«Нитро-взрывчатые вещества: Практический трактат»

Начальное давление, создаваемое взрывом пироксилина, очень велико, равно 18 135 атмосферам и 8740 килограммам на квадратный сантиметр для 1 кг, выделяемое тепло составляет 1075 калорий (вода жидкая) или 997,7 кал. (вода газообразная), но количество выделяемого тепла меняется с уравнением разложения. Согласно Бертло[A], теплота образования коллодионного хлопка составляет 696 кал. на 1053 г или 661 кал. на 1 кг. Теплота, выделяемая при полном сгорании пироксилина свободным кислородом при постоянном давлении, составляет 2633 кал. на 1143 г, или на 1 кг пироксилина 2302 кал. (вода жидкая) или 2177 кал. (вода газообразная). Теплота разложения пироксилина в закрытом сосуде, найденная экспериментально при низкой плотности заряда (0,023), составляет 1071 кал. на 1 кг вещества, сухого и свободного от золы. Чтобы получить максимальный эффект от пироксилина, его необходимо использовать в спрессованном состоянии, так как начальные давления при этом увеличиваются. Влажный пироксилин гораздо менее чувствителен к ударам, чем сухой. Парафин также снижает его склонность к взрыву, так же как и камфора.

[Сноска A: «Взрывчатые вещества и их сила», пер. Хейка и Макнаба.]

Вещество, известное как целлулоид, разновидность нитроцеллюлозы, почти соответствующая формуле C_{24}H_{24}(NO_{3}H)_{8}O_{12}, в которую добавлены камфора и различные инертные вещества для придания ей нечувствительности к ударам, может подвергаться механической обработке и обточке на токарном станке так же, как слоновая кость, вместо которой целлулоид в настоящее время широко используется для изготовления таких изделий, как ручки ножей, гребни и т. д. Целлулоид становится очень пластичным при нагревании до 150° C и имеет тенденцию становиться очень чувствительным к ударам, а в больших количествах может стать взрывоопасным во время пожара из-за общего нагрева массы и последующего испарения камфоры. При хранении в воздушном термостате при 135° C целлулоид быстро разлагается. В одном эксперименте (проведенном М. Бертло) в закрытом сосуде при 135° C и плотности заряда 0,4 произошел взрыв, развивший давление 3000 кг. Несколько лет назад на одной из немецких железных дорог в багажном вагоне также взорвался большой пакет гребней из целлулоида. Хотя при обычных обстоятельствах или даже при использовании мощного детонатора он не является взрывчатым веществом, при его производстве следует проявлять значительную осторожность.

~Производство пироксилина.~ — Метод, используемый для производства пироксилина, — это метод Абеля (патент № 1102, 20.04.65). Он был разработан главным образом в Стоумаркете[A] и Уолтем-Эбби[B], но с течением времени претерпел несколько изменений. Однако эти модификации происходили преимущественно на континенте и касались скорее используемых аппаратов и оборудования, чем каких-либо изменений в самом процессе. В качестве формы целлюлозы используется хлопковый путанка[C], состоящий из обрезков и отходов хлопчатобумажных фабрик. После того как он очищен от жира, масла и других жировых веществ путем обработки щелочными растворами, его тщательно перебирают, удаляя каждый кусочек цветной хлопчатобумажной ветоши или веревки. Следующая операция, которой он подвергается, имеет целью разрыхление материала. Для этого его пропускают через чесальную машину, а затем через резательную машину, благодаря чему он приводится в состояние, пригодное для последующей обработки кислотами, то есть он разрезается на короткие отрезки, а волокна распушаются и отделяются друг от друга.

[Сноска A: Заводы компании The New Explosive Co.]

[Сноска B: Королевская пороховая фабрика.]

[Сноска C: Стоимость от 10 до 25 фунтов стерлингов за тонну. В своем описании «Подготовки хлопковой путанки для производства бездымного пороха» А. Герцог заявляет, что германские военные власти требуют хлопок, который при бросании в воду тонет за две минуты; при нитровании не разрушается; при обработке эфиром дает только 0,9 процента жира; и содержит лишь следы хлора, извести, магнезии, железа, серной кислоты и фосфорной кислоты. Если хлопок очень зажирен, его необходимо сначала прокипятить с содовым щелоком под давлением, промыть, отбелить хлором, промыть, обработать серной или соляной кислотой, снова промыть, центрифугировать и высушить; если он действительно очень зажирен, желательна предварительная обработка известковой водой. См. также «Инспекция хлопковой путанки для использования в производстве пироксилина», К. Э. Манро, Jour. Am. Chem. Soc., 1895, 17, 783.]

~Сушка хлопка.~ — Эта операция выполняется одним из двух способов. Хлопок можно либо разложить на полках в сушильной камере, через которую циркулирует поток горячего воздуха, либо высушить в цилиндрах с паровой рубашкой. Очень важно, чтобы хлопок был как можно более сухим перед погружением в кислоты, особенно если необходимо получить полностью «нерастворимую» нитроцеллюлозу. После сушки он должен содержать не более 0,5 процента влаги, а если возможно, то и меньше. Более распространенный метод сушки хлопка — в трубках с паровой рубашкой, т. е. двойных железных цилиндрах длиной около 5 футов и шириной 1,5 фута. Хлопок помещается в центральную камеру (рис. 10), в то время как пар циркулирует в окружающей рубашке и поддерживает высокую температуру во всем цилиндре (паровые трубы могут быть навиты вокруг внешней стороны железной трубы, и это будет работать так же хорошо). С помощью трубы, сообщающейся с резервуаром сжатого воздуха, поток воздуха поступает снизу, проходит вверх через хлопок и помогает удалить содержащуюся в нем влагу. Сырой хлопок обычно содержит около 10 процентов влаги и должен быть высушен до содержания 1/2 процента или менее. Для этого он обычно должен оставаться в сушильном цилиндре около пяти часов. По истечении этого времени следует взять пробу с верхней части цилиндра, высушить ее в водяном сушильном шкафу (100° C[A]) в течение часа — полутора часов, снова взвесить и рассчитать оставшуюся в нем влагу.

[Сноска A: В Уолтем-Эбби его сушат при 180° C в специально сконструированной сушильной камере.]

[Иллюстрация: РИС. 10. — СУШИЛКА ДЛЯ ХЛОПКА.]

Очень удобно иметь большой медный водяной сушильный шкаф, содержащий множество небольших отдельных отделений, достаточно больших, чтобы вместить около горсти хлопка, причем каждое отделение пронумеровано и соответствует одному из сушильных цилиндров. Весь аппарат должен быть закреплен на стене лаборатории и может нагреваться путем подвода небольшой паровой трубы от котельной. Полезно иметь набор медных лотков размером около 3 на 6 дюймов, пронумерованных в соответствии с отделениями в паровом шкафу и точно подходящих к ним. Эти лотки затем могут быть доставлены мальчиком к сушильным цилиндрам, в них помещается горсть хлопка из каждого, а затем они приносятся в лабораторию и взвешиваются (мальчик может делать это очень хорошо), помещаются в соответствующие отделения шкафа, оставляются на один — полтора часа и снова взвешиваются.

Когда хлопок оказывается сухим, дно сушильного цилиндра снимается, и хлопок выталкивается сверху с помощью куска плоского дерева, закрепленного на ручке метлы. Затем его упаковывают в герметичные ящики из оцинкованного железа, и он готов к следующей операции. На некоторых заводах хлопок сушат на полках в сушильном помещении, через которое циркулирует горячий воздух, причем полки сделаны из парусины или латунной проволочной сетки. Горячий воздух должен проходить под полками и через хлопок, иначе процесс будет очень медленным.

~Погружение и пропитка.~ — Сухой хлопок теперь должен быть нитрован. Это делается путем погружения его в смесь азотной и серной кислот. Используемые кислоты должны быть крепкими, то есть азотная кислота должна иметь плотность не менее 1,53–1,52 и содержать как можно меньше оксида азота. Серная кислота должна иметь удельный вес 1,84 при 15° C и содержать около 97 процентов моногидрата (H_{2}SO_{4}). Фактически, следует использовать самые крепкие кислоты, которые можно получить, когда требуется продукт пироксилин, т. е. высший нитрат.

Серная кислота не принимает участия в химической реакции, но необходима для связывания воды, выделяющейся в ходе реакции, и тем самым для поддержания концентрации азотной кислоты. Происходящая реакция выглядит следующим образом:—

2(C_{6}H_{10}O_{5}) + 6HNO_{3} = C_{12}H_{14}(NO_{3})_{6} + 6 H_{2}O. 324 378 = 594 108. Целлюлоза. Пироксилин.

Теоретически[A], следовательно, 1 часть целлюлозы должна образовывать 1,8 части пироксилина. На практике, однако, это никогда не достигается, и 1,6 фунта из 1 фунта целлюлозы — это очень хороший результат. Используемая смесь кислот обычно составляет 1 к 3, или 25 процентов азотной кислоты к 75 процентам серной кислоты.

[Сноска A: (594 x 1)/324= 1,83.]

[Иллюстрация: РИС. 11. — БАК ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ХЛОПКА.]

[Иллюстрация: РИС. 12. — ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЯМЫ.]

Погружение производится в чугунных баках (рис. 11), ряд которых расположен в линию и охлаждается потоком холодной воды, протекающим вокруг них. Баки вмещают около 12 галлонов, и хлопок погружается порциями по 1 фунту за раз. Его бросают в кислоты, и рабочий перемешивает его около трех минут железной мешалкой. По истечении этого времени он поднимает его на железную решетку, расположенную прямо над кислотами в задней части бака, где с помощью подвижного рычага осторожно отжимает его, пока он не впитает около десятикратного веса кислот (1 фунт весит 10 фунтов). Затем его переносят в глиняные горшки для пропитки.

[Иллюстрация: РИС. 13. — ГОРШОК ДЛЯ ПРОПИТКИ ХЛОПКА.]

~Пропитка.~ — Нитрованный хлопок, извлеченный из баков для погружения и все еще содержащий избыток кислот, помещают в глиняные горшки формы, показанной на рис. 12 и 13. Крышку закрывают, и горшки расставляют рядами в больших охлаждающих ямах глубиной около фута, через которые постоянно течет поток воды. Эти ямы образуют пол цеха пропитки. Хлопок остается в этих горшках в течение сорока восьми часов и должен содержаться в прохладе. Температура от 18° до 19° C является максимально желательной, но чем холоднее содержатся горшки, тем лучше. По истечении сорока восьми часов химическая реакция завершается, и хлопок полностью превращается или должен быть превращен в нитроцеллюлозу; то есть не должно оставаться ненитрованного хлопка.

[Иллюстрация: РИС. 14. — ГИДРОЭКСТРАКТОР.]

~Отжим кислоты.~ — Следующая операция заключается в удалении избытка кислоты. Это делается путем помещения содержимого двух, трех или более горшков в центробежный гидроэкстрактор (рис. 14), совершающий от 1000 до 1500 оборотов в минуту. Гидроэкстрактор состоит из машины с внутренним и внешним цилиндрами, которые вращаются согласованно и отбрасывают жидкость наружу в камеру, из которой она стекает по отводной трубе. Влажный хлопок помещается вокруг внутреннего конуса. Хлопок, когда он становится сухим, извлекают и сразу же бросают в большой бак с водой, а отработанные кислоты собирают в бак[A].

[Сноска A: В жаркую погоду следует соблюдать осторожность, чтобы пироксилин не загорелся, как это иногда случается, сразу после того, как рабочий подходит, чтобы извлечь его после остановки машины. Это чаще происходит в сырую погоду. Д-р Шюппхаус из Бруклина, США, предлагает обрабатывать отработанные кислоты после нитрования целлюлозы путем добавления к ним серного ангидрида и азотной кислоты. Добавленный серный ангидрид превращает воду, освободившуюся из целлюлозы, в серную кислоту.]

~Промывка.~ — Хлопок теперь должен быть тщательно промыт. Это делается в большом деревянном баке, наполненном водой. Однако, если через завод протекает река или канал, серию деревянных баков, борта и дно которых продырявлены для обеспечения свободной циркуляции воды, следует погрузить в деревянную платформу, нависающую над поверхностью реки таким образом, чтобы баки были погружены в воду и, конечно, всегда полны. В то время как хлопок находится в воде, рабочий постоянно переворачивает его деревянной лопаткой. Поток воды в виде каскада должен падать в эти баки. Хлопок можно затем бросать на этот поток воды, который, падая с некоторой высоты, сразу же увлекает хлопок под поверхность воды. Эта процедура необходима, потому что хлопок все еще удерживает большой избыток крепких кислот, и при смешивании с водой вызывает значительный нагрев, особенно если смешивать медленно. После того как хлопок был хорошо промыт, его снова отжимают в центробежной машине, а затем оставляют на некоторое время для пропитки в воде.

[Иллюстрация: РИС. 15_a_. — РОЛЛ ДЛЯ ПИРОКСИЛИНА.]

~Варка.~ — Промытый хлопок помещают в большие железные котлы с большим количеством воды и кипятят некоторое время при 100° C. На некоторых заводах используются баки с свинцовой футеровкой, в которые подведена паровая труба. Растворимые примеси нестабильного характера, в которых сэр Ф. А. Абель усмотрел причину склонности пироксилина к нестабильности, тем самым удаляются. Эти примеси состоят из продуктов, образовавшихся в результате действия азотной кислоты на жировые и смолистые вещества, содержащиеся в хлопковых волокнах. Воду в баках следует время от времени обновлять, и после первых нескольких варок воду следует проверять лакмусовой бумагой, пока она не перестанет быть кислой.

[Иллюстрация: РИС. 15_b_. — КОЛЕСО РОЛЛА.]

~Размол в пульпу.~ — Идея размола в пульпу также принадлежит Абелю. С его помощью получается гораздо более однородный материал. Процесс осуществляется в аппарате, известном как «ролл» или «голландец» (рис. 15, a, b). Он состоит из своего рода деревянного бака глубиной 2 или 3 фута продолговатой формы, в котором вращается колесо с рядом ножей, причем дно бака наклонено вверх так, чтобы почти касаться вращающихся колес. Эта часть дна, известная как «порог», представляет собой цельный кусок дуба, в который вставлена коробка с ножами, против которых прижимаются ножи вращающегося колеса. Ролл разделен на две части — рабочую сторону, в которой хлопок режется и разрывается между краями ножей во вращающемся цилиндре и ножами в коробке, и прогонную сторону, в которую хлопок попадает после прохождения под цилиндром. Колесо обычно закрыто кожухом, чтобы предотвратить выбрасывание хлопка во время его вращения. Таким образом, хлопок находится в постоянном движении, непрерывно перемещаясь по кругу и проходя между ножами во вращающемся цилиндре и ножами в коробке, закрепленной в деревянном блоке под ним. Ролл постоянно заполнен водой, и хлопок постепенно превращается в состояние пульпы. Колесо вращается со скоростью от 100 до 150 оборотов в минуту.

[Иллюстрация: РИС. 16_a_. — ПОЧЕР ДЛЯ ПРОМЫВКИ ПИРОКСИЛИНА.]

[Иллюстрация: РИС. 16_b_. — ПЛАН ПОЧЕРА.]

[Иллюстрация: РИС. 16_c_. — ДРУГАЯ ФОРМА ПОЧЕРА.]

Когда пироксилин признается достаточно мелким, содержимое ролла перепускают в другой очень похожий аппарат, известный как «почер» (рис. 16, a, b, c), в котором пироксилин непрерывно перемешивается вместе с большим количеством воды, которую можно легко слить и заменять так часто, как это требуется. Когда материал впервые перепускается в почер из ролла, воду, с которой он был смешан, сначала сливают и добавляют чистую воду. Затем приводят в движение лопастное колесо и через определенные промежутки времени добавляют свежую воду. На дне почера есть сетка, которая позволяет сливать воду, не беспокоя хлопковую пульпу. После того как пироксилин пробыл в почере некоторое время, следует взять пробу, подержав сито с довольно крупными ячейками в потоке в течение минуты или около того. Пульпа таким образом частично пройдет сквозь сито, а частично задержится на нем, и таким образом будет получена средняя проба. Пробу отжимают вручную, помещают в бутылку и несут в лабораторию для проверки на чистоту с помощью тепловой пробы. Однако сначала ее необходимо высушить. Лучше всего это сделать, поместив пробу между листами грубой фильтровальной бумаги, а затем поместив ее под ручной винтовой пресс, где она может подвергаться довольно сильному давлению в течение трех минут. Затем ее очень мелко растирают руками и помещают на бумажный лоток размером около 6 на 4,5 дюйма, который затем помещают внутрь водяного сушильного шкафа на полку из грубой проволочной сетки, причем температура шкафа поддерживается как можно ближе к 120° F (49° C), а сетчатые полки в шкафу располагаются на расстоянии около 3 дюймов друг от друга. Пробу оставляют в покое на пятнадцать минут в шкафу, дверца которого оставлена широко открытой. По прошествии пятнадцати минут лоток вынимают и выставляют на воздух лаборатории (вдали от кислотных паров) на два часа, причем в какой-то момент в течение этого времени пробу растирают на лотке рукой, чтобы привести ее в мелкое и однородное состояние измельчения. Для пробы используют двадцать гран (1,296 г). (См. Тепловая проба, стр. 249.)

Если проба пироксилина, извлеченная из почера, удовлетворительно выдерживает тепловую пробу, машину останавливают, а воду сливают. Хлопку дают некоторое время стечь, а затем выгружают с помощью деревянных лопат, после чего он готов к прессованию. Почеры вмещают около 2000 фунтов материала, и поскольку это представляет собой продукты многих сотен отдельных операций нитрования, получается очень однородная смесь. Иногда добавляют два процента карбоната соды, но это не является действительно необходимым, если хлопок был должным образом промыт.

~Прессование пироксилина.~ — Пироксилин в состоянии, в котором он извлекается из почера, содержит от 28 до 30 процентов воды. Чтобы удалить ее, хлопок должен быть сжат с помощью гидравлической силы. Сухой спрессованный пироксилин упаковывают в ящики, содержащие 2500 фунтов сухого материала. Чтобы определить, сколько влажного хлопка должно быть помещено в пресс, необходимо определить процентное содержание воды. Это можно сделать путем сушки 2000 гран на бумажном лотке (предварительно высушенном при 100° C) в водяном сушильном шкафу при 100° C в течение трех часов, повторного взвешивания и расчета процентного содержания воды. Затем легко рассчитать, сколько влажного пироксилина должно быть помещено в загрузочную воронку пресса, чтобы получить блок спрессованного хлопка требуемого веса. Используются различные формы прессов, и пироксилин выпускается либо в виде твердых блоков, спрессованных дисков, либо в виде почти сухого порошка в герметичных ящиках с цинковой футеровкой. Диски часто вымачивают в воде после прессования, пока они не впитают 25 процентов влаги.

[Иллюстрация: РИС. 17. — СТАРЫЙ МЕТОД. 100 КУСКОВ.]

[Иллюстрация: РИС. 18. — НОВЫЙ МЕТОД. ОДИН ТВЕРДЫЙ БЛОК.]

На заводе New Explosives Company в Стоумаркете большие твердые блоки пироксилина прессуются по новому процессу, благодаря которому производятся блоки пироксилина для использования в подводных минах или боеголовках торпед. Большие заряды спрессованного пироксилина до сих пор составлялись из ряда зарядов подходящей формы малых размеров (рис. 17), так как было невозможно спрессовать большие заряды надлежащим образом. Формирование блоков пироксилина большого размера было изобретением г-на А. Холлингса. До внедрения этого метода пределом веса блока были 8 или 9 фунтов. Этот процесс был усовершенствован на фабрике в Стоумаркете, где сейчас производятся блоки, варьирующиеся от зарядов для бронебойных снарядов весом в несколько унций до механически точных блоков спрессованного пироксилина весом от 4 до 5 центнеров для торпед или подводных мин. В то же время новый процесс обеспечивает равномерную плотность по всему блоку и позволяет достичь любой требуемой плотности, от 1,4 и ниже; также возможно точно регулировать процентное содержание влаги и обеспечивать ее равномерное распределение. Максимальный процент влаги зависит, конечно, от плотности. По методам прессования пироксилина, применявшимся до сих пор, блоки толщиной более 2 дюймов или весом более 9 фунтов изготовить было нельзя, но с новым процессом блоки любой формы, размера, толщины или веса, которые могут потребоваться, можно изготовить легко и безопасно. Преимущества, которые приписываются этому процессу, можно перечислить следующим образом:— (1.) Нет бесполезного пространства, как в случае с составными зарядами, из-за слегка несовершенного контакта между отдельными блоками, и, таким образом, либо можно поместить более тяжелый заряд — т. е. примерно на 15 процентов больше пироксилина — в то же пространство, либо меньше пространства будет занято зарядом данного веса. (2.) Металлические ящики для твердых зарядов могут быть намного легче, чем для составных, поскольку в первых их функция заключается лишь в предотвращении потери влаги из влажного пироксилина или предотвращении поглощения влаги сухим пироксилином. Таким образом, они могут быть сделаны легче, так как твердый заряд внутри предотвратит деформацию при транспортировке. При составных зарядах ящик должен быть достаточно прочным, чтобы предотвратить повреждение как его самого, так и заряда, который он содержит. Для многих целей металлический ящик, каким бы легким он ни был, может быть отброшен и заменен ящиком из тонкого водонепроницаемого материала. (3.) Равномерная плотность зарядов, изготовленных по этому процессу, очень благоприятствует полной и эффективной детонации всей массы и наличию равномерного количества влаги в каждой части заряда. (4.) Любая требуемая плотность, от максимальной и ниже, может быть получена с легкостью, и любое требуемое количество влаги оставлено в заряде. Эти моменты имеют большое значение в случаях, когда, как в торпедных зарядах, важно иметь центр тяжести заряда в заранее определенном положении как по вертикали, так и по горизонтали, и заряд так зафиксирован в своем ящике, что центр тяжести не может сместиться. Трудность обеспечения этого при большом торпедном заряде, составленном из ряда дисков и сегментов, хорошо известна. Даже при простых цилиндрических или призматических зарядах эта новая система обеспечивает заметную экономию в процессе производства. Поскольку заряды представляют собой один блок, с ними легче обращаться при обычной периодической проверке, и они не ломаются и не истираются по краям, как в случае с дисками и кубами в составных зарядах. Общий вид пресса приведен на рис. 19. Пироксилин в контейнере помещается на люльку, закрепленную под углом к прессу. Форма поворачивается, и заряд проталкивается в нее трамбовкой, а затем она поворачивается обратно в исходное положение. Форма состоит из ряда клиновидных частей, которые замыкаются по окружности на заключенной массе, которая также подвергается торцевому давлению. Предусмотрены отверстия для выхода воды.

[Иллюстрация: РИС. 19. — 4-ЦЕНТНЕРОВЫЙ БЛОК ПИРОКСИЛИНА, ИЗВЛЕКАЕМЫЙ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА.]

~Процесс Уолтем-Эбби.~ — На Королевской пороховой фабрике в Уолтем-Эбби производство пироксилина ведется уже много лет. Используемый процесс мало чем отличается от того, что применяется в Стоумаркете. Используемый хлопок хорошего качества, его сортируют и перебирают для удаления посторонних веществ и т. д., а затем разрезают своего рода гильотиной на отрезки длиной 2 дюйма. Затем его сушат следующим образом. Хлопок помещают на бесконечную ленту, которая ведет его в печь или сушильный шкаф — камеру, нагреваемую с помощью горячего воздуха и паровых ловушек до температуры около 180° F; он падает на вторую бесконечную ленту, расположенную под первой; он путешествует обратно по всей длине печи и так далее, пока не попадет в приемник в нижней части дальнего конца, где его держат сухим до тех пор, пока он не потребуется для использования. Скорость, с которой движется хлопок, составляет 6 футов в минуту, и поскольку длина пути ленты составляет 126 футов, операция сушки занимает двадцать один минуту. Один и четверть фунта взвешивают и помещают в жестяную коробку; тележка, приспособленная для приема ряда этих коробок, перевозит его по трамвайным путям в прохладную комнату, где ему дают остыть.

~Погружение.~ — Смешанные кислоты используются в пропорции 1 к 3, удельный вес азотной кислоты 1,52, серной кислоты 1,84. Бак для погружения сделан из чугуна, вмещает 220 фунтов смешанных кислот и окружен с трех сторон водяным пространством для поддержания прохлады. Смешанные кислоты хранятся в железных баках позади баков для погружения и перед использованием им дают остыть. Во время нитрования температура смешанных кислот поддерживается на уровне 70° F, а хлопок погружается порциями по 1,5 фунта за раз. Его помещают в жестяной желоб в задней части бака для погружения и сгребают в кислоты с помощью мешалки. Он остается в кислотах пять или шесть минут, а затем переносится на решетку сзади, отжимается и удаляется. После того как каждая порция хлопка извлекается из бака, добавляется около 14 фунтов свежих смешанных кислот, чтобы заменить количество, удаленное с порцией. Порция теперь весит, вместе с удерживаемыми ею кислотами, 15 фунтов; ее помещают в горшки и оставляют для пропитки по крайней мере на двадцать четыре часа, причем температура поддерживается как можно ниже, чтобы предотвратить образование растворимого хлопка, а также предотвратить возгорание. Доля образовавшегося растворимого хлопка, вероятно, будет выше в жаркую погоду, чем в холодную. Горшки должны быть закрыты, чтобы предотвратить поглощение влаги из воздуха или случайное попадание воды, что вызвало бы разложение и последующее выделение дыма из-за тепла, генерируемого действием воды на крепкие кислоты.

Избыток кислот теперь извлекается с помощью гидроэкстракторов, как в Стоумаркете. Они работают при 1200 оборотах в минуту и вращаются в течение пяти минут (10,5 фунтов отработанных кислот удаляется из каждой погруженной порции). Затем порцию промывают очень похожим образом, как описано ранее, и снова отжимают в центробежном экстракторе (1200 оборотов в минуту). Пироксилин теперь варят с помощью пара в деревянных баках в течение восьми часов; затем его снова отжимают в экстракторах в течение трех минут, варят еще восемь часов и снова отжимают; затем его отправляют в ролл, а после этого в почер. Почеры вмещают по 1500 галлонов каждый, или 18 центнеров хлопка. Хлопок остается шесть часов в почерах. Перед формованием в почер вливают 500 галлонов воды и 500 галлонов известковой воды, содержащей 9 фунтов мела и 9 галлонов раствора каустической соды. Эта смесь имеет такую концентрацию, что рассчитана на то, чтобы оставить в готовом пироксилине от 1 до 2 процентов щелочных веществ.

С помощью вакуумного давления пульпа теперь отсасывается вверх в сундучный ящик — большой цилиндрический железный бак, достаточно поднятый на железных стойках, чтобы оставить место для небольших мерных баков и формовочного аппарата внизу. Он вмещает содержимое одного почера (18 центнеров) и снабжен вращающимися рычагами для поддержания пульпы в перемешанном состоянии, чтобы она могла равномерно находиться во взвешенном состоянии в воде.

Недавно на фабрике в Уолтем-Эбби был внедрен новый процесс, изобретенный Дж. М. и У. Т. Томсонами (англ. пат. № 8278, 1903 г.). Целью этого изобретения является удаление кислот нитрования из нитрованного материала после завершения действия и без помощи движущихся механизмов, таких как прессы, вальцы, центрифуги и тому подобное. Изобретение заключается в производстве нитрованных целлюлоз путем удаления кислот из нитрованной целлюлозы непосредственно путем вытеснения без применения давления, вакуума или каких-либо механических приспособлений, и в то же время обеспечения минимального разбавления кислот. Было обнаружено, что если воду осторожно наливать на поверхность кислот, в которые погружена нитроцеллюлоза, и медленно сливать кислоты через дно сосуда, вода вытесняет кислоту из промежутков нитроцеллюлозы без нежелательного повышения температуры и с очень небольшим разбавлением кислот. Этим процессом почти вся кислота извлекается в состоянии, пригодном для концентрирования, а количество воды, необходимое для предварительной промывки, очень сильно сокращается. Аппарат, используемый для этой цели, состоит из цилиндрического или прямоугольного сосуда, сконструированного с перфорированным фальшдном и краном в самой нижней точке для слива жидкости. Также предусмотрены средства, позволяющие вытесняющей воде спокойно стекать на поверхность нитрующих кислот[A].

[Сноска A: В другом патенте (англ. пат. 7269, 1903 г., Ф. Л. Натан), Дж. М. Томсон и У. Т. Томсон предлагают использовать спирт для замены воды, используемой при промывке нитроцеллюлозы, а затем удалять спирт путем прессования и центрифугирования.]

Аппарат показан на рис. 20, вид сбоку, а на рис. 21 приведен план нитрующего сосуда и его принадлежностей. На рис. 20 показано в сечении одно из желобчатых устройств, позволяющих добавлять жидкости к тем, что находятся в нитрующем сосуде, без существенного нарушения.

[Иллюстрация: РИС. 20. — СЕЧЕНИЕ АППАРАТА ТОМСОНА, a, Бак; b, Фальшдно; c, Дно; c', Ребра; d, Сливное отверстие; e, Решетка; f, Желоба с фартуками g; h, Труба с ответвлениями h', ведущими к желобам f; k', Выпускная труба бака с серной кислотой k; l, Труба подачи воды; m, Труба для подачи нитрующих кислот; o, Перфорация желоба f; p, Кран для удаления кислоты.]

При осуществлении этого изобретения используется прямоугольный бак a с свинцовой футеровкой или глиняный, имеющий фальшдно b, поддерживаемое ребрами c', над настоящим дном c, которое наклонено вниз к сливной трубе d, снабженной перфорированной решеткой или пластиной e, приспособленной для предотвращения засорения выхода. Удобно закрепленные в верхней части сосуда a, предусмотрены два желоба f, имеющие свисающие фартуки g, труба h имеет два ответвления h', ведущие к желобам f. Эта труба h приспособлена для соединения с помощью резиновой трубы либо с выпускной трубой k' бака серной кислоты k, либо с трубой подачи воды l. Нитрующие кислоты подаются через трубу m. Заряд смешанных нитрующих кислот вводится в сосуд a, скажем, до уровня n, и сухая целлюлоза бросается в кислоты небольшими порциями за раз, проталкиваясь под поверхность обычным способом.

[Иллюстрация: РИС. 21. — ПЛАН АППАРАТА ТОМСОНА, a, Бак; b, Фальшдно; c', Ребра; e, Решетка; f, Желоба; g, Фартуки; h и h', Трубы к желобам f; k, Бак серной кислоты; m, Труба к баку нитрующих кислот; o, Перфорация желобов; p, Кран для удаления кислоты.]

Тонкий слой, скажем, полдюйма, подходящей жидкости, предпочтительно серной кислоты, плотностью, не превышающей плотность получаемой отработанной кислоты, осторожно наливается на поверхность кислот с помощью желобов f, которые перфорированы, как показано на o, так что серная кислота стекает по фартукам g и плавает на нитрующих кислотах. Затем все оставляют стоять до завершения нитрования. Затем вода подается в желоба по трубам l, h и h' и ей дают очень мягко растечься по поверхности серной кислоты, и когда образуется достаточный слой, открывается кран p на дне аппарата, и кислота медленно сливается, при этом вода подается для поддержания постоянного уровня. Установлено, что скорость вытеснения кислот является фактором, который оказывает значительное влияние на свойства получаемой нитроцеллюлозы и дает возможность регулировать температуру вытеснения. Скорость вытеснения, которая оказалась подходящей, составляет около двух дюймов глубины сосуда в час при обработке высоконитрованных целлюлоз, но эта скорость может в некоторых случаях быть значительно увеличена. Поток воды в верхней части аппарата регулируется так, чтобы поддерживался постоянный уровень. Таким образом, вода постепенно и полностью вытесняет кислоты из промежутков нитроцеллюлозы, причем линия разделения между кислотами и водой остается довольно четко выраженной на всем протяжении. Поток воды продолжается до тех пор, пока вытекающая снизу вода не окажется свободной от всех следов кислоты. Затем приступают к очистке нитроцеллюлозы обычным способом, либо в том же сосуде, либо в другом.

В описанном выше процессе целью введения небольшого слоя серной кислоты является главным образом предотвращение выделения дыма, которое в противном случае имело бы место, и это не является существенным, так как установлено, что это можно опустить без какого-либо вредного эффекта. Чтобы использовать смешанные кислоты наиболее экономичным образом, отработанную кислоту от предыдущей операции можно использовать для первого нитрования целлюлозы; впоследствии вытесняя ее свежими кислотами, которые доводят нитрование до требуемой степени, прежде чем они, в свою очередь, будут вытеснены водой. Аппарат может использоваться просто для удаления кислоты, в этом случае нитрование проводится в других сосудах обычным способом, а нитроцеллюлоза переносится в аппарат для вытеснения, где ее просто покрывают отработанной кислотой, а затем приступают к вытеснению, как описано выше. В некоторых случаях процесс осуществляется в обычной нитрующей центрифуге, используя последнюю для осуществления предварительной сушки после экстракции кислоты. Это дает большое преимущество перед обычным методом работы с обычным центробежным нитрующим аппаратом, поскольку кислота удаляется до того, как центрифуга приводится в действие, практически вся опасность возгорания в ней исчезает, и извлекается большая доля отработанной кислоты.

В некоторых случаях кислоты и вода могут подаваться через перфорированные трубы, лежащие вдоль краев нитрующего сосуда, и эти края могут, при желании, быть сами сделаны наклонными, как стороны желобов f. В случае осуществления нитрования в центрифугах, как указано выше, вытесняющая серная кислота и вода могут таким образом подаваться вокруг краев машин, или могут использоваться желоба для удаления, такие как f. Будет очевидно, что любая инертная жидкость подходящего удельного веса может быть использована вместо серной кислоты в качестве разделительного слоя.

~Формование.~ — С помощью небольшого мерного бака, упомянутого выше, хлопковая пульпа пироксилина отсасывается из сундучного ящика и направляется в формы требуемых форм и размеров. Оттуда большая часть воды отсасывается с помощью трубок, соединенных с вакуумным насосом, причем формы имеют дно из мелкой проволочной сетки, чтобы предотвратить прохождение пульпы. Затем применяется гидравлическое давление около 34 фунтов на квадратный дюйм, что приводит к сжатию пульпы в состояние, в котором она имеет достаточную консистенцию, чтобы с ней можно было обращаться с осторожностью, а также вытесняет часть оставшейся воды.

~Прессование.~ — Сформованный пироксилин теперь доставляют в прессовый цех, который расположен на некотором расстоянии от остальной части фабрики. Здесь формы подвергаются мощному гидравлическому давлению, от 5 до 6 тонн на квадратный дюйм, и сжимаются до одной трети своего первоначального объема. Полученные таким образом плиты или диски выдерживаются под давлением в течение короткого времени, не превышающего полутора минут, чтобы придать требуемую плотность. После извлечения он должен быть компактным, едва тонуть в воде и должен заметно поддаваться давлению пальцев. В прессовых блоках имеются перфорации, позволяющие выходить газам, если они образуются из-за выделения достаточного количества тепла. Рабочие, обслуживающие пресс, находятся под прикрытием, за прочными канатными щитами, имеющими смотровые трубки, которые обеспечивают обзор пресса.

~Упаковка.~ — Готовые плиты и диски окунают в раствор соды и карболовой кислоты и упаковывают в специальные деревянные ящики с металлической футеровкой. Когда его отправляют за границу, металлическую футеровку, сделанную из луженой меди, запаивают, но как внешние деревянные, так и внутренние металлические ящики снабжены герметичными винтовыми пробками, так что при необходимости можно добавить воду, не вскрывая ящики.

~Переработанный пироксилин~ не дает таких хороших дисков, как свежая хлопковая пульпа пироксилина, вероятно, потому, что волокнистая прочность пироксилина была разрушена количеством давления, которому он ранее подвергался, так что при повторном размоле в пульпу он напоминает мелкую пыль, и требуется много времени, чтобы спрессовать его в любую заданную форму. Его обычно кипятят в течение восьми часов, чтобы распушить волокно и удалить щелочь, затем разбивают вручную деревянными молотками, превращают в пульпу, а затем используют со свежим пироксилином в пропорции от 1 до 5 частей.

~Производство в Ле-Буше.~ — В Ле-Буше пироксилин производили так:— 200 г хлопка пропитывали в течение часа в 2 литрах смеси из 1 объема концентрированной азотной и 2 объемов серной кислоты. Затем хлопок извлекали и отжимали, благодаря чему извлекалось 7/10 отработанных кислот. После этого его промывали от одного до полутора часов в проточной воде, снова сильно отжимали; оставляли лежать на двадцать четыре часа в щелоке из древесной золы; затем хорошо промывали в проточной воде; отжимали и, наконец, сушили на широком полотняном листе, через который пропускали воздух, нагретый до 60° C. Средний выход из 100 частей хлопка составлял 165 частей пироксилина. Сильное отжимание пироксилина, пока он все еще был пропитан кислотами, делало последующие промывки трудными и трудоемкими.

~Грануляция пироксилина.~ — Пироксилин часто требуется в гранулированном виде для использования либо отдельно, либо с какой-либо формой бездымного пороха. Это делается по патенту сэра Фредерика Абеля следующим образом:— Пироксилин из почера помещают в центробежную машину, очень похожую на гидроэкстракторы, упомянутые ранее, и используемую для отжима кислот. В этой машине он теряет воду, пока не будет содержать только 33 процента, и в то же время приводится в более или менее волокнистое состояние. Затем его доставляют в грануляционное помещение, где сначала пропускают через сита или перфорации, которые разбивают массу на маленькие кусочки, похожие на дробь. Затем материал переносят во вращающийся барабан, сделанный из дерева или прочной кожи, который постоянно вращается в течение некоторого времени. Материал периодически сбрызгивают водой. Барабан при вращении, конечно, частично увлекает гранулы за собой, но действие силы тяжести заставляет их постоянно опускаться в самую нижнюю точку и, таким образом, постоянно перекатываться друг через друга. Скорость барабана не должна быть слишком высокой. Ни одна из гранул не должна увлекаться центробежной силой, но она должна быть достаточно высокой, чтобы поднять их на некоторое расстояние вверх по стенке барабана. После извлечения из барабана гранулы сушат на полках в сушильном помещении.

Пироксилин также растворяют в ацетоне или уксусном эфире, пока он не примет форму желе. Затем его раскатывают в тонкие листы и в сухом виде разрезают на маленькие квадраты. При производстве бездымных порохов из нитроцеллюлозы, нитролигнина и т. д. различные вещества смешивают с пироксилином или коллодионным хлопком перед грануляцией.

~Коллодионный хлопок.~ — При производстве коллодия или растворимого хлопка используются более тонкие сорта хлопковой путанки, а кислоты, используемые в баках для погружения, гораздо слабее. Производство коллодионного хлопка стало более важным, чем пироксилина, по причине его использования для производства различных форм желатина, таких как желатин-динамит, гелигнит, форсит и т. д., а также из-за его широкого использования в производстве многих бездымных порохов. Он также используется для производства «коллодия», который представляет собой раствор коллодионного хлопка в эфиро-спирте; для приготовления целлулоида и многих других целей. Он менее взрывоопасен, чем пироксилин, и состоит из низших нитратов целлюлозы. Он растворим в нитроглицерине и в смеси из 2 частей эфира и 1 части спирта; также в ацетоне, уксусном эфире и других растворителях. ММ. Менар и Домонте были первыми, кто приготовил растворимый пироксилин, и его исследование было продолжено Бешаном, который показал, что его свойства и состав отличаются от свойств пироксилина.

~Производство.~ — Используемый хлопок — это хлопковая путанка[A]. Некоторые считают, что египетский хлопок предпочтительнее, особенно длинноволокнистые сорта. Однако концентрация используемых кислот важнее, чем качество хлопка. Процентный состав кислотной смеси, которая дает наилучшие результаты, следующий:— Азотная кислота, 23 процента; серная кислота, 66 процентов; и вода, 11 процентов; и имеет удельный вес 1,712 (примерно). Его можно приготовить путем смешивания серной кислоты с удельным весом 1,84 с азотной кислотой с удельным весом 1,368 в пропорциях 66 процентов и 34 процента соответственно. (Если коллодионный хлопок предназначен для использования в качестве взрывчатого вещества, стремятся к получению пентанитроцеллюлозы.) Если кислоты намного слабее этой или используется нитрат калия и серная кислота, будут образовываться низшие нитраты. Продукт, будучи полностью растворимым в эфиро-спирте или нитроглицерине, будет иметь низкое содержание азота, тогда как следует стремиться к материалу с содержанием азота до 12 или 12,6.

[Сноска A: Часто используется сырой хлопок.]

Хлопок не следует оставлять в баках для погружения более чем на пять минут, а кислотную смесь следует поддерживать при температуре 28° C или около того; и хлопок следует извлекать через несколько минут, и его не следует отжимать, как в случае с пироксилином, а сразу переносить в горшки и оставлять для пропитки на сорок восемь часов. (Некоторые предпочитают двадцать четыре часа, но в этом случае больше шансов, что продукт будет содержать ненитрованную целлюлозу.) Когда нитрование завершено, коллодионный хлопок извлекают из горшков и обрабатывают точно так же, как описано для пироксилина. Продукт должен быть полностью растворим в эфиро-спирте и нитроглицерине и содержать как можно ближе к 12,7 процента азота. Теоретическое содержание азота для пентанитроцеллюлозы составляет 12,75 процента. Это, однако, будет достигнуто редко, если вообще когда-либо. Ниже приведены некоторые результаты, которые я получил из различных образцов:—

Азот. (1.) (2.) (3.) Немецкого производства 11,64 11,48 11,49 процентов. Стоумаркет 12,57 12,60 11,22 " Вальсроде 11,61 12,07 11,99 " Фавершам 12,14 11,70 11,60 "

и ниже был анализ образца (№ 1) коллодионного хлопка немецкого производства, из которого получился очень хороший взрывчатый желатин:—

Растворимый хлопок (коллодий) 99,118 процентов | Азот = 11,64 процентов. Пироксилин 0,642 " | Ненитрованный хлопок 0,240 " | Общая зола 0,25 "

Он должен содержать как можно меньше ненитрованного или неконвертированного хлопка и как можно меньше пироксилина, поскольку оба они нерастворимы в нитроглицерине. Качество и состав любого образца коллодионного хлопка можно быстро определить путем установления процентного содержания азота с помощью нитрометра и использования теста на растворимость.[A] Высокое содержание азота в сочетании с высокой растворимостью — это цель, к которой следует стремиться; высокое содержание азота при низкой растворимости указывает на присутствие пироксилина, а низкое содержание азота вместе с низкой растворимостью — на присутствие ненитрованного хлопка. Там, где важна полная растворимость, а процентное содержание азота менее существенно, д-р Люнге рекомендует нитрование смесью равных частей серной и азотной кислот, содержащей от 19 до 20 процентов воды.

[Сноска A: См. «Анализ взрывчатых веществ».]

Г-н Т. Р. Франс заявляет, что изобрел некоторые усовершенствования в производстве растворимой нитроцеллюлозы. Его целью было получение продукта, максимально однородного по составу. Его объяснение несовершенного действия кислот заключается в том, что, какой бы однородной ни была смесь кислот по крепости и пропорциям, и как бы тщательно ни проводились операции нитрования и т. д., в различных образцах хлопка всегда обнаруживаются переменные элементы. Хлопковое волокно имеет для защиты глянцевую поверхность. Оно трубчатое и ячеистое по структуре и содержит естественное полужидкое вещество, состоящее из масла или камеди, природа которого варьируется в зависимости от состава почвы, на которой выращен хлопок. Трубки волокна, по-видимому, открыты только с одного конца, когда волокно имеет нормальную длину. Поэтому, когда хлопок подвергается воздействию смешанных кислот, они, по-видимому, выбирают путь наименьшего сопротивления, а именно внутреннюю часть трубок, составляющих волокно хлопка, куда они проникают за счет капиллярного притяжения и подвергаются изменениям по мере продвижения, а также повышенному сопротивлению со стороны масла или камеди и т. д., что приводит к модифицированному действию, результатом которого является все более медленное протекание процесса или химическое изменение. Он также полагает, что возможно, что сила капиллярного притяжения в трубках через некоторое время уравновешивается содержащимся в них воздухом, в достаточной степени, чтобы помешать кислотам проявить свое полное действие. Чтобы преодолеть это, г-н Франс использует хлопок в мелкоизмельченном состоянии, фактически почти в виде пыли, а затем проводит нитрование в обычной смеси кислот при температуре от 40° до 90° F, при этом избыток кислот удаляется под давлением. Он говорит, что не считает необходимым промывать эту мелкую хлопковую пыль в щелочном растворе перед нитрованием. Его смесь кислот состоит из 8 частей HNO_{3} = 42° B. и 12 частей H_{2}SO_{4} = 66° B., и он перемешивает ее в баке для пропитки в течение пятнадцати минут при температуре от 50° F до 100° F, при этом предпочтительной является температура 75° F.

~«Нитрированный» пироксилин.~ — Нитраты, которые смешиваются или смешивались с пироксилином для обеспечения кислородом, — это нитрат калия, нитрат аммония и нитрат бария (тонит). Полное сгорание пироксилина с помощью нитрата калия соответствует уравнению:—

10[C_{24}H_{18}(NO_{3}H)_{11}O_{9}] + 82KNO_{3} = 199CO_{2} + 41K_{2}CO_{3} + 145H_{2}O + 96N_{2}, или 828 г нитрата на 1143 г пироксилина, или 42 процента нитрата и 58 процентов пироксилина. Взрывчатое вещество, производимое в Фавершаме компанией Cotton Powder Company и известное как тонит № 1, состоит почти наполовину из пироксилина и наполовину из нитрата бария. Весовое соотношение при полном сгорании составило бы 51,6 пироксилина к 48,4 нитрата бария. Средний состав тонита, который я установил путем анализа, составляет 51 процент пироксилина и 49 процентов нитрата бария. Выделяемое тепло практически такое же, как и для эквивалентного веса KNO_{3}; но смесь нитрата бария весит 2223 г вместо 1971 г, или на одну восьмую больше. Преимущество смешивания нитрата с пироксилином заключается в том, что он поставляет кислород и, превращая весь углерод в углекислый газ, предотвращает образование ядовитого газа — оксида углерода (CO). Нитраты калия и бария также используются в смеси с нитроцеллюлозой в некоторых спортивных бездымных порохах.

~Производство тонита.~ — Взрывчатое вещество тонит было запатентовано г-нами Тренчем, Фором и Маки и производится в Фавершаме и Меллинге на заводах компании Cotton Powder Company, а также в Сан-Франциско компанией Tonite Powder Company. Он состоит из мелкоизмельченного и мацерированного пироксилина, смешанного с мелко размолотым нитратом бария, который был тщательно перекристаллизован. Его изготавливают путем воздействия азотной кислоты на карбонат бария.[A] Влажный и идеально очищенный, мелко измельченный пироксилин тщательно перемешивается между бегунами с примерно таким же весом нитрата, и перемешивание и измельчение продолжаются до тех пор, пока вся масса не превратится в однородную пасту. Затем эта паста прессуется в патроны, сформированные с углублением на одном конце для вставки детонатора. Все это затем покрывается парафинированной бумагой.

[Сноска A: Витерит, BaCO_{3} + 2HNO_{3} = Ba(NO_{3})_{2} + CO_{2} + H_{2}O.]

Тонит № 2 состоял из пироксилина, нитратов калия и натрия, древесного угля и серы. Тонит № 3[A] имеет следующий состав: пироксилин — 19 процентов; динитробензол — 13 процентов; и нитрат бария — 68 процентов, или аналогичные пропорции. Он имеет желтоватый цвет и, будучи более медленным в своем взрывном действии, лучше приспособлен для взрывных работ в мягких породах.

[Сноска A: Тонит № 1 был запатентован г-нами Тренчем, Фором и Маки, а тониты № 2 и 3 — только Тренчем.]

Тонит широко используется в торпедах и для подводных взрывных работ, а также в карьерах и т. д. Большие количества использовались при строительстве Манчестерского судоходного канала. Среди его преимуществ то, что английские железные дороги принимают тонит на тех же основаниях, что и порох; это очень плотный материал; если он намокнет, его можно легко высушить на солнце; он очень легко взрывается при использовании надлежащего детонатора; при этом он горит очень медленно и без малейшей опасности; поскольку патроны водонепроницаемы, его можно использовать в мокрых шпурах, и его можно забивать водой; и, наконец, поскольку он содержит достаточно кислорода для окисления углерода, не образуется газ оксид углерода (CO), т. е. его детонация идеальна. Это очень безопасное в использовании взрывчатое вещество, малочувствительное как к ударам, так и к трению.

Не так давно комитет, состоящий из профессора П. Бедсона, д-ров Драммонда и Хьюма, г-на Т. Белла, одного из инспекторов угольных шахт Ее Величества, и других, рассматривая проблему того, являются ли пары, образующиеся при сгорании тонита, вредными для здоровья, провел серию экспериментов в угольных шахтах для этой цели. Анализировался воздух на «впуске», а также воздух на «выпуске» и задымленный воздух вблизи шпуров. Патрон был окружен пламегасящей смесью и упакован в мешок из коричневой бумаги. Во время первого эксперимента было произведено девятнадцать выстрелов (= 6,29 фунта тонита). Воздух на «выпуске» показал лишь следы газа оксида углерода (CO). Во втором эксперименте было произведено тринадцать выстрелов (= 4,40 фунта тонита), и анализ воздуха на «выпуске» показал, что CO присутствует только в следовых количествах, в то время как пары содержали лишь от 1,9 до 4,8 частей на 10 000.

~Опасности, связанные с производством пироксилина и т. д.~ — Из всех нитросоединений наименее опасными в производстве являются пироксилин и коллодионный хлопок. Тот факт, что завод в Стоумаркете находится в пяти минутах ходьбы от города, показывает, насколько безопасным считается производство этого взрывчатого вещества. За исключением нитрования и прессования в блоки или диски, весь процесс протекает с большим избытком воды, и вероятность взрыва таким образом сведена к минимуму. Среди мер предосторожности, которые, однако, следует принимать, — во-первых, тщательное извлечение смолистых и растворимых веществ из хлопка перед нитрованием, поскольку много лет назад сэр Ф. А. Абель показал, что нестабильность пироксилина, впервые произведенного в Англии и Австрии, была вызвана главным образом этими соединениями. Обычно их удаляют путем кипячения хлопка в растворе соды.

Само нитрование хлопка не является опасной операцией, но операции отжима в гидроэкстракторах и промывки нитрохлопка после того, как он покидает первую центрифужную машину, являются несколько опасными. Следует проявлять большую осторожность, чтобы отжатый нитрохлопок сразу же вступал в контакт с большим избытком воды, т. е. сразу же полностью погружался в воду, поскольку на этой стадии он особенно склонен к разложению, которое, начавшись, очень трудно остановить. Чем теплее смесь и чем меньше в ней воды, тем более она склонна к разложению; именно поэтому в теплые и влажные дни центрифужные машины наиболее склонны к возгоранию. Начало разложения можно сразу обнаружить по выделению красных паров. Как только пироксилин погружается в большое количество воды в мешалке и промывочном аппарате, он становится безопасным.

Для того чтобы конечный продукт был стабильным и обладал хорошими качествами при хранении, необходимо, чтобы он был полностью отмыт от кислоты. Обработка в мешалке и промывочном аппарате, заставляя материал принять состояние тонкой пульпы в контакте с большим количеством воды, многое делает для избавления от свободной кислоты, но процесс кипячения абсолютно необходим. Было предложено нейтрализовать свободную кислоту разбавленным раствором аммиака; и д-р К. О. Вебер опубликовал некоторые эксперименты, касающиеся этой обработки. Он обнаружил, что после обработки аммиаком пироксилин приобрел слегка желтоватый оттенок, что было верным признаком щелочности. Затем его извлекли из воды, грубо высушили между слоями фильтровальной бумаги, а после высушили в печи при 70° C. Однако через три часа произошел взрыв, который полностью разрушил прочную медную печь, в которой сушился нитрохлопок (около одной унции). Взрыв был в некотором отношении примечательным. Пироксилин представлял собой динитроцеллюлозу (или, возможно, пентанитро?), и температура была ниже точки воспламенения этого материала (40° C была бы лучшей температурой). Д-р Вебер определил точку воспламенения своей динитроцеллюлозы и обнаружил, что она составляет от 194° до 198° C, и поэтому он придерживается мнения, что взрыв был вызван обработкой частично промытого материала аммиаком. Вероятно, образовалось определенное количество нитрата аммония, который впоследствии высох на нитроцеллюлозе в состоянии очень мелкого измельчения. Даже малейшего следа кислоты было бы достаточно, чтобы вызвать взрывное воспламенение нитрата аммония.

Сушка пироксилина или коллодионного хлопка также является несколько опасной операцией. Температура 40° C (104° F) не должна быть превышена, а термометры должны быть помещены в нитрохлопок, и температура должна часто проверяться. Электрический термометр с сигнализацией также является полезным дополнением к сушильне для хлопка. Также следует проявлять большую осторожность, чтобы в сушильне не было открытых труб горячей воды или печей, так как мелкая пыль пироксилина, образующаяся при переворачивании или перемещении материала на полках, оседала бы на таких трубах или печах и, нагреваясь, становилась бы очень чувствительной к малейшему трению. Пол также должен быть покрыт линолеумом или резиной. Когда горячие потоки воздуха проходят над поверхностью пироксилина, пироксилин электризуется. Поэтому важно предусмотреть средства для его отвода. Г-н У. Ф. Рид, член Королевского института химии, первым использовал металлические рамы, носители и сита, на которых закреплена ткань, удерживающая пироксилин, и заземлил их.

Прессование пироксилина в блоки, диски и т. д. также сопряжено со значительным риском. Г-н О. Гуттман в интересной статье «Опасности при производстве взрывчатых веществ» (Журнал Общества химической промышленности, № 3, том XI, 1892 г.) говорит: «Прессование пироксилина в патроны требует гораздо большего внимания, чем прессование пороха, так как это делается в теплом состоянии, а пироксилин, даже в холодном состоянии, более чувствителен, чем порох. Выходя из центрифужных машин, пироксилин всегда должен сначала проходить через сито, чтобы обнаружить гвозди или спички, которые могли случайно попасть в него. То, что было сказано о прессах для пороха, еще в большей степени относится к прессам для пироксилина, хотя последние всегда являются гидравлическими прессами. Обычно поршни идеально подходят к форме, то есть они создают всасывание, как поршень насоса. Но пока не известно металла, который в течение длительного времени выдерживал бы постоянное трение при сжатии, и через некоторое время форма становится шире в той части, где происходит наибольшее сжатие. Лучшим металлом для этой цели оказалась специальная сталь, изготовленная Круппом, но и она лишь относительно лучше; для поршней я предпочитаю твердый чугун. Если положение форм и поршней не является точно одинаковым во всех случаях, произойдет то, что немцы называют 'Ecken' (по-английски 'binding'), а именно: форма встанет под углом к поршню, и возникнет опасное трение». «Конечно, необходимо защитить человека, работающего с гидравлическими клапанами во время прессования. В Уолтем-Эбби у них есть занавес, сделанный из корабельных канатов, который одновременно эластичен и прочен». Г-н Гуттман обнаружил, что перегородка толщиной 12 дюймов, сделанная из 2-дюймовых досок и заполненная молотым шлаком, обеспечивает очень эффективную защиту. Дверь в этой перегородке позволяет рабочему подойти к прессу, а коническая трубка проникает сквозь стену, позволяя человеку видеть всю работу с безопасной позиции. Крыша или одна из сторон здания должны быть стеклянными, чтобы придать взрыву направление.