Darhaqiqat, iblis portlovchi moddalarga o'tirib, har soniyada atrofdagi hamma narsani yo'q qilishga va sindirishga tayyor. Bu do'zax maxluqini nazoratda ushlab turish va uni faqat kerak bo'lganda qo'yib yuborish kimyogar va pirotexnistlarning portlovchi moddalarni yaratishda va ishlatishda hal qilishlari kerak bo'lgan asosiy muammodir. Portlovchi moddalarning (portlovchi moddalarning) yaratilishi va rivojlanishi tarixida, xuddi tomchi suvda bo'lgani kabi, davlatlar va imperiyalarning paydo bo'lishi, rivojlanishi va vayron bo'lishi tarixi ko'rsatiladi.
Darslarning konturini tayyorlayotib, muallif hukmdorlari fanlarning rivojlanishiga, birinchi navbatda matematiklarning tabiiy uchliklari - fizika - kimyo - diqqat bilan qaragan mamlakatlar, ularning rivojlanish cho'qqilariga chiqqanini bir necha bor payqagan. Bunga yorqin misol, Germaniyaning jahon sahnasiga tez ko'tarilishi bo'lishi mumkin, u yarim asrda bir xil bo'lmagan davlatlar ittifoqidan sakrashni amalga oshirdi, ularning ba'zilarini hatto Evropaning batafsil xaritasida ham "kichik doirasiz" ko'rish qiyin edi., bir yarim asr davomida hisoblanishi kerak bo'lgan imperiyaga. Bu jarayonda buyuk Bismarkning xizmatlarini kamaytirmasdan, men uning frantsuz-prussiya urushi g'alaba bilan tugaganidan keyin aytgan iborasini keltiraman: "Bu urushda oddiy nemis o'qituvchisi g'alaba qozondi". Muallif o'z sharhini har doimgidek, armiya va davlatning jangovar qobiliyatini oshirishning kimyoviy jihatlariga bag'ishlamoqchi, umuman o'z fikrini istisno qilmagan.
Maqolani nashr qilar ekan, muallif, Jyul Vern singari, ataylab aniq texnologik detallarni ko'rsatishdan qochadi va o'z e'tiborini faqat portlovchi moddalarni olishning sanoat usullariga qaratadi. Bu nafaqat olimning o'z asarlarining natijalari uchun javobgarligini tushunishi (amaliy yoki jurnalistik), balki tadqiqot mavzusi: "Nega hamma narsa shunday edi va boshqacha emasmi? "emas, balki" birinchi bo'lib kim uni oldi?
Bundan tashqari, muallif o'quvchilardan kimyoviy atamalar - fan atributlarini majburan ishlatgani uchun kechirim so'raydi (buni maktab o'quvchilari eng sevimlisi emas, balki o'zining pedagogik tajribasi ko'rsatgan). Kimyoviy atamalarsiz kimyoviy moddalar haqida yozish mumkin emasligini tushunib, muallif maxsus so'z boyligini minimallashtirishga harakat qiladi.
Va oxirgi narsa. Muallif bergan raqamlar hech qachon yakuniy haqiqat deb hisoblanmasligi kerak. Turli manbalarda portlovchi moddalarning xususiyatlari haqidagi ma'lumotlar farq qiladi va ba'zida juda kuchli. Bu tushunarli: o'q -dorilarning xususiyatlari ularning "sotiladigan" turiga, begona moddalarning mavjudligi / yo'qligiga, stabilizatorlarning kiritilishiga, sintez rejimiga va boshqa ko'plab omillarga bog'liq. Portlovchi moddalarning xususiyatlarini aniqlash usullari ham bir xilligi bilan ajralib turmaydi (garchi bu erda standartlashtirish ko'proq bo'ladi) va ular maxsus takrorlanuvchanlikdan aziyat chekmaydi.
BB tasnifi
Portlash turiga va tashqi ta'sirlarga sezuvchanligiga qarab, barcha portlovchi moddalar uchta asosiy guruhga bo'linadi:
1. BBni ishga tushirish.
2. Portlovchi moddalarni portlatish.
3. Portlovchi moddalarni uloqtirish.
BB ishga tushirilmoqda. Ular tashqi ta'sirlarga juda sezgir. Qolgan xarakteristikalari odatda past bo'ladi. Lekin ular qimmatli mulkka ega - ularning portlashi (portlashi) portlovchi va portlovchi moddalarga portlovchi ta'sir ko'rsatadi, ular odatda boshqa turdagi tashqi ta'sirlarga umuman sezgir emas yoki sezuvchanligi juda past. Shuning uchun, qo'zg'atuvchi moddalar faqat portlovchi yoki portlovchi moddalarning portlashini qo'zg'atish uchun ishlatiladi. Boshlovchi portlovchi moddalarni ishlatish xavfsizligini ta'minlash uchun ular himoya vositalariga (kapsula, kapsula gilzasi, detonator qopqog'i, elektr detonator, sug'urta) qadoqlanadi. Boshlovchi portlovchi moddalarning tipik vakillari: simob fulminat, qo'rg'oshin azidi, tenres (TNPC).
Portlovchi moddalarni portlatish. Bu, aslida, ular aytgan va yozgan narsadir. Ular snaryadlar, minalar, bombalar, raketalar, minalar bilan jihozlashadi; ular ko'priklarni, mashinalarni, ishbilarmonlarni portlatishadi …
Portlash xususiyatiga ko'ra portlovchi moddalar uch guruhga bo'linadi:
- kuchning oshishi (vakillar: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- normal quvvat (vakillari: TNT, melinit, plastmassa);
- kamaytirilgan quvvat (vakillari: ammiakli selitra va uning aralashmalari).
Kuchli portlovchi moddalar tashqi ta'sirlarga nisbatan sezgirroqdir, shuning uchun ular ko'pincha flegmatizatorlar (portlovchi moddalarning sezuvchanligini pasaytiruvchi moddalar) aralashmasida yoki ularning kuchini oshirish uchun normal quvvatli portlovchi moddalar aralashmasida ishlatiladi. Ba'zida yuqori quvvatli portlovchi moddalar oraliq detonator sifatida ishlatiladi.
Portlovchi moddalarni otish. Bu turli xil poroxlar - qora tutunli, tutunsiz piroksilin va nitrogliserin. Ular, shuningdek, otashinlar, signal va yoritgichlar, yorug'lik qobiqlari, minalar va havo bombalari uchun turli pirotexnik aralashmalarni o'z ichiga oladi.
Qora chang va Qora Berthold haqida
Bir necha asrlar davomida odamlar ishlatadigan portlovchi moddalarning yagona turi qora chang edi. Uning yordami bilan dushmanga to'p to'plari otildi va portlovchi snaryadlar u bilan to'ldirildi. Pudra er osti minalarida qal'alar devorlarini buzish, toshlarni maydalash uchun ishlatilgan.
Evropada u 13 -asrdan, hatto undan oldin Xitoy, Hindiston va Vizantiyada ma'lum bo'lgan. Fireworks uchun poroxning birinchi ta'rifi xitoylik olim Sun-Simyao tomonidan 682 yilda tasvirlangan. Maksimilian yunon (XIII-XIV asrlar) "Chiroqlar kitobi" risolasida Vizantiyada ishlatilgan kaliy nitratiga asoslangan aralashmani tasvirlab bergan. 60% nitrat, 20% oltingugurt va 20% ko'mirdan tashkil topgan mashhur "yunon olovi".
Kukun kashfiyotining Evropa tarixi ingliz, frantsiskalik rohib Rojer Bekon bilan boshlanadi, u 1242 yilda "Liber de Nullitate Magiae" kitobida raketalar va otashinlar uchun qora kukun retsepti (40% selitra, 30% ko'mir va 30) % oltingugurt) va yarim afsonaviy rohib Berthold Shvarts (1351). Biroq, bu bir kishi bo'lishi mumkin: O'rta asrlarda taxalluslarni ishlatish juda keng tarqalgan bo'lib, keyinchalik manbalarning tanishuvi bilan chalkashliklar bo'lgan.
Tarkibning soddaligi, uchta komponentdan ikkitasining mavjudligi (Italiya va Sitsiliyaning janubiy viloyatlarida hali ham kam bo'lmagan tabiiy oltingugurt), tayyorlashning qulayligi - bularning hammasi poroxning Evropa mamlakatlari bo'ylab zafarli yurishini kafolatladi. Osiyo. Yagona muammo ko'p miqdorda kaliy nitrat olish edi, lekin bu vazifa muvaffaqiyatli hal qilindi. O'sha paytda ma'lum bo'lgan yagona kaliy nitrat koni Hindistonda bo'lgan (shuning uchun uning ikkinchi nomi - hind), deyarli barcha mamlakatlarda mahalliy ishlab chiqarish yo'lga qo'yilgan. Uni xushmuomalalik bilan atash mumkin emas edi, hatto nekbinlik bilan: uning uchun xom ashyo go'ng, hayvonlarning ichaklari, siydik va hayvonlarning sochlari edi. Bu yomon hidli va juda iflos aralashmaning eng yoqimsiz tarkibi ohak va kaliy edi. Bu boyliklarning hammasi bir necha oy davomida chuqurlarga tashlangan, u erda azotobakteriyalar ta'siri ostida fermentlangan. Ajratilgan ammiak nitratlarga oksidlanib, oxir -oqibat, istalgan nitratni berib, uni qayta kristallanish yo'li bilan ajratib oldi va tozaladi - men aytaman, eng yoqimli emas. Ko'rib turganingizdek, jarayonda hech qanday murakkab narsa yo'q, xom ashyo juda arzon va poroxning mavjudligi ham tez orada universal bo'lib qoldi.
Qora (yoki tutunli) porox o'sha paytda universal portlovchi edi. Na qimirlab, na dumalab, ko'p yillar davomida u raketa sifatida ham, birinchi o'qlarni to'ldirish uchun ham ishlatilgan - zamonaviy o'q -dorilarning prototiplari. 19 -asrning birinchi uchdan birining oxirigacha porox taraqqiyot ehtiyojlarini to'liq qondirdi. Ammo ilm -fan va ishlab chiqarish bir joyda turmadi va tez orada uning salohiyati kichikligi sababli davr talablariga javob berishni to'xtatdi. Portal monopoliyasining tugashini 17 -asrning 70 -yillariga, A. Lavoazye va C. Berthollet Berthollet (berthollet tuzi) tomonidan kashf etilgan kaliy xlorat asosida berthollet tuzi ishlab chiqarishni tashkil qilgan davrga bog'lash mumkin.
Berthollet tuzining tarixini Klod Berthollet yaqinda Karl Sheley kashf etgan xlorning xususiyatlarini o'rgangan paytga borib taqaladi. Xlorni kaliy gidroksidning issiq konsentrlangan eritmasidan o'tkazib, Berthollet kimyogarlar tomonidan emas, balki kimyogarlar tomonidan kaliy xlorat deb ataladigan yangi moddani oldi. Bu 1786 yilda sodir bo'lgan. Va shaytonning tuzi hech qachon yangi portlovchi moddaga aylanmagan bo'lsa -da, u o'z vazifasini bajardi: birinchidan, u "urush xudosi" ning o'rnini bosuvchi yangi qidiruvchilarni rag'batlantirdi, ikkinchidan, yangi turdagi portlovchi moddalarning asoschisiga aylandi. tashabbuskorlar.
Portlovchi moy
Va 1846 yilda kimyogarlar ikkita yangi portlovchi moddalarni - piroksilin va nitrogliserinni taklif qilishdi. Turinda italiyalik kimyogar Ascagno Sobrero glitserinni nitrat kislotasi bilan davolash (nitratlash) yog'li shaffof suyuqlik - nitrogliserin hosil qilish uchun etarli ekanligini aniqladi. U haqidagi birinchi bosma hisobot 1847 yil 15 fevralda L'Institut (XV, 53) jurnalida chop etilgan va u ba'zi iqtiboslarga loyiqdir. Birinchi qismda shunday deyilgan:
"Ascagno Sobrero, Turinlik texnik kimyo professori, prof. Peluzomning xabar berishicha, u uzoq vaqtdan beri azot kislotasining turli organik moddalarga ta'siri bilan portlovchi moddalarni, ya'ni qamish shakar, chaqirish, dekstrit, sut shakar va boshqalarni qabul qilib kelgan. va tajriba shuni ko'rsatdiki, paxta chayqalishiga o'xshash modda olinadi …"
Bundan tashqari, nitratlash tajribasining ta'rifi bor, faqat organik kimyogarlar uchun qiziqarli (va bundan keyin ham faqat tarixiy nuqtai nazardan), lekin biz faqat bitta xususiyatni ta'kidlaymiz: tsellyulozaning nitro hosilalari, shuningdek ularning portlash qobiliyati., o'sha paytda juda yaxshi ma'lum bo'lgan [11].
Nitrogliserin eng kuchli va sezgir portlovchi moddalardan biridir va uni ishlatishda alohida e'tibor va e'tibor talab etiladi.
1. Ta'sirchanlik: o'q otishidan portlashi mumkin. 10 kg vaznli chovgum bilan zarbga sezuvchanlik 25 sm balandlikdan tushdi - 100%. Yonish portlashga aylanadi.
2. Portlovchi transformatsiya energiyasi - 5300 J / kg.
3. Portlash tezligi: 6500 m / s.
4. Brisans: 15-18 mm.
5. Portlash xavfi: 360-400 kub metr. qarang [6].
Nitrogliserindan foydalanish imkoniyatini 1853-1855 yillarda Qrim urushi paytida harbiy muhandis V. F. Petrushevskiy bilan birgalikda katta miqdorda nitrogliserin ishlab chiqargan mashhur rus kimyogari N. N. Zinin ko'rsatdi.
Qozon universiteti professori N. N. Zinin
Harbiy muhandis V. F. Petrushevskiy
Ammo nitrogliserinda yashovchi iblis yovuz va isyonkor bo'lib chiqdi. Ma'lum bo'lishicha, bu moddaning tashqi ta'sirlarga sezgirligi portlovchi simobnikidan biroz pastroq. U nitratlanish paytida portlashi mumkin, uni silkitib, qizdirib, sovitib yoki quyoshga qo'yib bo'lmaydi. Saqlash vaqtida portlashi mumkin. Va agar siz uni gugurt bilan yoqib yuborsangiz, u tinchgina yonib ketishi mumkin …
19 -asrning o'rtalariga kelib kuchli portlovchi moddalarga ehtiyoj shunchalik katta ediki, ko'plab baxtsiz hodisalarga qaramay, nitrogliserin portlatish ishlarida keng qo'llanila boshlandi.
Yovuz shaytonni jilovlashga urinishlar ko'pchilik tomonidan amalga oshirildi, lekin tamperning shon -sharafi Alfred Nobelga o'tdi. Bu yo'lning past -balandliklari, shuningdek, ushbu moddani sotishdan tushgan daromadlarning taqdiri ko'pchilikka ma'lum va muallif ularning tafsilotlarini aytib o'tishni keraksiz deb hisoblaydi.
Inert plomba teshigiga "siqilib" (va shunga o'xshash bir necha o'nlab moddalar sinab ko'rildi, ularning eng yaxshisi infuzor er edi - gözenekli silikat, ularning 90% nitrogliserinni ochko'zlik bilan yuta oladigan teshiklarga tushadi), nitrogliserin deyarli hamma "vayronkor" kuchini saqlab, ancha "moslashuvchan" bo'lib qoldi. Ma'lumki, Nobel hijobga o'xshagan bu aralashmani "dinamit" (yunoncha "dinos" so'zidan olingan - kuch) berdi. Taqdirning kinoyasi: Nobel dinamit ishlab chiqarishga patent olganidan bir yil o'tib, Petrushevskiy butunlay mustaqil ravishda nitrogliserinni magneziya bilan aralashtirib, keyinchalik "rus dinamiti" deb nomlangan portlovchi moddalarni oladi.
Nitrogliserin (aniqrog'i, glitserin trinitrat) - glitserin va nitrat kislotaning to'liq efiridir. Odatda u glitserinni sulfat -nitrat kislota aralashmasi bilan ishlov berish yo'li bilan olinadi (kimyoviy tilda - esterifikatsiya reaktsiyasi):
Nitrogliserinning portlashi ko'p miqdorda gazsimon mahsulotlarning chiqishi bilan birga keladi:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Esterifikatsiya ketma -ket uch bosqichda davom etadi: birinchisida glitserin mononitrat, ikkinchisida - glitserin dinitrat, uchinchisida - glitserin trinitrat. Nitrogliserinning yanada to'liq hosil bo'lishi uchun nazariy talab qilingan miqdordan 20% ortiq nitrat kislota olinadi.
Nitratlash chinni qozonlarda yoki lehimli qo'rg'oshin idishlarida muzli suvli hammomda amalga oshirildi. Bitta yugurishda taxminan 700 g nitrogliserin olindi va bir soat davomida bunday operatsiyalar 3-4 da o'tkazildi.
Ammo ortib borayotgan ehtiyojlar nitrogliserin ishlab chiqarish texnologiyasiga o'z tuzatishlarini kiritdi. Vaqt o'tishi bilan (1882 yilda) nitratatorlarda portlovchi moddalarni ishlab chiqarish texnologiyasi ishlab chiqildi. Bu holda, jarayon ikki bosqichga bo'lindi: birinchi bosqichda glitserin sulfat kislotaning yarmi bilan aralashtirildi va shu tariqa chiqarilgan issiqlikning ko'p qismi ishlatildi, shundan so'ng nitrat va sulfat kislotalarning tayyor aralashmasi ishlatildi. xuddi shu idishga kiritildi. Shunday qilib, asosiy qiyinchilikni oldini olish mumkin edi: reaktsiya aralashmasining haddan tashqari qizib ketishi. Aralashtirish 4 atm bosimda siqilgan havo bilan amalga oshiriladi. Jarayonning mahsuldorligi 100 kg glitserin 20 daqiqada 10 - 12 daraja.
Nitrogliserin (1, 6) va chiqindi kislotaning (1, 7) o'ziga xos tortishish kuchi har xil bo'lgani uchun u yuqoridan o'tkir interfeys bilan yig'iladi. Nitratdan keyin nitrogliserin suv bilan yuviladi, keyin kislota qoldiqlaridan soda bilan yuviladi va yana suv bilan yuviladi. Jarayonning barcha bosqichlarida aralashtirish siqilgan havo bilan amalga oshiriladi. Quritish kalsinlangan osh tuzi qatlami orqali filtrlash yo'li bilan amalga oshiriladi [9].
Ko'rib turganingizdek, reaktsiya juda oddiy (19 -asrning oxirida, oddiy kimyoviy fanni o'zlashtirgan "bombardimonlar" tomonidan ko'tarilgan terrorizm to'lqinini eslang) va "oddiy kimyoviy jarayonlar" qatoriga kiradi (A. Stetbaxer). Nitrogliserinning deyarli har qanday miqdori eng oddiy sharoitda tayyorlanishi mumkin (qora kukun tayyorlash unchalik oson emas).
Reaktivlar sarfi quyidagicha: 150 ml nitrogliserin olish uchun quyidagilarni olish kerak: 116 ml glitserin; 1126 ml konsentrlangan sulfat kislota;
649 ml nitrat kislota (kamida 62% konsentratsiyasi).
Urushda dinamit
Dinamit birinchi marta 1870-1871 yillardagi frantsuz-prussiya urushida ishlatilgan: prussiyalik sapyorlar frantsuz istehkomlarini dinamit bilan portlatib yuborishgan. Ammo dinamitning xavfsizligi nisbiy bo'lib chiqdi. Harbiylar o'qni o'qqa tutganda, u o'z avlodidan ko'ra yomonroq portlashini va ba'zi hollarda yonish portlashga aylanib ketishini darhol bilib oldi.
Ammo kuchli o'q -dorilarni olish vasvasasi chidab bo'lmas edi. Juda xavfli va murakkab tajribalar orqali, agar yuklar bir zumda emas, balki asta -sekin, raketaning tezlanishini xavfsiz chegaralarda ushlab tursa, dinamit portlamasligini aniqlash mumkin edi.
Texnik darajadagi muammoning echimi siqilgan havodan foydalanishda ko'rilgan. 1886 yil iyun oyida Amerika Qo'shma Shtatlari armiyasining 5 -artilleriya polkining leytenanti Edmund Lyudvig G. Zelinskiy amerikalik muhandislik dizaynini sinab ko'rdi va takomillashtirdi. 380 mm kalibrli va 15 m uzunlikdagi pnevmatik to'p 140 atmgacha siqilgan havo yordamida 227 kg dinamitdan 3,35 m uzunlikdagi raketalarni 1800 mA ga 1,83 m uzunlikdagi 51 kg dinamit va barchasi 5 ming m
Harakatlantiruvchi kuch ikki tsilindrli bosimli havo bilan ta'minlangan, yuqori qismi esa asbobga moslashuvchan shlang bilan ulangan. Ikkinchi tsilindr yuqori qismini boqish uchun zaxira edi va undagi bosim erga ko'milgan bug 'pompasi yordamida saqlanib turardi. Dinamit yuklangan raketa dartga o'xshardi - artilleriya o'qi va 50 funtli o'qi bor edi.
Kembrij gersogi armiyaga Milford Xeyvenda bunday tizimni sinab ko'rishni buyurdi, ammo qurol nishonga tegmasdan oldin deyarli barcha o'q -dorilarni ishlatib yubordi, ammo u juda samarali yo'q qilindi. Amerikalik admirallar yangi to'pdan xursand bo'lishdi: 1888 yilda qirg'oq artilleriyasi uchun 250 dinamitli qurol ishlab chiqarish uchun pul chiqarildi.
1885 yilda Zelinskiy armiya va flotda dinamit qobig'i bo'lgan pnevmatik qurollarni ishga tushirish uchun Pnevmatik qurollar kompaniyasini tashkil etdi. Uning tajribalari pnevmatik qurollar haqida yangi istiqbolli qurol haqida gapirishga olib keldi. AQSh Harbiy-dengiz floti hatto 1888 yilda 944 tonnalik "Vezuvius" dinamit kreyserini qurdi, ulardan uchtasi 381 mm.
"Vesuvius" "dinamit" kreyserining diagrammasi
[markazda]
Va uning harakatsiz qurollari shunday ko'rinardi[/markaz]
Ammo g'alati narsa: bir necha yil o'tgach, g'ayrat umidsizlikka yo'l qo'ydi. "Ispaniya-Amerika urushi paytida,-dedi amerikalik artilleriyachilar,-bu qurollar hech qachon kerakli joyga tegmagan." Va bu qurol haqida emas, balki artilleriyachilarning aniq o'q otish qobiliyati va qurollarning qattiq mahkamlanishi haqida emas, balki bu tizim keyingi rivojlanishga ega bo'lmadi.
1885 yilda Gollandiya o'zining 4 -suv osti kemasiga Zelinskiyning havo to'pini o'rnatdi. Biroq, bu masala o'zining amaliy sinovlariga kelmadi, tk. qayiq uchish paytida jiddiy avariyaga uchradi.
1897 yilda Gollandiya o'zining 8-suv osti kemasini yangi "Zelinskiy" to'pi bilan qayta qurollantirdi. Qurol-yarog '18 dyuymli (457 mm) uchta Whitehead torpedasi bo'lgan torpedo naychasidan, shuningdek, dinamit snaryadlari uchun Zelinskiy aftli havo qurolidan iborat edi. 7 raund 222 funt. 100,7 kg) har biri). Biroq, qayiqning kattaligi bilan cheklangan juda qisqa barrel tufayli, bu qurolning o'q otish masofasi qisqa bo'lgan. Amaliy tortishishdan so'ng, ixtirochi uni 1899 yilda demontaj qilgan.
Kelajakda na Gollandiya, na boshqa dizaynerlar suv osti kemalariga mina va dinamit qobig'ini o'qqa tutish uchun qurol (apparat) o'rnatmagan. Shunday qilib, Zelinskiyning qurollari sezilmasdan, lekin tezda sahnani tark etdi [12].
Nitrogliserinning birodari
Kimyoviy nuqtai nazardan, glitserin trihidrik spirtlar sinfining eng oddiy vakili hisoblanadi. Uning diatomik analogi bor - etilen glikol. Nitrogliserin bilan tanishgandan so'ng, kimyogarlar etilen glikolga e'tibor qaratishlari, undan foydalanish qulayroq bo'lishiga umid qilishlari ajablanarli emas.
Ammo bu erda ham portlovchi moddalar shaytoni o'zining injiq xarakterini ko'rsatdi. Dinitroetilen glikolning xususiyatlari (bu portlovchi modda hech qachon o'z nomini olmagan) nitrogliserindan unchalik farq qilmagan:
1. Sezuvchanlik: 2 sm yuk 20 sm balandlikdan tushganda portlash; ishqalanishga, olovga sezgir.
2. Portlovchi transformatsiya energiyasi - 6900 J / kg.
3. Portlash tezligi: 7200 m / s.
4. Brisans: 16,8 mm.
5. Yuqori portlash xavfi: 620-650 kub metr. sm.
U birinchi marta 1870 yilda Genri tomonidan olingan. Nitrogliserin tayyorlashga o'xshash protsedura bo'yicha etilen glikolni ehtiyotkorlik bilan nitratlash yo'li bilan olinadi (nitratlash aralashmasi: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; nisbati - 1 dan 5 gacha). etilen glikol).
Nitratlanish jarayonini pastroq haroratda bajarish mumkin, bu yuqori hosilga moyillikdir [7, 8].
Umuman olganda, DNEG sezgirligi NGga qaraganda bir oz pastroq bo'lishiga qaramay, uni ishlatish katta foyda va'da qilmadi. Agar biz bunga NGga qaraganda yuqori o'zgaruvchanlik va xom ashyoning kamligini qo'shsak, bu yo'l hech qaerga olib bormaganligi aniq bo'ladi.
Biroq, u ham mutlaqo befoyda bo'lib chiqdi. Dastlab u dinamitga qo'shimcha sifatida ishlatilgan, Ikkinchi Jahon urushi paytida glitserin etishmasligi tufayli u tutunsiz kukunlarda nitrogliserin o'rnini bosgan. DNEGning o'zgaruvchanligi tufayli bunday kukunlarning saqlash muddati qisqa edi, lekin urush sharoitida bu unchalik ahamiyatga ega emas edi: hech kim ularni uzoq vaqt saqlamoqchi emas edi.
Christian Schönbein apron
Agar 19 -asrning oxiriga kelib, boshqa nitroester ishlab chiqarishning sanoat texnologiyasi kelmagan bo'lsa, harbiylar nitrogliserinni tinchlantirish yo'llarini izlashga qancha vaqt sarflashgani noma'lum. Qisqacha aytganda, uning paydo bo'lish tarixi quyidagicha [16].
1832 yilda frantsuz kimyogari Anri Brakone kraxmal va yog'och tolalarini azot kislotasi bilan ishlaganda, turg'un, yonuvchan va portlovchi moddalar hosil bo'lganini aniqladi, uni ksiloid deb atadi. To'g'ri, masala bu kashfiyot haqidagi xabar bilan chegaralangan edi. Olti yil o'tib, 1838 yilda yana bir frantsuz kimyogari Teofil-Jyul Pelouz qog'oz va kartonni shunga o'xshash usulda qayta ishladi va shunga o'xshash materialni ishlab chiqdi va uni nitramidin deb atadi. Kim o'ylardi, lekin nitramidinni texnik maqsadlarda ishlatishning iloji yo'qligining sababi uning past barqarorligi edi.
1845 yilda shveytsariyalik kimyogar Kristian Fridrix Shönbeyn (o'sha paytgacha ozon kashfiyoti bilan mashhur bo'lgan) o'z laboratoriyasida tajribalar o'tkazgan. Xotini unga idishlarini oshxonaga olib kelishni qat'iyan man qildi, shuning uchun u yo'qligida tajribani tugatishga shoshdi - va stolga kaustik aralashmani to'kdi. Janjalni oldini olish maqsadida, u shveytsariyalik aniqlikning eng yaxshi urf -odatlari bo'yicha, ishchi apron bilan artib tashladi, chunki aralashma juda ko'p emas edi. Keyin, shuningdek, Shveytsariya tejamkorligi an'anasiga ko'ra, u apronni suv bilan yuvdi va quritish uchun pechka ustiga osdi. U erda qancha uzoq yoki qisqa vaqt osilgan bo'lsa, tarix jim, lekin apron quriganidan keyin to'satdan g'oyib bo'lgani aniq. Bundan tashqari, u ingliz tilida jimgina emas, balki baland ovozda g'oyib bo'ldi, hatto sehrli deb aytish mumkin: birdaniga va portlashning qattiq qarsak chalishidan. Lekin bu erda Shönbeynning e'tiborini tortdi: portlash hech qanday tutunsiz sodir bo'ldi!
Nitroselülozni birinchi bo'lib Shönbeyn kashf etmagan bo'lsa -da, aynan u kashfiyotning ahamiyati to'g'risida xulosa chiqargan. O'sha paytda, artilleriyada qora kukun ishlatilgan, u qurolni ifloslantirgan, shuning uchun o'qlar oralig'ida ular tozalanishi kerak edi va birinchi bo'ronlardan keyin tutun pardasi paydo bo'ldi, ular deyarli ko'r -ko'rona jang qilishdi. Aytishga hojat yo'q, qora tutunning puflashi batareyalarning joylashishini juda yaxshi ko'rsatdi. Hayotni yoritgan yagona narsa, dushmanning xuddi shu pozitsiyada ekanini anglash edi. Shu sababli, harbiylar portlovchi moddaga ishtiyoq bilan munosabatda bo'lishdi, bu tutunni kamroq beradi, bundan tashqari u qora kukunga qaraganda kuchliroqdir.
Nitroselüloz qora kukun kamchiliklaridan xoli bo'lib, tutunsiz kukun ishlab chiqarishni yo'lga qo'ydi. Va o'sha davrning urf -odatlarida ular uni yonilg'i sifatida ham, portlovchi sifatida ham ishlatishga qaror qilishdi. 1885 yilda, ko'plab eksperimental ishlardan so'ng, frantsuz muhandisi Pol Vil bir necha kilogramm poroxilin kukunini oldi va sinovdan o'tkazdi, bu "B" poroxi - birinchi tutunsiz kukun. Sinovlar yangi yoqilg'ining afzalliklarini isbotladi.
Ammo harbiy ehtiyojlar uchun ko'p miqdorda nitroselüloz ishlab chiqarishni yo'lga qo'yish oson bo'lmagan. Nitroselüloz janglar va fabrikalarni kutishga sabrsiz edi, qoida tariqasida, nitrogliserin ishlab chiqarish bilan raqobatlashayotgandek, havoda muntazam ravishda uchib yurardi. Sanoat piroksilin ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqish, hech qanday portlovchi kabi to'siqlarni engib o'tishga to'g'ri keldi. Bu tolali portlovchi moddani ishlatishga yaroqli bo'lgunga qadar va mahsulotni uzoq vaqt saqlash paytida portlashga qarshi qandaydir tarzda kafolatlangan ko'plab vositalar va usullar topilmaguncha, turli mamlakatlar tadqiqotchilarining bir qator ishlarini bajarish uchun chorak asr kerak bo'ldi. "Qanday bo'lmasin" iborasi adabiy qurilma emas, balki kimyo va texnologlar barqarorlik mezonlarini aniqlashda duch kelgan qiyinchilikning aksidir. Barqarorlik mezonlarini aniqlashga yondashuvlar to'g'risida qat'iy qaror yo'q edi va bu portlovchi, doimiy portlashlardan foydalanish ko'lamining yanada kengayishi bilan, bu o'ziga xos murakkab efirning xatti -harakatlarida tobora ko'proq sirli xususiyatlar paydo bo'ldi. Faqat 1891 yilgacha Jeyms Dyuar va Frederik Abel xavfsiz texnologiyani topishga muvaffaq bo'lishdi.
Piroksilin ishlab chiqarishda ko'p miqdordagi yordamchi qurilmalar va uzoq texnologik jarayon talab qilinadi, bunda barcha operatsiyalar bir xil darajada ehtiyotkorlik bilan va puxta bajarilishi kerak.
Piroksilin ishlab chiqarish uchun dastlabki mahsulot tsellyuloza bo'lib, uning eng yaxshi vakili paxta hisoblanadi. Tabiiy sof tsellyuloza - kraxmalning yaqin qarindoshi bo'lgan glyukoza qoldiqlaridan tashkil topgan polimer: (C6H10O5) n. Bundan tashqari, qog'oz fabrikalaridagi chiqindilar ajoyib xom ashyo bilan ta'minlanishi mumkin.
Elyaf nitratsiyasi 19 -asrning 60 -yillarida sanoat miqyosida o'zlashtirildi va keyinchalik tsentrifugalarda aylanadigan keramik qozonlarda amalga oshirildi. Biroq, asrning oxiriga kelib, bu ibtidoiy usul Amerika texnologiyasi bilan almashtirildi, garchi Ikkinchi jahon urushi paytida u arzonligi va soddaligi (aniqrog'i primitivizm) tufayli qayta tiklandi.
Qayta qilingan paxta nitratatorga yuklanadi, 15 kg tola 900 kg aralashma asosida nitratlash aralashmasi (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, suv - 7%) qo'shiladi, bu 25 kg piroksilin hosilini beradi..
Nitratorlar to'rtta reaktor va bitta santrifüjdan iborat batareyalarga ulangan. Nitratorlarga ekstraksiya vaqtiga teng vaqt oralig'i (taxminan 40 minut) yuklanadi, bu jarayonning uzluksizligini ta'minlaydi.
Piroksilin - har xil darajadagi tsellyuloza nitratlanishiga ega bo'lgan mahsulotlar aralashmasi. Sulfat kislota o'rniga fosfor kislotasi yordamida olingan piroksilin juda barqaror, lekin bu texnologiya qimmatligi va unumdorligi pastligi tufayli ildiz otmadi.
Bosilgan piroksilin o'z-o'zidan yonish xususiyatiga ega va uni namlash kerak. Piroksilinni yuvish va barqarorlashtirish uchun ishlatiladigan suvda ishqoriy moddalar bo'lmasligi kerak, chunki ishqorli parchalanish mahsulotlari o'z -o'zini tutish katalizatoridir. Oxirgi quritishga kerakli namlik miqdorini mutlaq spirt bilan yuvish orqali erishiladi.
Ammo namlangan nitroselüloz ham muammolardan xoli emas: u mog'or qo'zg'atadigan mikroorganizmlar tomonidan ifloslanishiga moyil. Sirtni parvarish qilish orqali himoya qiling. Tayyor mahsulot quyidagi xususiyatlarga ega edi:
1. Piroksilinning sezuvchanligi namlikka juda bog'liq. Quruq (3-5% namlik) ochiq olovdan yoki issiq metalning tegishi, burg'ulash, ishqalanish bilan osongina yonadi. U 10 kg balandlikdan 2 kg yuk tushganda portlab ketadi. Havo namligi ko'tarilganda sezuvchanlik pasayadi va 50% suvda portlash qobiliyati yo'qoladi.
2. Portlovchi transformatsiya energiyasi - 4200 MJ / kg.
3. Portlash tezligi: 6300 m / s.
4. Brisans: 18 mm.
5. Yuqori portlash xavfi: 240 kubometr. sm.
Va shunga qaramay, kamchiliklarga qaramay, kimyoviy jihatdan barqarorroq piroksilin harbiylarga nitrogliserin va dinamitdan ko'ra ko'proq mos keladi, uning namligini o'zgartirish orqali uning sezuvchanligini sozlash mumkin edi. Shu sababli, presslangan piroksilin mina va qobiqlarni o'q -dorilar bilan jihozlashda keng qo'llanila boshlandi, ammo vaqt o'tishi bilan bu misli ko'rilmagan mahsulot aromatik uglevodorodlarning nitratli hosilalariga yo'l berdi. Nitroselüloz yonuvchi portlovchi bo'lib qoldi, lekin portlovchi portlovchi sifatida u o'tmishga abadiy tushib ketdi [9].
Uchuvchi jele va nitrogliserinli porox
"Qora kukun … yonish paytida yuzaga keladigan ko'rinmas hodisalarni ilmiy o'rganish orqali yanada takomillashtirishning barcha natijalarini ifodalaydi. Tutunsiz porox - bu mamlakatlarning qudrati va ularning ilmiy rivojlanishi o'rtasidagi yangi bo'g'in. Shu sababli, rus ilm -fanining jangchilaridan biri bo'lganimdan, kuchim va yillarim davomida, tutunsiz porox vazifalarini tahlil qilishga jur'at etolmadim …"
O'quvchi, kimyo tarixidan ozgina xabardor bo'lsa ham, bu kimning so'zlari - ajoyib rus kimyogari D. I. Mendeleyev ekanligini allaqachon taxmin qilgan.
Mendeleyev hayotining so'nggi yillarida - 1890-1897 yillarda kimyoviy bilimlar sohasi sifatida porrocheliyga ko'p kuch va e'tiborini qaratdi. Ammo, har doimgidek, rivojlanishning faol bosqichidan oldin bilimlarni aks ettirish, to'plash va tizimlashtirish davri keldi.
Hammasi 1875 yilda charchamaydigan Alfred Nobel yana bir kashfiyotni amalga oshirganidan boshlandi: nitrogliserindagi nitroselülozning plastik va elastik qattiq eritmasi. U qattiq shakl, yuqori zichlik, qoliplash qulayligi, kontsentrlangan energiya va yuqori atmosfera namligiga sezuvchanlikni birlashtirdi. Karbonat angidrid, azot va suvga to'liq yoqilgan jele 8% dinitroselülozadan va 92% nitrogliserindan iborat edi.
Texnolog Nobeldan farqli o'laroq, D. I. Mendeleyev faqat ilmiy yondashuvga asoslandi. U o'z tadqiqotlari asosida mutlaqo aniq va kimyoviy asosli fikrni ilgari surdi: yonish paytida kerakli modda og'irlik birligiga maksimal gazsimon mahsulot chiqarishi kerak. Kimyoviy nuqtai nazardan, bu shuni anglatadiki, uglerodni gazsimon oksidga, vodorodni suvga to'liq aylantirish uchun kislorod etarli bo'lishi kerak va bu jarayonni energiya bilan ta'minlash uchun oksidlovchi qobiliyat. Batafsil hisoblash quyidagi kompozitsiyaning formulasiga olib keldi: C30H38 (NO2) 12O25. Yonayotganda siz quyidagilarni olishingiz kerak:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Bunday tarkibdagi moddaning maqsadli sintez reaktsiyasini o'tkazish oson ish emas, hozirda ham, shuning uchun amalda 7-10% nitroselüloz va 90-93% nitrogliserin aralashmasi ishlatilgan. Azot tarkibining ulushi taxminan 13, 7%ni tashkil qiladi, bu pirokollodiyalar uchun bu ko'rsatkichdan biroz oshadi (12, 4%). Operatsiya ayniqsa qiyin emas, murakkab uskunadan foydalanishni talab qilmaydi (u suyuq fazada amalga oshiriladi) va normal sharoitda davom etadi.
1888 yilda Nobel pirogsilin tutunsiz porox kabi nomlangan nitrogliserin va kolloksilindan (past nitratli tolalar) yasalgan porox uchun patent oldi. Ushbu kompozitsiya hozirgi kunga qadar deyarli o'zgarmadi, ularning eng mashhurlari kordit va ballistit. Asosiy farq nitrogliserin va piroksilin o'rtasidagi nisbatda (korditda u yuqori) [13].
Bu portlovchi moddalar bir -biriga qanday aloqasi bor? Keling, jadvalga qaraylik:
1 -jadval.
BB …… sezuvchanlik…. Energiya … tezlik …… brisans… yuqori portlash
……… (portlashlarning kg / sm /%)…. Portlash…. Detonatsiya
GN …..
DNEG …… 2/10/100 ……….. 6900 ……… 7200 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
NK ……… 25/10/10 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4200 ………
Hamma portlovchi moddalarning xarakteristikalari bir -biriga juda o'xshash, biroq jismoniy xususiyatlardagi farq ularni qo'llashning turli joylarini belgilab berdi.
Ko'rib turganimizdek, nitrogliserin ham, piroksilin ham harbiylarni xarakterlari bilan xursand qilmagan. Bu moddalarning past barqarorligining sababi, menimcha, sirtda yotadi. Ikkala birikma ham (yoki uchta sanash va dinitroetilen glikol) efir sinfining vakillari hisoblanadi. Ester guruhi hech qachon kimyoviy qarshilik bo'yicha etakchilardan emas. Aksincha, uni begonalar orasida topish mumkin. Nitro guruhi, azot o'z ichiga juda g'alati +5 oksidlanish holatida, barqarorlik modeli emas. Bu kuchli oksidlovchi moddaning gidroksil alkogol guruhi kabi yaxshi kamaytiruvchi vosita bilan simbiozi muqarrar ravishda bir qator salbiy oqibatlarga olib keladi, ularning eng yoqimsizligi - ishlatishda injiqlik.
Nima uchun kimyogarlar va harbiylar ular bilan tajriba o'tkazish uchun ko'p vaqt sarflashdi? Ko'rinib turibdiki, ko'pchilik va ko'pchilik g'alaba qozondi. Harbiylar - bu yuqori kuch va xom ashyoning mavjudligi, bu armiyaning jangovar samaradorligini oshirdi va uni urush paytida etkazib berishga sezgir qilmadi. Texnologlar - engil sintez sharoitlari (yuqori harorat va yuqori bosimni ishlatishning hojati yo'q) va texnologik qulaylik (ko'p bosqichli jarayonlarga qaramay, barcha reaktsiyalar bitta reaksiya hajmida davom etadi va oraliq mahsulotlarni ajratib qo'ymasdan).
Mahsulotlarning amaliy rentabelligi ham ancha yuqori edi (2 -jadval), bu ko'p miqdorda arzon nitrat kislota manbalarini izlashga shoshilinch ehtiyoj tug'dirmadi (sulfat kislota masalasi ancha oldin hal qilingan).
2 -jadval.
BB …… 1 kg ga reaktivlar sarfi ….. Bosqichlar soni ….. Chiqarilgan mahsulotlar soni.
……… Azot kislotasi … Oltingugurt kislotasi
GN …….10 ……………………………………………………………………………………………………….
DNEG….16, 5 …………..16, 5 ……………………………………………………
NK …….. 8, 5 …………… 25 …………………………………………
Voqea joyida portlovchi shaytonning yangi mujassamlari paydo bo'lganda vaziyat keskin o'zgarib ketdi.
(Davomi bor)
