах следующим образом: берется некоторое количество картофельного крахмала и выдерживается в подходящем сушильном аппарате при температуре 100° C до полного удаления всей содержащейся в нем влаги. Затем его измельчают в мелкий порошок и растворяют в азотной кислоте с удельным весом 1,501. Сосуд, в котором осуществляется это растворение, изготовлен из свинца и должен быть снабжен двумя рубашками, охлаждаемыми водой. Кроме того, он должен быть оснащен винтовой мешалкой для обеспечения свободной циркуляции азотной кислоты. Навеска крахмала вводится через отверстие в крышке этого сосуда для переваривания, при этом пропорции кислоты к крахмалу составляют 10 килограммов крахмала на 100 килограммов кислоты. Температура поддерживается в пределах от 20° до 25° C. Когда растворение крахмала завершено, жидкость направляется в осадительный аппарат, который также снабжен охлаждающей рубашкой для регулирования температуры. Дно этого сосуда двойное и перфорированное, и на него помещается слой пироксилина, выполняющий роль фильтра. Этот сосуд заполняется отработанной нитросерной кислотой, полученной в качестве отхода на производстве нитроглицерина, и раствор крахмала в азотной кислоте распыляется в него через инжектор, работающий на сжатом воздухе, благодаря чему нитрокрахмал выпадает в осадок в виде мелкозернистого порошка.

Для осаждения 100 кг кислотного раствора крахмала необходимо использовать 500 кг отработанной нитросерной кислоты. По мере осаждения нитрокрахмал собирается на фильтре из пироксилина, а кислотный раствор сливается через кран, расположенный под перфорированным двойным дном сосуда, разумеется, ниже фильтрующей прокладки. Осажденный крахмал дополнительно очищается от кислоты путем многократных промывок и прессования, пока не будут устранены все следы кислотности и вещество не проявит нейтральную реакцию. Следующим этапом является обработка нитрокрахмала 5-процентным раствором соды, в контакте с которым его выдерживают не менее двадцати четырех часов. Затем продукт измельчается до получения своего рода «молока» или эмульсии и, наконец, обрабатывается раствором анилина, так что при прессовании в брикеты он содержит около 33 процентов воды и 1 процент анилина.

Д-р Мюльхаузен, работая в лаборатории по этим методикам, получил нитрокрахмал, содержащий 10,96 и 11,09 процента азота. В порошкообразном состоянии он имеет белоснежный цвет; при трении электризуется; он очень стабилен и растворим даже в холодном нитроглицерине. Он также получил тетранитрокрахмал, содержащий 10,58 и 10,50 процента азота, путем вливания воды в раствор крахмала в азотной кислоте, который выдерживался в течение нескольких дней. Вещество, полученное таким образом в лаборатории, обладало всеми свойствами вещества, приготовленного по другому процессу.

Получение пентанитрокрахмала осуществляется путем добавления 20 г рисового крахмала — предварительно высушенного при температуре 100° C для удаления всей влаги — к смеси 100 г азотной кислоты с удельным весом 1,501 и 300 г серной кислоты с удельным весом 1,8 (при этом одновременно образуется некоторое количество тетранитрокрахмала). После выдержки в контакте с этими смешанными кислотами в течение одного часа крахмал претерпевает изменение, и массу теперь можно выгрузить в большое количество воды, а затем промыть сначала водой, а в конечном итоге — водным раствором соды. Выход в экспериментах д-ра Мюльхаузена составил 147,5 процента.

Полученное таким образом вещество нагревают со спиртоэфирной смесью, эфир отгоняют, и пентанитрокрахмал выпадает в осадок, в то время как тетранитрокрахмал, образовавшийся одновременно, остается в растворе в спирте. В полученном по этому процессу продукте содержалось 12,76 и 12,98 процента азота, тогда как растворимый тетранитрокрахмал содержал 10,45 процента.

Гексанитрокрахмал является продуктом, образующимся преимущественно при обработке 40 г сухого крахмала 400 г азотной кислоты с удельным весом 1,501 с выдержкой в течение двадцати четырех часов; затем 200 г этой смеси вливают в 600 куб. см серной кислоты плотностью 66° Б. Результатом этой манипуляции является белый осадок, который содержит 13,52–13,23 и 13,22 процента азота и, следовательно, состоит из смеси пента- и гексанитрокрахмала.

Эксперименты, проведенные с этими веществами, показали, что те из них, которые были получены путем осаждения нитрокрахмала крепкой серной кислотой, менее стабильны по своему характеру или свойствам, чем те, которые осаждались водой или слабой серной кислотой. Д-р Мюльхаузен придерживается мнения, что, возможно, в первом случае может образовываться сульфогруппа, которая в небольшом количестве может вызывать эту нестабильность.

В следующей таблице показано поведение этих веществ, приготовленных различными способами и в различных условиях:

__________________________________________________________________ | | | | ОБРАЗЦЫ. | | |____________________________________________| | | | | | | | | A. | B. | C. | D. | E. | Температура воспламенения | 175° C. | 170° C. | 152° C. | 121° C. | 155° C. | Стабильность | Стабилен | Стабилен | Нестабилен | Нестабилен | Нестабилен | Процент N. | 11,02 | 10,54 | 12,87 | 12,59 | 13,52 | 96-процентный спирт | Раств. | Раств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Эфир | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Нераств. | Спиртоэфирная смесь | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Уксусный эфир | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. | Раств. |_____________________|________|________|________|________|________|

Эти образцы были приготовлены следующим образом:

A. Из 1 части азотной кислоты и 2 частей серной кислоты (содержащей 70 процентов H_{2}O). B. Из 1 части азотной кислоты и воды. C. Из 1 части азотной и 3 частей H_{2}SO_{4} (конц.). D. Из 1 части азотной и 3,5 частей конц. H_{2}SO_{4}. E. Из 1 части азотной и 3 частей конц. H_{2}SO_{4}.

Д-р Мюльхаузен придерживается мнения, что эти соединения могут быть использованы на практике для производства хорошего бездымного пороха. Он рекомендует следующие пропорции и метод. Шесть граммов нитроджута и 2 грамма нитрокрахмала смешиваются вместе и смачиваются уксусным эфиром. Затем эти ингредиенты перерабатываются в однородную массу и сушатся при температуре в диапазоне от 50° до 60° C. Он сам приготовил такой бездымный порох, который, как оказалось, содержит 11,54 процента азота и был очень стабилен. Более подробную информацию о работе д-ра Мюльхаузена над нитрокрахмалом можно найти в Dingler's Polytechnisches Journal, статья «Die höhren Salpetersäureäther der Stärke», 1892, том 284, стр. 137–143, а библиографию по 1892 год — в Arms and Explosives, декабрь 1892 года.

М. Бертло указывает теплоту образования нитрокрахмала как 812 кал. на 1 г, а теплоту полного сгорания — как равную 706,5 кал. на 207 г, или 3413 кал. на 1 г. Теплоту разложения можно было бы рассчитать только в том случае, если бы были известны продукты разложения, но они до сих пор не изучены, а количество кислорода, содержащегося в соединении, далеко не достаточно для его полного сгорания. Бертло и Вьель установили, что средние скорости для нитрокрахмального пороха (плотность заряда около 1,2) в оловянной трубке с внешним диаметром 4 мм в двух экспериментах составили 5222 м и 5674 м. В оловянной трубке с внешним диаметром 5,5 мм скорость составила 5815 м, а в свинцовой трубке — 5006 м (плотность 1,1–1,2). Крахмальный порох гигроскопичен, нерастворим в воде и спирте. В сухом виде он очень взрывоопасен и воспламеняется при температуре около 350° F. Г-н Альфред Нобель получил патент (англ. пат. № 6560, 88) на использование нитрокрахмала. Его изобретение относится к обработке нитрокрахмала и нитродекстрина с целью получения взрывчатого пороха, который должен использоваться вместо пороха. Он смешивает эти материалы с нитроцеллюлозой и растворяет все в ацетоне, который впоследствии отгоняется. Таким образом достигается идеальное смешение ингредиентов.

~Нитроджут.~ — Получается путем обработки джута азотной кислотой. Его свойства были изучены г-дами Кроссом и Беваном (Jour. Chem. Soc., 1889, 199) и Мюльхаузеном. Последний использовал для его нитрования кислотную смесь, состоящую из равных частей азотной и серной кислот, которой давали воздействовать на джут в течение некоторого времени. Он обнаружил, что при длительном воздействии, т. е. от трех до четырех часов в кислотах, происходит распад пучков волокон, а нитрование сопровождается вторичным разложением и превращением в продукты, растворимые в кислотной смеси. Работа Кросса и Бевана по этому вопросу приводит их к выводу, что максимальный выход нитрата представлен увеличением веса на 51 процент. Они дают джуту эмпирическую формулу C_{12}H_{18}O_{9} (C = 47 процентов, H = 6 процентов и O = 47 процентов) и полагают, что его превращение в нитросоединение происходит следующим образом:

C_{12}H_{18}O_{9} + 3HNO_{3} = C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{3} + 3H_{2}O. Это эквивалентно увеличению веса на 44 процента для тринитрата и на 58 процентов для тетранитрата. Образование тетранитрата, по-видимому, является пределом нитрования джутового волокна. Другими словами, если мы представим молекулу лигноцеллюлозы формулой C_{12}, она будет содержать четыре гидроксильные (OH) группы, или на две меньше, чем целлюлоза, представленная аналогичным образом. Ниже приведены результаты их нитрования:

Использованные кислоты: I. HNO_{3} уд. вес 1,43 и H_{2}SO_{4} = 1,84 в равных частях. II. 1 объем HNO_{3} (1,5), 1 объем H_{2}SO_{4} (1,84). III. 1 объем HNO_{3} (1,5), 75 объемов H_{2}SO_{4} (1,84).

I. = 144,4; II. = 153,3; III. = 154,4 г; во всех трех случаях использовалось 100 г волокна.

Продолжительность воздействия — тридцать минут при 18° C.

Азот был определен в продуктах и составил 10,5 процента. Теоретическое значение для C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{3} = 9,5 процента, а для C_{12}H_{15}O_{6}(NO_{3})_{4} = 11,5 процента. Эти нитраты напоминают нитраты целлюлозы и по всем существенным пунктам являются нитратами лигноцеллюлозы.

Мюльхаузен получил гораздо меньший выход, и, вероятно, как указали Кросс и Беван, произошло вторичное разложение, и поэтому его продукты, вероятно, ближе к производным целлюлозы, чем к производным лигноцеллюлозы, поскольку более окисляемые, нецеллюлозные или лигноновые компоненты были разложены. Фактически, он рассматривает свой продукт как пентанитрат целлюлозы (C_{12}H_{16}O_{5}(ONO_{2})_{5}). В Chemiker Zeitung, xxi., стр. 163, содержится еще одна статья Мюльхаузена о взрывчатом нитроджуте. После очистки джутового волокна путем кипячения его с 1-процентным раствором карбоната натрия и промывки водой он обработал 1 часть очищенного джута 15 частями нитросерной кислоты и получил следующие результаты при различных пропорциях азотной и серной кислот:

Выход Температура Азот. процентов воспламенения Эксперимент I.— 1. HNO_{3} 1. H_{2}SO_{4} 129,5 170° C. 11,96% » II. » 2. » 132,2 167° C. 12,15% » III. » 3. » 135,8 169° C. 11,91%

Эксперимент, проведенный с тонким чесаным джутом и той же смесью кислот, что и в № II, дал 145,4 процента нитроджута, который воспламенялся при 192° C и содержал 12 процентов азота. Это взрывчатое вещество в настоящее время не производится в больших масштабах, и г-да Кросс и Беван придерживаются мнения, что нет особого преимущества в использовании лигнифицированного текстильного волокна в качестве сырья для получения взрывчатых нитратов, учитывая, что большое количество сырья, содержащего целлюлозу (главным образом в виде хлопка), можно получить по более низкой цене, и оно также дает 150–170 процентов взрывчатого материала при нитровании и во многих отношениях превосходит продукты, полученные до сих пор из джута.

~Нитроманнит~ образуется в результате действия азотной кислоты на маннит, шестиатомный спирт, тесно связанный с сахаром. Он в изобилии встречается в манне, которая представляет собой частично высушенный сок ясеня манного (Fraxinus ornus). Он образуется при молочнокислом брожении сахара, а также при действии зарождающегося водорода на глюкозу и целлюлозу или на инвертный сахар. Его формула C_{6}H_{8}(OH)_{6}, а нитроманнита — C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6}. Маннит кристаллизуется в виде игл или ромбических призм, которые растворимы в воде и спирте и имеют сладкий вкус. Нитроманнит образует белые игольчатые кристаллы, нерастворимые в воде, но растворимые в эфире или спирте. При быстром нагревании они воспламеняются при температуре около 374° F и взрываются при температуре около 590° F. Он более чувствителен к трению и ударам, чем нитроглицерин, и, если он не чист, склонен к самопроизвольному разложению. Он считается азотнокислым эфиром шестиатомного спирта маннита. Он образуется в результате действия смеси азотной и серной кислот на маннит —

C_{6}H_{8}(OH)_{6} + 6HNO_{3} = C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6} + 6H_{2}O. Продукты его взрыва показаны в следующем уравнении:

C_{6}H_{8}(NO_{3})_{6} = 6CO_{2} + 4H_{2}O + 3N_{2} + O_{2}. Его процентный состав следующий: углерод — 15,9 процента; водород — 1,8 процента; азот — 18,6 процента; и кислород — 63,7 процента. Его температура плавления составляет 112–113° C, и он затвердевает при 93°. При тщательном приготовлении и очистке путем перекристаллизации из спирта, а также при хранении в защищенном от солнечного света месте он может храниться несколько лет без изменений.

Нитроманнит опаснее нитроглицерина, так как он более чувствителен к ударам. По своим разрушительным свойствам он занимает промежуточное положение между нитроглицерином и фульминатом ртути. Он взрывается от удара меди о железо или медь, и даже фарфора о фарфор, при условии, что последний удар будет сильным. Его теплота образования из элементов составляет +156,1 калории. Он не производится в промышленных масштабах.

Помимо уже описанных нитросоединений, существует много других, но они имеют малое значение, и ни одно из них не производится в больших масштабах. Среди таких веществ — нитроуголь, который изготавливается путем действия азотной кислоты на уголь; нитроклей — продукт, получаемый в результате действия азотной кислоты на рыбий клей или желатин, вымоченный в воде. Затем его обрабатывают обычными кислотами.

Другой метод заключается в том, чтобы поместить крепкий клей в холодную воду до тех пор, пока он не впитает максимальное количество последней. Смесь затвердевает при добавлении азотной кислоты, нитруется обычным способом и хорошо промывается. Глиоксилин Абеля — это всего лишь нитрованный пироксилин, пропитанный нитроглицерином. Нитролигнин — это всего лишь нитроцеллюлоза, изготовленная из древесины вместо хлопка; а нитросолома — также всего лишь нитроцеллюлоза. Взрывчатое вещество, известное как взрывчатка Кейля, содержит нитроглюкозу. Также была предложена нитропатока, которая является жидким продуктом, и нитросахароза — продукт, получаемый путем нитрования сахара. Это белое, песчанистое, взрывчатое вещество, растворимое в спирте и эфире. При изготовлении из тростникового сахара оно не кристаллизуется; но если изготовлено из молочного сахара, то кристаллизуется. Оно использовалось в капсюлях-детонаторах, будучи сильнее и быстрее нитроглицерина. Однако оно очень чувствительно, очень гигроскопично и очень склонно к разложению. Нитрогудрон изготавливается из сырого каменноугольного масла путем нитрования азотной кислотой с удельным весом от 1,53 до 1,54. Нитротолуол используется в смеси с нитроглицерином. Этот список, однако, не исчерпывает все различные вещества, которые были нитрованы и предложены в качестве взрывчатых веществ. Экспериментировали даже с такими маловероятными веществами, как конский навоз. Ни одно из них не используется очень широко, и очень немногие из них производятся в промышленных масштабах.

ГЛАВА IV.

ДИНАМИТ И ЖЕЛАТИНЫ. Кизельгуровый динамит — Классификация динамитов — Свойства и эффективность обычного динамита — Другие формы динамита — Желатин и желатиновые динамиты, подходящий пироксилин для них и его обработка — Другие используемые материалы — Состав гелигнита — Взрывчатый желатин — Желатин-динамит — Абсорбирующие материалы — Древесная масса — Нитрат калия и т. д. — Производство и используемая аппаратура, а также свойства желатиновых динамитов — Кордит — Состав и производство.

~Динамит.~ — Динамит состоит из нитроглицерина, либо поглощенного каким-либо пористым материалом, либо смешанного с каким-либо другим веществом или веществами, которые являются либо взрывчатыми, либо просто инертными материалами. Среди используемых пористых веществ — кизельгур, кремнистая земля, состоящая главным образом из скелетов различных видов диатомовых водорослей. Эта земля встречается в пластах, в основном в Ганновере, Швеции и Шотландии. Лучшим качеством для целей производства динамита является то, которое содержит наибольшее количество длинных трубчатых бациллярий и меньше круглых и ланцетовидных форм, таких как плевросигмы и диклиохи, поскольку трубчатые диатомеи лучше поглощают нитроглицерин, и он упаковывается в центр кремнистого скелета диатомей, при этом скелет действует как своего рода забойка, увеличивая интенсивность взрыва.

Динамиты классифицируются покойным полковником Кандилом, R.A., в его «Словаре взрывчатых веществ» следующим образом:

1. Динамиты с инертной основой, действующей только как абсорбент.

2. Динамиты с активной основой, т. е. взрывчатой основой. № 2 можно снова разделить на три подкласса, которые содержат в качестве основы —

(a.) Древесный уголь.

(b.) Порох или другую смесь нитратов или хлоратов.

(c.) Пироксилин или другое нитросоединение (нитробензол и т. д.).

Первый из них, а именно древесный уголь, был одним из первых когда-либо использовавшихся абсорбентов для нитроглицерина; второй представлен хорошо известным порохом «Атлас»; а последний включает хорошо известные и широко используемые желатиновые соединения, а именно гелигнит и желатин-динамит, а также тонит № 3 и т. д.

В 1867 году Нобель произвел динамит, поглотив нитроглицерин в инертном веществе, образовав пластичную массу. В своем патенте он говорит: «Это изобретение относится к использованию нитроглицерина в измененном состоянии, что делает его гораздо более практичным и безопасным для использования. Измененное состояние нитроглицерина достигается путем его поглощения в пористых невзрывчатых веществах, таких как древесный уголь, кремнезем, бумага или подобные материалы, благодаря чему он превращается в порошок, который я называю динамитом, или безопасным порошком Нобеля. Благодаря поглощению нитроглицерина в каком-либо пористом веществе он приобретает свойство быть в высокой степени нечувствительным к ударам, а также его можно сжигать на огне без взрыва».

Обычный динамит состоит из смеси 75 процентов нитроглицерина и 25 процентов кизельгура. Гура, как она импортируется (г-да А. Хааке и Ко являются основными импортерами), содержит от 20 до 30 процентов воды и органических веществ. Воду можно очень легко оценить, высушив взвешенное количество в платиновом тигле при 100° C в течение некоторого времени и взвесив повторно, а органические вещества — путем сильного прокаливания остатка над горелкой Бунзена. Прежде чем гур можно будет использовать для изготовления динамита, его необходимо прокалить, чтобы избавиться не только от влаги, но и от органических веществ.

Хорошая гура должна поглощать в четыре раза больше своего веса нитроглицерина и при этом образовывать сравнительно сухую смесь. Она должна быть бледно-розового, красно-коричневого или белого цвета. Розовая обычно предпочтительнее, и она должна быть как можно более свободной от песка любого рода, частиц кварца и т. д., должна быть гладкой на ощупь при растирании между пальцами и показывать большое количество диатомей при рассмотрении под микроскопом. Ниже приведен анализ высушенного образца кизельгура: кремнезем — 94,30; магнезия — 2,10; оксид железа и глинозем — 1,3; органические вещества — 0,40; влага — 1,90 процента.

Гур обычно сушат в отражательной муфельной печи. Его рассыпают на дне слоем толщиной 3 или 4 дюйма и время от времени переворачивают и разравнивают железной граблей или мотыгой. Температура должна быть достаточно высокой, чтобы гур стал раскаленным, иначе органические вещества не выгорят. Время, затрачиваемое на прокаливание, будет, конечно, зависеть от качества обрабатываемого гура. Те, что содержат высокий процент воды и органических веществ, конечно, потребуют больше времени, чем те, что их не содержат. Образец прокаленного гура не должен содержать более 0,5 процента влаги и органических веществ вместе взятых.

После того как гур высохнет, его необходимо просеять и измельчить. Измельчение производится путем пропускания его между железными валками, закрепленными в нижней части конуса или бункера и вращающимися с умеренной скоростью. Под валками должно быть помещено мелкое сито, через которое должен проходить гур.

Кизельгур, будучи высушенным, измельченным и просеянным, должен быть упакован в мешки, и следует позаботиться о том, чтобы он снова не впитал влагу, так как если он содержит что-либо выше примерно пяти десятых процента воды, это вызовет выпотевание динамита, изготовленного из него. Подготовленный таким образом гур доставляется в опасную зону и смешивается с нитроглицерином. Используемый нитроглицерин должен быть совершенно свободным от воды, прозрачным и должен выстояться день или два в осадительном цехе. Гур и нитроглицерин смешиваются в свинцовых баках (около 1,5 фута глубиной и 2–3 фута длиной) в пропорции 75 частей нитроглицерина к 25 частям гура, если только не обнаружится, что гур слишком гигроскопичен, что приведет к тому, что динамит будет слишком сухим и будет крошиться. В этом случае к гуру следует добавить небольшое количество сульфата бария, скажем, около 1 процента. Это уменьшит его поглощающую способность, или же высокопоглощающий образец гура можно смешать с образцом с меньшей поглощающей способностью в пропорциях, найденных экспериментально наиболее подходящими для получения достаточно влажного, но не выпотевающего динамита.

Само смешивание обычно выполняется в отдельном помещении. В ряде баков, футерованных свинцом, взвешивается гур, помещается в бак, и на него выливается нитроглицерин. Нитроглицерин можно взвешивать в ведрах из индийской резины. Затем все перемешивается вручную, хорошо растирается между руками, а после этого пропускается через сито. На этой стадии динамит должен быть сухим, порошкообразным и иметь однородный цвет.

Теперь он готов к изготовлению патронов, и его следует перенести в патронные домики. Это небольшие здания, окруженные валами, в которых находится одна патронная машина. Каждому домику требуется три работницы — одна для работы на прессе и две для упаковки патронов. Патронный пресс состоит из короткого цилиндра диаметром с патрон, который предполагается изготовить. В этот цилиндр поршень, заостренный слоновой костью или деревом бакаут, движется вверх и вниз от пружины, приводимой в действие рычагом. Вокруг верхнего края цилиндра закреплен холщовый мешок, в который с помощью деревянного совка помещается порошкообразный динамит, и опускающийся поршень проталкивает динамит вниз по цилиндру и наружу из открытого конца, где спрессованный динамит можно разломить на удобные отрезки. Вся машина должна быть изготовлена из пушечного металла и должна стоять вертикально у стены здания. Две работницы, сидящие за столами, расположенными по обе стороны от пресса, заворачивают патроны в пергаментную бумагу. Из этих домиков патроны каждые десять минут или четверть часа собираются мальчиками и доставляются в упаковочное отделение, где они упаковываются в картонные коробки по 5 фунтов, которые затем дополнительно упаковываются в ящики из еловой древесины, выложенные индийской резиной и герметично закрытые. Деревянные крышки затем прибиваются латунными или цинковыми гвоздями, а снаружи наклеивается этикетка с указанием веса и описания содержимого. Затем ящики следует перенести на склады. Хорошо брать определенное количество патронов из упаковочного отделения в разное время в течение дня, скажем, три или четыре образца, и проверять их с помощью теплового теста. Образец, вырезанный из патрона, длиной около 1 дюйма, следует поместить под стеклянный колпак вместе с водой (фактически, в большой эксикатор) и оставить на несколько дней. Хороший динамит при таких условиях не должен проявлять никаких признаков выпотевания даже спустя недели.[A]

[Сноска A: Для анализа динамита см. главу «Анализ» и статью автора в Chem. News, 23 сентября 1892 г.]

~Свойства кизельгурового динамита.~ — Один кубический фут динамита весит 76 фунтов 4 унции. Удельный вес 75-процентного динамита, однако, составляет 1,50. Он красного или серого цвета и довольно жирный на ощупь. Он гораздо менее чувствителен к ударам, чем нитроглицерин, но иногда взрывается от удара винтовочной пули или при ударе. Добавление нескольких процентов камфоры значительно уменьшит его взрывчатые свойства до такой степени, что он может стать невзрывоопасным, за исключением случаев применения очень сильного фульминатного детонатора. Прямой контакт с водой разрушает динамит, отделяя нитроглицерин, поэтому при использовании его в сырых местах необходима большая осторожность. Он замерзает при температуре около 40° по Фаренгейту (4° C) и остается замерзшим при температурах, значительно превышающих эту точку. В замерзшем состоянии он сравнительно бесполезен как взрывчатое вещество и должен оттаиваться с осторожностью. Лучше всего это делать, помещая патроны в грелку, которая представляет собой жестяную банку с двойными стенками и дном, в которую можно налить горячую воду (130° по Фаренгейту). Динамиту потребуется некоторое время, прежде чем он станет мягким. Ни в коем случае нельзя класть его на горячую плиту или рядом с огнем, так как таким образом произошло много серьезных несчастных случаев.

Замерзший динамит представляет собой твердую массу с измененными свойствами и требует 1,5 г фульмината вместо 0,5 г для взрыва. Оттаивание также может вызвать выпотевание нитроглицерина, который гораздо более чувствителен к ударам, и если его случайно ударить железным инструментом, он может взорваться. Опасно резать замерзший патрон ножом. Трамбование еще опаснее; на самом деле, использовать динамит в замерзшем состоянии не только опасно, но и расточительно.