«Нитро-взрывчатые вещества: Практический трактат»

Динамит взрывается при температуре 360° по Фаренгейту и очень чувствителен к трению в горячем состоянии. В жарких странах его никогда не следует подвергать воздействию солнечных лучей. Его, однако, не следует хранить в сыром или влажном месте, так как это может вызвать выпотевание. Солнечный свет, если он прямой, может вызвать медленное разложение, как и у всех нитро- и азотнокислых соединений. Электрические искры воспламеняют его, не взрывая, по крайней мере при работе на открытом воздухе.

Динамит, изготовленный из нейтрального нитроглицерина, по-видимому, хранится бесконечно долго. Карбонат натрия или кальция в количестве до 1 процента часто добавляется в динамит для обеспечения его нейтральности. Однако, если он начал претерпевать изменения, он быстро становится кислым и иногда взрывается самопроизвольно, особенно если находится в прочных оболочках. Тем не менее, нейтральный и хорошо изготовленный динамит хранился годами на складе без потери своей взрывной силы. Если вода вступает с ним в контакт, нитроглицерин постепенно вытесняется из кремнезема (гура). Это действие имеет тенденцию делать весь влажный динамит опасным.

Было замечено, что динамит, изготовленный с древесными опилками, можно увлажнить, а затем высушить без заметных изменений, и от 15 до 20 процентов воды можно добавить в целлюлозный динамит, не лишая его способности взрываться от сильного детонатора (это похоже на влажный пироксилин). Однако он становится гораздо менее чувствительным к ударам. Что касается мощности динамита № 1, эксперименты, проведенные в свинцовых цилиндрах, дают относительную величину динамита № 1 — 1,0; взрывчатого желатина — 1,4; и нитроглицерина — 1,4. Теплота, выделяемая при внезапном взрыве динамита, такая же, как и его теплота сгорания,[A] и пропорциональна весу нитроглицерина, содержащегося в смеси. Образующиеся газы — это углекислый газ, вода, азот и кислород.

[Сноска A: Бертло, «Взрывчатые вещества и их сила».]

«Взрывная волна» (по Бертло) для динамита составляет около 5000 метров в секунду. С такой скоростью взрыв патрона длиной в фут занял бы всего 1/24000 часть секунды, в то время как тонна динамитных патронов диаметром около 7/8 дюйма, уложенных в ряд и измеряемых в одну милю длиной, была бы взорвана за четверть секунды путем детонации патрона на любом конце.[A] Г-н К. Нэпир Хейк, F.I.C., инспектор по взрывчатым веществам правительства Виктории, в своей статье «Заметки о взрывчатых веществах» говорит: «Теоретическая эффективность взрывчатого вещества не может быть реализована на практике в полезной работе по нескольким причинам, как, например, при взрывных работах в скальных породах —

«1. Неполное сгорание.

«2. Сжатие и химические изменения, вызванные в окружающем материале.

«3. Энергия, затраченная на растрескивание и нагревание материала, который не перемещается.

«4. Утечка газа через взрывное отверстие и трещины, вызванные взрывом.

«Полезная работа состоит частично в перемещении разрушенных масс. Доля полезной работы, которую можно получить, оценивается по-разному: от 14 до 33 процентов от теоретического максимального потенциала».

[Сноска A: К. Н. Хейк, «Заметки о взрывчатых веществах», Jour. Soc. Chem. Ind., 1889.]

Среди различных форм динамита, которые производятся, есть карбодинамит, изобретение г-д Уолтера Ф. Рида и У. Д. Борланда. Основой является нитроглицерин, а абсорбентом — углерод в виде жженой пробки. Он такой же дешевый, как обычный динамит, и обладает большей взрывной силой, поскольку 90 процентов смеси составляет чистый нитроглицерин, а сам абсорбент является высоко горючим. Также утверждается, что если этот динамит намокнет, выпотевания не происходит.

Порох «Атлас» — это динамит, производимый главным образом в Америке на химическом заводе «Репанно» в Филадельфии. Это композиция из нитроглицерина, древесной массы, нитрата натрия и карбоната магния. Это было взрывчатое вещество, использовавшееся при преступлениях, совершенных в Лондоне так называемыми «динамитчиками». Различные сорта содержат от 20 до 75 процентов нитроглицерина.

Рейнский динамит, широко используемый на шахтах Корнуолла, состоит из 70 частей раствора 2–3 процентов нафталина в нитроглицерине, 3 частей мела, 7 частей сульфата бария и 20 частей кизельгура.

Кизельгуровые динамиты в значительной степени вытесняются желатиновыми взрывчатыми веществами. Покойный полковник Кандил в своем «Словаре взрывчатых веществ» приводит список из около 125 видов динамитов. Многие из них, однако, не производятся. Среди наиболее известных после обычного динамита № 1 — форсит, аммиачный динамит, литофрактер, рендок, порох «Атлас», гигант-порох и различные взрывчатые желатины. Все они содержат нитроглицерин, смешанный с множеством других веществ, таких как абсорбирующие земли, древесная масса, нитрохлопок, углерод в той или иной форме, нитробензол, парафин, сера, нитраты или хлораты и т. д.

~Взрывчатый желатин и желатин-динамит.~ — Желатиновые взрывчатые вещества, используемые главным образом, известны под названиями взрывчатый желатин, желатин-динамит и гелигнит. Все они состоят из разновидности нитроцеллюлозы, известной как коллодионный хлопок, т. е. смеси пента- и тетранитратов, растворенных в нитроглицерине и приготовленных с различными пропорциями древесной массы и некоторого нитрата или другого материала подобного характера. Поскольку пироксилин содержит слишком мало кислорода для полного сгорания, а нитроглицерин — в избытке, смесь этих двух веществ очень полезна.

Взрывчатый желатин состоит из коллодионного хлопка и нитроглицерина без какого-либо другого вещества и был запатентован г-ном Альфредом Нобелем в 1875 году. Это прозрачное, полупрозрачное, желеобразное вещество с удельным весом от 1,5 до 1,55, слегка эластичное, напоминающее индийскую резину, и обычно состоит из 92–93 процентов нитроглицерина и 7–8 процентов нитрохлопка. Хлопок, из которого он изготовлен, должен быть хорошего качества. Ниже приведен анализ образца нитроцеллюлозы, из которой получился очень хороший желатин:

Растворимый хлопок 99,118 процента Пироксилин 0,642 » Ненитрованный хлопок 0,240 » Азот 11,64 » Общая зола 0,25 »

Растворимый хлопок, который представляет собой смесь тетра- и пентанитратов, растворим в спиртоэфирной смеси, а также в нитроглицерине и многих других растворителях, тогда как гексанитрат (пироксилин), C_{12}H_{14}O_{4}(ONO_{2})_{6}, нерастворим в вышеуказанных жидкостях, хотя он растворим в ацетоне или уксусном эфире. Поэтому очень важно, чтобы нитрохлопок, используемый в производстве желатиновых взрывчатых веществ, был как можно более свободным от пироксилина, иначе в готовом желатине останутся маленькие комочки нерастворенного нитрохлопка. Ненитрованный или неконвертированный хлопок также должен быть очень низким, фактически значительно ниже 1/2 процента.

Используемые пироксилин и нитроглицерин должны всегда проходить предварительную проверку с помощью тепловой пробы, поскольку, если они по отдельности не выдерживают это испытание, нельзя ожидать, что изготовленный из них желатин будет его выдерживать. Однако часто случается, что, хотя оба ингредиента по отдельности проходят это испытание до смешивания, после производственного процесса один из них, другой или оба перестают его выдерживать.

Наиболее подходящим для изготовления желатина является мелко измельченный пироксилин. Если он недостаточно мелкий, его необходимо пропустить через мелкое сито из латунной проволоки. Выяснится, что его нужно протирать вручную, и он вовсе не пройдет через сито, если будет хоть немного влажным. Поэтому лучше сначала его высушить. Процентное содержание азота в нитрованном хлопке должно быть более 11 процентов. Он должен быть максимально очищен от песка или примесей и при воспламенении давать лишь незначительное количество золы, не более 0,25 процента. Хлопок, который обычно упаковывают влажным в обитые цинком деревянные ящики, потребует сушки, так как крайне важно, чтобы ни один из материалов, используемых при производстве желатина, не содержал более чем следовых количеств воды. В противном случае желатин, полученный из них впоследствии, почти наверняка будет выделять жидкость, станет опасным и сравнительно бесполезным. Кроме того, будет гораздо труднее добиться растворения пироксилина в нитроглицерине, если любой из них содержит воду.

Чтобы выяснить, сколько времени требуется для сушки любого образца хлопка, следует взять пробу из центра нескольких ящиков, тщательно перемешать ее, отвесить около 1000 граммов, разложить на бумажном лотке, взвесить, а затем поместить все это в водяной сушильный шкаф при температуре 100° C и сушить в течение часа или около того, после чего снова взвесить и рассчитать процент влажности по потере веса. Это послужит ориентиром для определения времени, которое хлопок, вероятно, должен будет провести в сушильном помещении. Образцы обычно содержат от 20 до 30 процентов воды. После сушки в течение сорока восьми часов образец следует снова высушить в шкафу при 100° C и определить влажность, и так далее с интервалами, пока не будет установлено, что основная масса хлопка сухая, то есть содержит от 0,25 до 0,5 процента влаги. Затем он готов к просеиванию. Во время перемещения в помещение для просеивания и самого процесса просеивания хлопок следует как можно меньше подвергать воздействию воздуха, так как сухой пироксилин поглощает до 2 процентов влаги из воздуха при обычных температурах и средней сухости.

Сушильное помещение обычно представляет собой деревянное здание, внутри которого установлены полки или, скорее, каркас для размещения ящиков, изготовленных из дерева, с дном из латунной или медной проволочной сетки. Поток горячего воздуха пропускается через полки и над поверхностью хлопка, который разложен на них слоем толщиной около 2 дюймов. Этот поток воздуха можно получить любым удобным способом, например, с помощью вентилятора или воздуходувки Рутса, при этом воздух перед входом в здание проходит над горячими кирпичами или трубами с горячей водой. Хлопок также следует периодически переворачивать вручную, чтобы свежая поверхность постоянно подвергалась воздействию горячего воздуха. Само здание может отапливаться трубами с горячей водой, но ни в коем случае нельзя оставлять трубы открытыми. Все они должны быть очень тщательно закрыты деревянными конструкциями, потому что при перемещении сухого пироксилина, например, при его переворачивании, очень мелкие частицы попадают в воздух и, постепенно оседая на трубах, подоконниках и т. д., могут сильно нагреваться, когда малейшее трение может вызвать взрыв. Именно по этой причине данное помещение следует очень тщательно подметать каждый день. Также весьма желательно, чтобы пол этого помещения был покрыт клеенкой или линолеумом, так как, будучи мягкими, они уменьшают трение.

В этом здании всегда следует носить обувь с мягкой подошвой, а где-то в центре помещения должен висеть термометр; один термометр также следует держать в одном из лотков, чтобы знать температуру хлопка, особенно на дне лотков. Следует выбрать тот лоток, который находится ближе всего к входу горячего воздуха. Если температура в помещении поддерживается на уровне около 40° C, этого будет вполне достаточно. Здание, конечно, должно быть должным образом вентилируемым, и будет очень полезно сделать стены двойными, заполнив промежуток между ними шлаком, а крышу покрыть войлоком, так как это помогает предотвратить потерю тепла через излучение и сохранить равномерную температуру, что весьма желательно.

Полученный таким образом сухой хлопок, если он еще недостаточно мелкий, следует просеять через латунное сито и упаковать для использования в герметичные цинковые ящики или резиновые мешки. Различные желатиновые составы: гелигнит, желатин-динамит и взрывчатый желатин — производятся совершенно одинаково. Формы, известные как желатин-динамит, отличаются от взрывчатого желатина содержанием определенных пропорций древесной массы, нитрата калия и т. д. Ниже приведены анализы некоторых типичных образцов этих трех составов:

Гелигнит. Желатин-динамит. Взрывчатый желатин.

Нитроглицерин 60,514 71,128 92,94 процента. Нитроцеллюлоза 4,888 7,632 7,06 процента. Древесная масса 7,178 4,259 … процента. Нитрат калия 27,420 16,720 … процента. Вода … 0,261 … процента.

Таким образом, гелигнит и желатин-динамиты состоят из взрывчатого желатина, загущенного смесью поглощающих материалов. Хотя взрывчатый желатин по весу более мощный, его труднее изготовить, чем любой из двух других составов, поскольку несколько сложно добиться того, чтобы он выдерживал испытания на выделение жидкости и плавление. Более высокий процент пироксилина также делает его дорогим.

Когда сухой пироксилин, тщательно отвешенный в пропорциях, необходимых для взрывчатого желатина или любого другого желатинового взрывчатого вещества, доставляется в цех по производству желатина, его помещают в желоб с свинцовой футеровкой и заливают необходимым количеством чистого сухого нитроглицерина. Затем все это тщательно перемешивают и поддерживают при температуре от 40° до 45° C. Не следует допускать повышения температуры намного выше 40° C; однако более высокие температуры могут быть использованы, если пироксилин очень «упрямый»[A] и не растворяется. В этом случае, однако, следует соблюдать большую осторожность. Смесь должна постоянно перемешиваться рабочим с помощью деревянной лопатки в течение не менее получаса. При температуре от 40° до 45° нитроглицерин воздействует на пироксилин и образует желе. Без нагревания желатинизация происходит очень неполно, а при температурах ниже 40° C — очень медленно.

[Сноска A: Обычно из-за того, что пироксилин влажный.]

[Иллюстрация: РИС. 30. — СМЕСИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ВЕРНЕРА, ПФЛЕЙДЕРЕРА И ПЕРКИНСА.]

Предел температуры составляет около 50° C. Выше этой температуры желе никогда не должно нагреваться, и до 50° — только в исключительных случаях.

Резервуар, в котором изготавливается желе, имеет двойные стенки, чтобы обеспечить прохождение горячей воды между внутренней и внешней оболочками. Серия таких резервуаров обычно встраивается в деревянный каркас, а двойные оболочки соединяются так, чтобы горячая вода могла последовательно перетекать из одного в другой. Температура воды должна быть около 60° C, если предполагается желатинизация при 45° C, и около 80°, если при 50° C; но этот момент, конечно, должен быть определен экспериментально для конкретной используемой установки. Следует предусмотреть устройство, позволяющее рабочему немедленно перекрыть подачу горячей воды и пустить холодную воду через резервуары в случае, если взрывчатое вещество станет слишком горячим.

[Иллюстрация: РИС. 31. — СМЕСИТЕЛЬ Г-НА МАКРОБЕРТСА ДЛЯ ЖЕЛАТИНОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.]

Лучший способ поддерживать постоянную температуру воды — иметь большой резервуар с водой, установленный на платформе высотой 5 или 6 футов снаружи здания, который автоматически снабжается водой и в который подается пар. Термометр, вставленный в кусок пробки и плавающий на поверхности резервуара, даст возможность регулировать температуру.

Когда желе в резервуарах становится полупрозрачным, а хлопок полностью растворяется, смесь следует перенести в смесительную машину. Смесительные машины специально разработаны для этой работы и изготавливаются из железа со стальными или бронзовыми лопастями для замешивания и перемешивания, в зависимости от требований.

Подходящей машиной для этой цели является так называемый «Нитро-универсальный инкорпоратор», показанный на рис. 30, который был специально сконструирован фирмой Werner, Pfleiderer, & Perkins, Ltd. после многолетнего опыта смешивания взрывчатых материалов и в настоящее время почти исключительно принят как на государственных, так и на частных заводах. Смесительная машина г-на Джорджа МакРобертса[A], однако, которая показана на рис. 31, все еще используется на некоторых заводах для динамитного желе.

[Сноска A: См. Jour. Soc. Chem. Ind., 1890, 267.]

Если предполагается изготовление гелигнита или желатин-динамита, именно на этом этапе следует добавить соответствующие пропорции древесной массы[A] и нитрата калия, и все тщательно перемешивать в течение не менее получаса, пока различные ингредиенты не будут полностью включены в состав.

[Сноска A: Большая часть древесной массы, используемой в Англии, получается из сосен, но также используются тополь, липа, береза и бук. Она в основном импортируется в виде древесной массы. Масса готовится следующим образом: сначала удаляются кора и корни, затем бревна распиливаются на доски, из которых удаляются сучки. Куски дерева впоследствии пропускаются через машину, которая измельчает их на мелкие кусочки длиной около дюйма, которые затем дробятся между валками. Эти фрагменты окончательно варятся с раствором бисульфита натрия под давлением около 90 фунтов на квадратный дюйм, причем продолжительность варки составляет от десяти до двенадцати часов. Также использовалась сернистая кислота. Сосновая древесина дает около 45 процентов, а березовая около 40 процентов массы при обработке этим процессом. Масса впоследствии отбеливается, промывается и т. д.

Береза. Бук. Липа. Сосна. Тополь. Целлюлоза 55,52 45,47 53,09 56,99 62,77 процента. Смола 1,14 0,41 3,93 0,97 1,37 процента. Водный экстракт 2,65 2,47 3,56 1,26 2,88 процента. Вода 12,48 12,57 10,10 13,87 12,10 процента. Лигнин 28,21 39,14 29,32 26,91 20,88 процента.]

Следующий анализ древесины выполнен д-ром Г. Мюллером: — Эти смесительные машины могут приводиться в действие вручную, или в помещение может быть проведен вал, и машина может работать с помощью ремня со скоростью от двадцати до тридцати оборотов в минуту. Подшипники должны постоянно смазываться и проверяться, а взрывчатая смесь должна быть тщательно исключена из них. Когда желатиновая смесь будет тщательно перемешана и в массе не будет обнаружено частиц нитрата или древесной муки, ее следует перенести в деревянные ящики и унести к машинам для изготовления патронов, чтобы переработать в патроны.

[Иллюстрация: РИС. 32. — ПЛАН ЯЩИКА, СОДЕРЖАЩЕГО ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО, В МАШИНЕ МАКРОБЕРТСА.]

Применение тепла при производстве желе из коллодионного хлопка и нитроглицерина абсолютно необходимо, если только не используется какой-либо другой растворитель, помимо нитроглицерина, такой как ацетон, уксусный эфир, метиловый или этиловый спирт. (Все они слишком дороги, за исключением ацетона и метилового спирта, для использования в больших масштабах.) Эти жидкости не только растворяют нитроцеллюлозу в холодном состоянии, но и делают полученный желатиновый состав менее чувствительным к сотрясению и снижают его скорость взрыва (как в кордите). Они также понижают температуру, при которой нитроглицерин замерзает, т. е. они понижают точку замерзания[A] полученного желатина.

[Сноска A: Было предложено смешивать динамит с амиловым спиртом для этой цели. Также был предложен динитромонохлоргидрин.]

Готовая желатиновая паста при поступлении в патронные цеха немедленно переносится в машину для изготовления патронов, которая очень похожа на обычную машину для изготовления колбас[A] (рис. 33). Все устройство должно быть изготовлено из пушечного металла или латуни и состоит из конического корпуса, содержащего вал и шнек. Вращение вала заставляет витки шнека проталкивать желатин, загруженный через бункер сверху, к соплу, вершине конусообразного корпуса, откуда желатин выходит в виде непрерывного жгута. Сопло, конечно, имеет диаметр в соответствии с требуемым размером патрона.

[Сноска A: Г. МакРобертс, Jour. Soc. Chem. Ind., 31 марта 1890 г., стр. 266.]

[Иллюстрация: РИС. 33. — МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАТРОНОВ ДЛЯ ЖЕЛАТИНОВЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.]

Выходящий желатин, конечно, можно отрезать любой длины. Лучше всего это делать с помощью куска твердого дерева, обструганного до режущей кромки, т. е. клиновидной формы. Г-н Тренч разработал своего рода латунную раму, в которую вдавливается желатин, выходящий из сопла патронной машины, проходя по ряду канавок. Когда рама заполнена, деревянная рама, которая шарнирно прикреплена к одному концу нижней рамы и оснащена рядом латунных ножей, опускается, тем самым разрезая желатин на куски длиной около 4 дюймов.

Важно, чтобы патронные машины не имели металлических контактов внутри. Подшипник для вала шнека должен быть закреплен снаружи конуса, содержащего желатин. Одна из таких машин может перерабатывать от 5 до 10 центнеров желатина в патроны в день, в зависимости от диаметра изготавливаемых патронов.

После разрезания на куски длиной около 3 дюймов желатин заворачивается в патронную бумагу. Обычно используется водонепроницаемая бумага. Затем патроны упаковываются в картонные коробки, которые снова упаковываются в еловые ящики, обитые резиной, и завинчиваются герметично, для чего используются латунные винты или цинковые или латунные гвозди. Эти ящики отправляются на склады. Перед тем как ящики будут заколочены, следует извлечь патрон или два и проверить их с помощью тепловой пробы, пробы на разжижение и пробы на склонность к выделению жидкости. (Приложение, стр. 6, Закон о взрывчатых веществах 1875 г.) Один патрон также следует хранить на складе на случай возникновения каких-либо последующих споров после того, как основная масса материала покинула завод.

Цель пробы на разжижение состоит в том, чтобы гарантировать, что желатин сможет выдержать довольно высокую температуру (такую, с которой он может столкнуться в трюме корабля), не плавясь и не растекаясь. Испытание проводится следующим образом: цилиндр из желатин-динамита вырезается из патрона длиной, равной его диаметру. Края должны быть острыми. Этот цилиндр устанавливается вертикально на плоскую поверхность (например, бумагу), закрепляется булавкой через центр и подвергается воздействию температуры от 85° до 90° F в течение 144 часов подряд, и в течение этого времени цилиндр не должен уменьшаться в высоту более чем на одну четверть дюйма, а острые края должны оставаться острыми. Также на бумаге не должно быть пятен нитроглицерина.

Проба на выделение жидкости заключается в замораживании и оттаивании желатина три раза подряд. В этих условиях не должно быть выделения нитроглицерина. Все материалы, используемые при производстве желатиновых взрывчатых веществ, должны подвергаться аналитическому исследованию перед использованием, так как успех во многом зависит от чистоты сырья. Древесная масса, например, должна быть проверена на кислотность.

~Свойства желатиновых составов.~ — Взрывчатый желатин обычно состоит из 93–95 частей нитроглицерина и 5–7 частей нитроцеллюлозы, но относительные пропорции взрывчатой основы и нитроглицерина и т. д. в различных формах желатиновых взрывчатых веществ не всегда соответствуют тем, которые необходимы для полного сгорания, либо потому, что неполное сгорание дает больший объем газа, либо потому, что скорость разложения и закон расширения варьируются в зависимости от относительных пропорций и условий применения. Различные добавки к взрывчатому желатину обычно приводят к снижению силы за счет уменьшения количества нитроглицерина, но иногда это делается для того, чтобы превратить дробящее вещество в метательную силу. Если этот процесс заходит слишком далеко, мы, конечно, теряем преимущества, обусловленные присутствием нитроглицерина. Поэтому существует предел для этих добавок[A].

[Сноска A: Говорят, что слюда увеличивает скорость взрыва при смешивании с желатином.]

Однородность и стабильность смеси имеют первостепенное значение. Крайне важно, чтобы нитроглицерин полностью поглощался веществами, с которыми он смешивается, и чтобы он впоследствии не выделялся при воздействии тепла или влаги. Также важно, чтобы не было избытка нитроглицерина, так как это может уменьшить, а не увеличить силу из-за разницы в способе распространения взрывной волны в жидкости и в смеси. Нитроглицерин при температуре замерзания имеет тенденцию отделяться от поглощающего материала, фактически выделяться. Кроме того, в замороженном состоянии он требует более мощной детонации для взрыва, но менее чувствителен к удару. Удельный вес взрывчатого желатина составляет 1,5 (т. е. почти равен удельному весу нитроглицерина); удельный вес пироксилина (сухого) равен 1,0.

Взрывчатый желатин горит на воздухе в незамкнутом состоянии без взрыва, по крайней мере в небольших количествах и если он не был предварительно нагрет, но в этом отношении он довольно ненадежен. Его можно хранить при умеренно высокой температуре (70° C) без разложения. При более высоких температурах нитроглицерин будет частично испаряться. При медленном нагревании он взрывается при 204° C. Если, однако, он содержит до 10 процентов камфоры, он горит без взрыва. Согласно Бертело[A], желатин, состоящий из 91,6 процента нитроглицерина и 8,4 процента нитроцеллюлозы, что соответствует пропорциям для полного сгорания, при взрыве дает 177CO_{2} + 143H_{2}O + 8N_{2}.

[Сноска A: Бертело, «Взрывчатые вещества и их сила».]

Он принимает C_{24}H_{22}(NO_{3}H)_{9}O_{11} в качестве формулы нитроцеллюлозы, а 51C_{3}H_{2}(NO_{3}H)_{3} + C_{24}H_{22}(NO_{3}H)_{9}O_{11} в качестве формулы самого желатина, причем его эквивалентный вес составляет 12 360 граммов. Теплота, выделяемая при его взрыве, равна 19 381 калории, или на 1 кг — 1535 калорий. Объем газов при приведенной температуре равен 8950 литрам. Относительная ценность[A] взрывчатого желатина по отношению к нитроглицерину составляет от 1,4 до 1,45, если принять кизельгуровый динамит за 1,0.

[Сноска A: Ру и Сарран.]

ГЛАВА V.

НИТРОБЕНЗОЛ, РОБУРИТ, БЕЛЛИТ, ПИКРИНОВАЯ КИСЛОТА И Т. Д.

Взрывчатые вещества, производные бензола — Толуол и нитробензол — Ди- и тринитробензол — Робурит: свойства и производство — Беллит: свойства и т. д. — Секурит — Тонит № 3 — Нитротолуол — Нитронафталин — Аммонит — Взрывчатые вещества Спренгеля — Пикриновая кислота — Пикраты — Пикриновые пороха — Мелинит — Смесь Абеля — Пороха Брюгера — Фульминаты: состав, формула, получение, опасность и т. д. — Детонаторы: размеры, состав, производство — Запалы и т. д.

~Взрывчатые вещества, производные бензола.~ — Существует большой класс взрывчатых веществ, изготовленных из нитрованных углеводородов — бензола, C_{6}H_{6}; толуола, C_{7}H_{8}; нафталина, C_{10}H_{8}; а также из фенола (или карболовой кислоты), C_{6}H_{5}OH. Бензольные углеводороды обычно представляют собой бесцветные жидкости, нерастворимые в воде, но растворимые в спирте и эфире. Они обычно перегоняются без разложения. Они горят дымным пламенем и имеют эфирный запах. Они легко нитруются и сульфируются; моно-, ди- и трипроизводные легко готовятся в зависимости от концентрации используемых кислот. В реакцию вступают только атомы водорода бензольного ядра.

Бензол был открыт Фарадеем в 1825 году и обнаружен в каменноугольной смоле Гофманом в 1845 году. Его можно получить из той части каменноугольной смолы, которая кипит при 80°–85°, путем фракционирования или замораживания[A]. Обычный товарный бензол содержит тиофен (C_{4}H_{4}S), от которого его можно очистить путем взбалтывания с серной кислотой. Его температура кипения составляет 79° C; удельный вес при 0° равен 0,9. Он горит светящимся дымным пламенем и является хорошим растворителем для жиров, смол, серы, фосфора и т. д. Толуол был открыт в 1837 году и готовится из каменноугольной смолы. Он кипит при 110° C и остается жидким при 28° C.

[Сноска A: Его можно получить химически чистым путем перегонки смеси бензойной кислоты и извести.]

Моно-, хлор-, бром- и иодбензолы представляют собой бесцветные жидкости с характерным запахом. Также известны дихлор-, дибромбензолы, три- и гексахлор- и бромбензолы; и монохлор-, C_{6}H_{4}Cl(CH_{3}), и бромтолуолы, вместе с дипроизводными в орто-, мета- и пара-модификациях. Нитробензолы и толуолы используются в качестве взрывчатых веществ. Следующее резюме взято из «Органической химии» д-ра А. Бернтсена:

РЕЗЮМЕ. C_{6}H_{5}(NO_{2}) Нитробензол. Жидк. Т. кип. 206° C. C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} Орто-, мета- и пара-динитробензолы. Тверд. Т. пл. 118°, 90° и 172° C. C_{6}H_{3}(NO_{2})_{3} S.-Тринитробензол. Тверд. Т. пл. 121° C. C_{6}H_{4}(CH_{3})NO_{2} Орто-, мета- и пара-нитротолуолы. Т. кип. 218°, 230° и 234° C, пара-соединение твердое. C_{6}H_{3}(CH_{3})_{2}NO_{2} Нитроксилол. Жидк. C_{6}H_{2}(CH_{3})_{3}NO_{2} Нитромезитилен. Тверд. C_{6}H_{3}(CH_{3})(NO_{2})_{2} Динитротолуолы. C_{6}H_{4}Cl(NO_{2}) Нитрохлорбензолы. C_{6}Br_{4}(NO_{2})_{2} Тетрабромдинитробензол.

Нитросоединения в основном представляют собой бледно-желтые жидкости, которые перегоняются без изменений и улетучиваются с водяным паром, или бесцветные или бледно-желтые игольчатые или призматические кристаллы. Некоторые из них, однако, имеют интенсивный желтый цвет. Многие из них взрываются при нагревании. Они тяжелее воды и нерастворимы в ней, но в основном растворимы в спирте, эфире и ледяной уксусной кислоте.

Нитробензол, C_{6}H_{5}(NO_{2}), был открыт в 1834 году Митчерлихом. Это желтая жидкость с температурой плавления +3° C. Он обладает интенсивным запахом горького миндаля. Затвердевает на холоде. В динитробензоле две нитрогруппы могут находиться в мета-, орто- или пара-положении, причем мета-положение является наиболее общим (см. рис., стр. 4). Путем перекристаллизации из спирта можно получить чистый мета-динитробензол в виде длинных бесцветных игл. Орто-соединение кристаллизуется в виде табличек, а пара-соединение — в виде игл. Оба они бесцветны. При нитровании толуола в основном образуются пара- и орто-соединения и очень мало мета-соединения.

~Нитросоединения бензола и толуола.~ — Получение нитропроизводных углеводородов бензольного ряда очень просто. Необходимо лишь привести углеводород в контакт с концентрированной азотной кислотой, после чего происходит реакция, и один или несколько атомов водорода углеводорода замещаются нитрильной группой (NO_{2}). Так, под действием азотной кислоты на бензол (или бензол) образуется мононитробензол:

C_{6}H_{6} + HNO_{3} = C_{6}H_{5}.NO_{2} + H_{2}O. Мононитробензол.

Под действием еще одной молекулы азотной кислоты образуется динитробензол:

C_{6}H_{5}.NO_{2} + HNO_{3} = C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} + H_{2}O. Динитробензол.

Эти нитротела не являются кислотами, как и не являются эфирными солями азотистой кислоты, подобно тому как нитроглицерин является солью глицерина. Они рассматриваются как образованные из азотной кислоты путем замещения гидроксила бензольными радикалами.

~Мононитробензол~ изготавливается путем обработки бензола концентрированной азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот. Последняя, как и в случае нитрования глицерина, не принимает участия в реакции, а лишь предотвращает разбавление азотной кислоты водой, образующейся в реакции. Небольшие количества можно приготовить так: взять 150 куб. см H_{2}SO_{4} и 75 куб. см HNO_{3}, или 1 часть азотной кислоты на 2 части серной кислоты, и поместить в стакан, стоящий в холодной воде; затем добавить 15–20 куб. см бензола, по каплям, выжидая между каждым добавлением завершения реакции, и хорошо встряхивать во время операции. По окончании вылить содержимое стакана примерно в литр холодной воды; нитробензол осядет на дно. Слить воду и промыть нитробензол два или три раза в делительной воронке водой. Наконец, высушить продукт, добавив немного гранулированного хлорида кальция и дав постоять некоторое время, после чего его можно перегнать. Нитробензол — это тяжелая маслянистая жидкость, которая кипит при 205° C, имеет удельный вес 1,2 и запах, похожий на запах масла горького миндаля. В промышленности он в основном используется при подготовке анилина.

~Динитробензол~ является продуктом дальнейшего действия азотной кислоты на бензол или нитробензол. Он кристаллизуется в виде длинных тонких игл или тонких ромбических пластинок и плавится при 89,9° C. Его можно приготовить так: используемая кислотная смесь состоит из равных частей азотной и серной кислот, скажем, по 50 куб. см каждой, и без охлаждения очень медленно добавить 10 куб. см бензола из пипетки. После завершения реакции прокипятить смесь в течение короткого времени, затем вылить примерно в пол-литра воды, отфильтровать полученные кристаллы, отжать между слоями фильтровальной бумаги и перекристаллизовать из спирта. Динитробензол, или мета-динитробензол, как его иногда называют, входит в состав нескольких взрывчатых веществ, таких как тонит № 3, робурит, секурит, беллит.

Нитробензол производится в больших масштабах следующим образом: вдоль верстака размещается ряд стеклянных колб, вмещающих по 1 галлону каждая (1–2 фунта бензола), и кислоты добавляются небольшими порциями, причем рабочие начинают с первой и добавляют небольшое количество в каждую по очереди, пока нитрование не завершится. Этот процесс был опасным и сейчас устарел. Первый нитробензол, произведенный коммерчески в Англии фирмой Simpson, Maule, and Nicholson из Кеннингтона в 1856 году, был получен именно этим процессом. Сейчас, однако, для операции нитрования используются вертикальные железные цилиндры из чугуна. Они имеют диаметр около 4 футов и глубину 4 фута, и серия их обычно располагается в ряд на удобной высоте от земли под линией валов. Каждый цилиндр закрыт чугунной крышкой с приподнятым ободом по всему периметру. Центральное отверстие дает проход вертикальному валу, а два или более других удобно расположенных отверстия позволяют бензолу и смешанным кислотам втекать внутрь. Каждое из этих отверстий окружено глубоким ободом, так что весь верх цилиндра можно залить водой на несколько дюймов глубины, не допуская ее попадания внутрь нитратора. Крышка несколько нависает над цилиндром, и во внешнем ободе ряд отверстий или трубок позволяет воде стекать по всей внешней стороне цилиндра в неглубокую чугунную чашу, в которой он стоит. Благодаря хорошему снабжению холодной водой верх, боковые стороны и дно всего аппарата таким образом охлаждаются и постоянно заливаются. Мешалка состоит из чугунных рычагов, закрепленных на вертикальном валу, с неподвижными рычагами или отбойными пластинами, закрепленными на стенках цилиндра. На валу сверху закреплено коническое колесо, которое входит в зацепление с соответствующим колесом на горизонтальном валу, проходящем вдоль верха конвертеров. Последний закреплен на муфте; на валу есть шпонка, так что любой из конвертеров можно при необходимости включить или выключить. Это устройство необходимо, так как риггеры или ремни из кожи, хлопка или резины не выдержат атмосферы цеха нитробензола. Над каждым нитратором и рядом с ним стоит его резервуар для хранения кислоты из железа или керамики.

Здание, в котором проводится нитрование, должно быть одноэтажным, иметь легкую крышу, стены из твердого кирпича и бетонный пол толщиной от 9 до 12 дюймов, покрытый смолой для защиты поверхности от воздействия кислот. Пол должен быть наклонен к стоку, чтобы сохранить пролитый нитробензол. Пожарные гидранты должны быть расположены в удобных местах, и должна быть возможность немедленно заполнить здание паром. Рекомендуется 2-дюймовая труба с краном снаружи здания. Здание также должно быть по возможности изолировано.

Кислоты смешиваются заранее и оставляются остывать перед использованием. Используемая азотная кислота имеет удельный вес 1,388 и должна быть максимально очищена от низших оксидов азота. Серная кислота имеет удельный вес 1,845 и содержит от 95 до 96 процентов моногидрата. Хорошая смесь — 100 частей азотной кислоты на 140 частей серной кислоты и 78 частей бензола; или 128 частей HNO_{3}, 179 частей H_{2}SO_{4} и 100 частей бензола (C_{6}H_{6}). После введения бензола в цилиндр включается вода и аппарат охлаждается, запускаются мешалки и открывается кран кислоты, чтобы позволить ей течь очень тонкой струей в нитратор.

Если необходимо остановить оборудование хотя бы на мгновение, поток кислоты должен быть прекращен, а перемешивание продолжено в течение некоторого времени, так как действие протекает с такой силой, что если нитруемый бензол остановится, а кислота продолжит течь, произойдет локальный нагрев и смесь может воспламениться. Несчастные случаи по этой причине были нередки. Операция требует от восьми до десяти часов, при этом перемешивание и охлаждение поддерживаются все время. Когда вся кислота добавлена, вода перекрывается, и температуре дают немного подняться, примерно до 100° C. Когда она перестает расти, мешалки выключаются, и смеси дают несколько часов остыть и отстояться. Затем кислоту сливают, а нитробензол хорошо промывают водой, а иногда перегоняют с влажным паром, чтобы извлечь немного неконвертированного бензола и следы парафина (около 0,5 процента вместе). На многих английских заводах за один раз нитруется от 100 до 200 галлонов, или от 800 до 1760 фунтов, и вместо бензола часто используется толуол, особенно если нитробензол предназначен для использования в качестве эссенции мирбана. Отработанные кислоты, удельный вес 1,6–1,7, содержат немного нитробензола в растворе и некоторое количество щавелевой кислоты. Они концентрируются в чугунных котлах и используются снова.

~Динитробензол~ получается путем обработки порции углеводорода бензола двойным количеством смешанных кислот в две операции, или, скорее, в две стадии, причем вторая порция кислоты вводится сразу после первой. Затем охлаждающая вода перекрывается, и температуре дают быстро подняться, или берется уже изготовленный нитробензол и снова нитруется кислотами. Выделяется большое количество кислотных паров, и часть произведенного нитро- и динитробензола улетучивается при достигнутой высокой температуре, поэтому для предотвращения потерь необходимо использовать хороший конденсационный аппарат из керамики. Продукт отделяется от кислот, промывается холодной водой, а затем горячей. Он слегка растворим в воде, поэтому промывные воды необходимо сохранять и использовать снова. Наконец, ему дают отстояться и в теплом еще состоянии сливают в железные лотки, в которых он затвердевает в виде масс толщиной 2 или 4 дюйма. Он не должен содержать нитробензола, не должен пачкать бумагу при наложении на нее, должен быть хорошо кристаллизованным, довольно твердым и почти без запаха. Основным продуктом является мета-динитробензол с температурой плавления 89,8°, но также образуются орто-динитробензол с температурой плавления 118° и пара-динитробензол с температурой плавления 172°. Температура плавления товарного продукта составляет от 85° до 87° C.

Динитротолуол изготавливается аналогичным образом. Тринитробензол можно получить только при использовании очень большого избытка смешанных кислот. Нитробензол при восстановлении железом, цинком или оловом и соляной кислотой образует анилин.

~Робурит.~ — Это взрывчатое вещество является изобретением немецкого химика д-ра Карла Рота (английский патент 267A, 1887 г.) и в настоящее время производится в Англии, в Гатерсте, недалеко от Уигана. Оно состоит из двух компонентов, не взрывчатых сами по себе (принцип Спренгеля), но которые при смешивании образуют мощное взрывчатое вещество. Эти два вещества — нитрат аммония и хлорированный динитробензол. Также используется нитронафталин. С ним разрешается смешивать нитрат натрия и сульфат аммония. Преимущества, заявленные для введения хлора в нитросоединение, заключаются в том, что хлор оказывает ослабляющее действие на группы NO_{2} и позволяет соединению гореть быстрее, чем когда присутствуют только нитрогруппы.

Формула хлординитробензола — C_{6}H_{3}Cl(NO_{2})_{2}. Теоретический процент азота, следовательно, составляет 13,82, а хлора — 17,53. Д-р Рот утверждает, что, согласно проведенным им экспериментам, динамический эффект значительно увеличивается за счет введения хлора в нитросоединение. Робурит горит быстро и не чувствителен к удару; его необходимо использовать сухим; его невозможно заставить взорваться от сотрясения, давления, трения, огня или молнии; он не замерзает; он не выделяет вредных паров, и он практически беспламенным; и при правильной забивке и подрыве электричеством может безопасно использоваться в опасных по газу шахтах, так как не воспламеняет ни мелкую пыль, ни газы. Действие является разрывающим, а не измельчающим. По сравнению с порохом он мощнее в соотношении от 2,5 до 4 к 1, в зависимости от вещества, на которое воздействуют. Он широко используется при взрывных работах, проходке шахт, карьерных работах и т. д., но особенно в добыче угля. Согласно д-ру Роту, ниже приведено уравнение его разложения:

C_{6}H_{3}Cl(NO_{2})_{2} + 9NH_{4}NO_{3} = 6CO_{2} + 20N + HCl.

По внешнему виду робурит представляет собой коричневато-желтый порошок с характерным запахом нитробензола. Его удельный вес составляет 1,40. Поскольку заявление компании о том, что пары робурита безвредны, было поставлено под сомнение шахтерами угольной и металлургической шахты Гарсвуд, руководством и рабочими совместно был назначен научный комитет для решения этого вопроса. Членами этого комитета были д-р Н. Ханна, д-р Д. Дж. Маунси и профессор Г. Б. Диксон, член Королевского общества, из Оуэнс-колледжа. После длительного расследования был выпущен подробный и технический отчет, полностью подтверждающий безвредность робурита при правильном использовании. По словам The Iron and Coal Trades' Review (24 мая 1889 г.), «Вердикт, хотя и не по всем пунктам в пользу использования робурита в любых обстоятельствах в угольных шахтах, тем не менее настолько выражен в его пользу как взрывчатого вещества, что невозможно сопротивляться выводу, что претензии, выдвинутые от его имени, имеют под собой твердые основания».

Робурит также был одним из взрывчатых веществ, исследованных комитетом, назначенным в сентябре 1889 года Ассоциациями владельцев угольных шахт и шахтеров Дарема с целью определения того, являются ли пары, производимые определенными взрывчатыми веществами, вредными для здоровья. Как владельцы, так и рабочие были представлены в комитете, который избрал г-на Т. Белла, инспектора шахт Ее Величества, своим председателем, с профессором П. П. Бедсоном и д-рами Драммондом и Хьюмом в качестве профессиональных консультантов. Рассматривалась проблема, являются ли пары, образующиеся при сгорании определенных взрывчатых веществ, одним из которых был робурит, вредными для здоровья. Испытание включало химический анализ воздуха на «впуске» и испорченного воздуха во время производства взрывов на «выпуске», а также задымленного воздуха вблизи шпуров. Пять с половиной фунтов робурита были использованы в двадцати трех взрывах. Утверждалось, что пары этого взрывчатого вещества содержат монооксид углерода, CO, но после взрыва не удалось обнаружить ни следа этого газа. В другом случае, однако, когда 4,7 фунта робурита были взорваны в двадцати трех взрывах, воздух на «выпуске» показал следы газа CO в количестве от 0,042 до 0,019 процента. Медицинский отчет, который д-ры Хьюм и Драммонд представили комитету, показывает, что они расследовали каждый случай подозрения на заболевание, вызванное воздействием паров, и не смогли найти доказательств возникновения острых заболеваний. Они говорят: «Ни одного случая острого заболевания за все время расследования не было доведено до нашего сведения, и мы пришли к выводу, что такие случаи не имели места».

~Производство.~ — В том виде, в каком он производится сейчас, робурит представляет собой смесь нитрата аммония и хлорированного динитробензола. Нитрат аммония сначала сушится и измельчается, а затем нагревается в закрытом сосуде с паровой рубашкой до температуры 80° C, после чего добавляется расплавленное органическое соединение, и все перемешивается до получения однородной смеси. После охлаждения желтый порошок готов к использованию и хранится в прямых канистрах или изготавливается в виде патронов. Из-за гигроскопичности нитрата аммония готовое взрывчатое вещество должно храниться вдали от контакта с воздухом, и по этой причине патроны делают водонепроницаемыми путем погружения их в расплавленный воск. Робурит производится в Германии, в Виттене, Вестфалия; а также на обширных заводах английской компании в Гатерсте, недалеко от Уигана, которые работают уже около восемнадцати лет, начав в 1888 году. Эти заводы имеют значительные размеры, занимая 30 акров земли, и способны выпускать 10 тонн в день. Через центр проходит канал, отделяющий химическую часть заводов от взрывчатой, а железная дорога Ланкашира и Йоркшира подходит прямо к дверям. Помимо отправки больших количеств самого робурита за границу, компания также экспортирует в различные колонии два компонента, как они производятся на химических заводах, которые по отдельности совершенно невзрывоопасны и которые, прибыв на место назначения, могут быть легко смешаны в надлежащих пропорциях.

Среди особых преимуществ, заявленных для робурита, — во-первых, то, что невозможно взорвать патрон от удара, огня или электрических искр. Если по патрону или слою ударить тяжелым молотком, пораженная часть разлагается из-за большого количества тепла, выделяемого при ударе. Оставшееся взрывчатое вещество нисколько не затрагивается, и никакой детонации вообще не происходит. Если робурит смешать с порохом и поджечь порох, взрыв просто разбросает робурит, нисколько не повлияв на него. Фактически, единственный способ взорвать робурит — это детонировать его с помощью капсюля-детонатора, содержащего не менее 1 грамма гремучей ртути. Во-вторых, его большая безопасность для использования в угольных шахтах. Робурит имеет большое преимущество, заключающееся в детонации при очень низкой температуре, настолько низкой, что требуется лишь очень небольшая забивка при подрыве в самой взрывоопасной смеси воздуха и угольного газа, и совсем не требуется в смеси воздуха и угольной пыли — условие, при котором использование пороха крайне опасно.

Г-н У. Дж. Орсман, член Института химии (F.I.C.), в докладе, зачитанном в Университетском колледже Ноттингема в 1893 году, указывает, что температура детонации робурита составляет менее 2100° C, а нитрата аммония — 1130° C, тогда как для гремучего студня она достигает 3220° C. Что касается состава дымовых газов, образующихся при взрыве робурита, г-н Орсман отмечает: «В некоторые предохранительные взрывчатые вещества, например в робурит, добавляется избыток окислителя, а именно нитрата аммония; однако в данном случае избыток кислорода приводит к снижению температуры, поскольку нитрат аммония при разложении поглощает тепло. Этот избыток кислорода эффективно предотвращает образование оксида углерода (CO) и оксидов азота».

В следующей таблице (А), также взятой из доклада г-на Орсмана, приведен состав пяти известных взрывчатых веществ и состав газов, образующихся при взрыве. Газы были собраны после детонации 10 г каждого вещества в закрытом прочном стальном цилиндре с внутренним диаметром 5 дюймов.

Что касается влияния нитрата аммония на снижение температуры взрыва различных веществ, к которым он добавляется, французская комиссия установила, что нитрат аммония в сухом и мелкоизмельченном виде успешно снижает теплоту разложения, не уменьшая при этом мощность взрывчатого вещества ниже полезного предела. В следующей таблице (B) показан состав исследованных взрывчатых веществ и температуры, сопровождавшие их взрыв.

A ______________________________________________________________________ | | | Состав газов. | | | |__________________________| | | Объем | | | | | | Взрывчатое вещество. | газа, | | | | | | | см³. | CO_{2}. | CO. | CH_{4} | N. | | | | | | &H. | | |___________________________________|_______|_______|_____|______|_____| | | | | | | | | | | | | | | Порох— | | | | | | | Селитра 75 частей | | | | | | | Сера 10 '' | 2214 | 51,3 | 3,5 | 3,5 | 41,7 | | Древесный уголь 15 '' | | | | | | | Гелигнит— | | | | | | | Нитроглицерин 56,5 частей | | | | | | | Нитрохлопок 3,5 '' | 4980 | 25 | 7 | … | 67 | | Древесная мука 8,0 '' | | | | | | | KNO_{3} 32,0 '' | | | | | | | Тонит— | | | | | | | Нитрохлопок | 3750 | 30 | 8 | … | 62 | | Нитрат бария | | | | | | | Робурит— | | | | | | | Нитрат аммония 86 частей | | | | | | | Динитрохлорбензол 14 '' | 4780 | 32 | … | … | 68 | | Карбонит | | | | | | | Нитроглицерин 25 частей | | | | | | | Древесная мука 40 '' | 2100 | 19 | 15 | 26 | … | | Нитрат калия 34 '' | | | | | | |___________________________________|_______|_______|_____|______|_____|

B ____________________________________________________________________ | | | | | | | Исходный | Процент | Конечный | | Взрывчатое вещество. | температурный | добавленного | температурный | | | коэффициент. | NH_{4}.NO_{3} | коэффициент. | |__________________________|_____________|_____________|_____________| | | | | | | Нитроглицерин | 3200 | … | … | | Гремучий студень | | | | | (8% нитрохлопка) | 3090 | 88 | 1493 | | Динамит | | | | | (25% кремнезема) | 2940 | 80 | 1468 | | | | | | | Нитрохлопок, 1 | 2650 | … | … | | | 2060 | 90,5 | 1450 | | | | | | | Нитрат аммония | 1130 | … | … | |__________________________|_____________|_____________|_____________|

Беллит — это запатентованное изобретение г-на Карла Ламма, управляющего директора компании Rötebro Explosive Company в Стокгольме, лицензированное для производства в Англии. Он состоит из смеси нитрата аммония с ди- или тринитробензолом, имеет удельный вес от 1,2 до 1,4 в гранулированном состоянии, а 1 литр весит от 800 до 875 г. При нагревании в открытом сосуде беллит теряет свою консистенцию при 90° C, но не начинает разлагаться до достижения температуры 200° C, при которой он испаряется, не взрываясь. При резком нагревании он горит коптящим пламенем, несколько напоминающим деготь, но если источник тепла убрать, он перестает гореть и приобретает карамелеподобную структуру. После прессования он поглощает очень мало влаги из воздуха, и если операция проводилась, пока взрывчатое вещество было горячим, последующее увеличение веса составляет всего 2%. При воздействии самого сильного удара стальным молотом по железной плите он не взрывается и не воспламеняется. Винтовочная пуля, выпущенная в него с расстояния 50 ярдов, не вызывает взрыва. Гранулированный беллит полностью детонирует с помощью гремучей ртути. 15 г беллита, подорванные с помощью фульмината, выбросили снаряд из обычной мортиры весом 90 фунтов на расстояние 75 ярдов, тогда как 15 г пороха в тех же условиях выбросили его всего на 12 ярдов. Груз весом 7,5 фунтов, упавший с высоты 145 сантиметров, не смог взорвать 1 г беллита.

Различные эксперименты и испытания с этим взрывчатым веществом проводились профессором П. Т. Клеве, М. П. Ф. Шалоном, К. Н. Хейком и комитетом офицеров Шведской королевской артиллерии. Утверждается, что это очень мощное и чрезвычайно безопасное взрывчатое вещество; что его невозможно заставить взорваться от трения, удара или давления, а также от электричества, огня, молнии и т. д.; что оно специально приспособлено для использования в угольных шахтах и т. д.; что оно может быть взорвано только с помощью детонатора с фульминатом и является совершенно безопасным в обращении и производстве; что оно не замерзает, может использоваться в качестве начинки для снарядов и, наконец, может быть дешево произведено.

Секурит состоит из 26 частей мета-динитробензола и 74 частей нитрата аммония. Это желтый порошок с запахом нитробензола. Лицензия на него была получена в 1886 году. Иногда он содержит тринитробензол и тринитронафталин. Уравнение его горения приводится как

C_{6}H_{4}(NO_{2})_{2} + 10(NH_{4}NO_{3}) = 6CO_{2} + 22H_{2}O + 11N_{2} и, подобно беллиту и робуриту, он считается совершенно безопасным для использования в присутствии рудничного газа и угольной пыли.[A] Разновидность, известная как «беспламенный секурит», состоит из смеси нитрата и оксалата аммония и динитробензола.

[Сноска A: См. доклад С. Б. Коксона, Северо-Английский институт горной и машиностроительной инженерии, 11, 2, 87.]

Кинетит. — Несколько лет назад было представлено взрывчатое вещество под названием «Кинетит»[A], но в Англии оно не производится. Оно было запатентовано г-нами Петри и Фалленштейном и состояло из нитробензола, загущенного или желатинизированного добавлением некоторого количества коллодионного хлопка, смешанного с мелкоизмельченным хлоратом калия и осажденным сульфидом сурьмы. Анализ дал следующие процентные показатели:—

Нитробензол, 19,4%. Хлорат калия, 76,9%. Сульфид сурьмы и нитрохлопок, 3,7%.

[Сноска A: В. Уотсон Смит, Журнал Общества химической промышленности, январь 1887 г.]

Для его воспламенения требуется очень высокая температура, и при обычных обстоятельствах, в незамкнутом состоянии, оно не может быть взорвано применением тепла. Оно мало подвержено воздействию воды, если только погружение не является длительным, когда хлорат растворяется, оставляя практически невзрывоопасный остаток.[A] Было установлено, что оно очень чувствительно к сочетанию трения и удара, а также легко воспламеняется от скользящего удара дерева о дерево. Оно также обладало недостаточной химической стабильностью и, как известно, самовоспламенялось как в лаборатории, так и на складе. Это пластичная масса оранжевого цвета, пахнущая нитробензолом.

[Сноска A: Полковник Кандилл, Королевская артиллерия, в «Словаре взрывчатых веществ» говорит: «Однако, если оно подвергается попеременному воздействию влажного и сухого воздуха, хлорат кристаллизуется на поверхностях и делает взрывчатое вещество очень чувствительным».]

Тонит № 3 содержит от 10 до 14% нитробензола (см. «Тонит»). Беспламенное взрывчатое вещество Тренча содержит 10% динитробензола, а также 85% нитрата аммония и 5% смеси квасцов и хлоридов натрия и аммония.

Тринитротолуол. — Толуол, C_{7}H_{8}, в настоящее время получаемый главным образом из каменноугольной смолы, ранее добывался путем сухой перегонки толуанского бальзама. Его можно рассматривать как метилбензол, или бензол, в котором один атом водорода замещен метилом (CH_{3}), таким образом (C_{6}H_{5}CH_{3}), или как фенилметан, или метан, в котором один атом водорода замещен радикалом фенилом (C_{6}H_{5}), таким образом (CH_{3}C_{6}H_{5}). Толуол — это бесцветная жидкость, кипящая при 110° C, имеющая удельный вес 0,8824 при 0° C и ароматический запах. Тринитротолуол образуется при воздействии азотной кислоты на толуол. По мнению Хойссерманна, выгоднее начинать с орто-пара-динитротолуола, который готовится путем добавления тонкой струей смеси 75 частей 91–92% азотной кислоты и 150 частей 95–96% серной кислоты к 100 частям пара-нитротолуола, при постоянном перемешивании и поддержании температуры последнего в пределах 60–65° C. Когда вся кислота добавлена, смесь нагревают в течение получаса до 80° C и оставляют стоять до остывания. Затем избыток азотной кислоты удаляется. Остаток после этой обработки представляет собой однородную кристаллическую массу орто-пара-динитротолуола, точка затвердевания которой составляет 69,5° C. Для превращения этой массы в тринитропроизводное ее растворяют путем осторожного нагревания с четырехкратным количеством серной кислоты (95–96%), а затем смешивают с 1,5-кратным количеством азотной кислоты (90–92%), поддерживая смесь в охлажденном состоянии. После этого ее выдерживают при 90–95° C при периодическом перемешивании до прекращения выделения газа. Это занимает около четырех-пяти часов.

Операция прекращается, продукт оставляют остывать, и избыток азотной кислоты отделяется от него. Затем остаток промывают горячей водой и очень слабым раствором соды и оставляют затвердевать без очистки. Точка затвердевания составляет 70° C, и масса становится белой, с лучистой кристаллической структурой. Однако яркие сверкающие кристаллы, плавящиеся при 81,5° C, могут быть получены путем перекристаллизации из горячего спирта. Выход составляет 150 частей тринитропроизводного из 100 частей динитротолуола. Хойссерманн также утверждает, что 1:2:4:6-тринитротолуол можно получить из обычного коммерческого динитротолуола с температурой плавления 60–64° C; но при его использовании необходимо соблюдать большие меры предосторожности, так как реакции протекают более бурно. Кроме того, требуется на 10% больше азотной кислоты, а выход на 10% меньше. Он также обращает внимание на слабую растворимость тринитротолуола в горячей воде и на тот факт, что он разлагается слабыми щелочами и щелочными карбонатами — факты, которые необходимо учитывать при промывке вещества. Этот материал не является ни трудным, ни опасным в производстве. Он ведет себя как очень стабильное вещество при воздействии воздуха в различных температурных условиях (-10° до +50° C) в течение нескольких месяцев. Он не может быть взорван пламенем или нагреванием в открытом сосуде. Он лишь незначительно разлагается при сильном ударе на наковальне. Наилучший взрывной эффект тринитротолуол дает при использовании детонатора с фульминатом. Его можно использовать в сочетании с нитратом аммония, но такая смесь ослабляет взрывную силу; однако даже в этом случае она считается сильнее эквивалентной смеси динитробензола и нитрата аммония. Моубрей запатентовал смесь 3 частей нитротолуола к 7 частям нитроглицерина, а также в пропорции 1 к 3, которую он называет очень безопасным взрывчатым веществом.