Чынында эле, шайтан жардыргыч заттардын ичинде отурат, айланадагылардын баарын талкалоого жана талкалоого каалаган секундда даяр. Тозоктун бул жандыгын кармап туруу жана талап кылынганда гана кое берүү - химиктер менен пиротехниктердин жардыруучу заттарды жаратууда жана колдонууда чечиши керек болгон негизги көйгөй. Жардыргыч заттардын (жарылуучу заттардын) жаралуу жана өнүгүү тарыхында, тамчы сууда болгондой эле, мамлекеттердин жана империялардын пайда болуу, өнүгүү жана талкалануу тарыхы көрсөтүлөт.
Сабактардын контурун даярдап жатып, автор башкаруучулары илимдердин өнүгүшүнө жана баарынан мурда математиктердин табигый үчтүгүнө - физика - химия - көңүл бурган өлкөлөр өздөрүнүн өнүгүүсүндө бийиктикке жеткенин бир нече жолу байкаган. Жаркыраган мисал, Германиянын дүйнөлүк сахнасына тез көтөрүлүшү болушу мүмкүн, ал жарым кылымда айырмаланган мамлекеттердин биримдигинен секирик жасаган, кээ бирлерин Европанын деталдуу картасында "кичине масштабсыз" көрүү кыйын болгон., бир жарым кылым бою эсептеш керек болгон империяга. Бул процессте улуу Бисмарктын эмгегин азайтпастан, мен анын француз-прусс согушунун жеңиштүү аяктагандан кийин айткан сөзүн келтирейин: "Бул согушту жөнөкөй немис мугалими жеңди". Автор өз пикирин өзгөчө деп айтпастан, ар дайымкыдай эле, армиянын жана мамлекеттин согуштук жөндөмдүүлүгүн жогорулатуунун химиялык аспектине арноону каалайт.
Макаланы жарыялоодо автор, Жюль Верн сыяктуу, конкреттүү технологиялык деталдарды көрсөтүүдөн атайылап оолак болот жана көңүлүн жардыргыч заттарды алуунун жалаң гана өнөр жай ыкмаларына бурат. Бул илимпоздун эмгектеринин натыйжалары үчүн жоопкерчиликти түшүнүүчүлүк сезиминде гана эмес (практикалык же публицистикалык), ошондой эле изилдөөнүн предмети “Эмне үчүн баары ушундай болгон жана башкача эмеспи? "Жана" ким биринчи алган? зат ".
Мындан тышкары, автор окурмандардан химиялык терминдерди - илимдин атрибуттарын (мектеп окуучуларынын эң сүйүктүүсү эмес, өзүнүн педагогикалык тажрыйбасы көрсөткөндөй) мажбурлап колдонуу үчүн кечирим сурайт. Химиялык терминдерди айтпай туруп химиялык заттар жөнүндө жазуу мүмкүн эместигин түшүнгөн автор атайын лексиканы минималдаштырууга аракет кылат.
Жана акыркы нерсе. Автор берген цифралар эч качан акыркы чындык катары каралбашы керек. Ар кандай булактардагы жардыргыч заттардын мүнөздөмөсү боюнча маалыматтар айырмаланат жана кээде абдан күчтүү. Бул түшүнүктүү: ок -дарынын мүнөздөмөсү алардын "сатылуучу" түрүнө, бөтөн заттардын болушуна / жоктугуна, стабилизаторлордун киргизилишине, синтез режимдерине жана башка көптөгөн факторлорго көз каранды. Жардыргыч заттардын мүнөздөмөлөрүн аныктоо методдору да бир түрдүүлүк менен айырмаланбайт (бул жерде дагы стандартташтыруу болот) жана алар дагы өзгөчө репродуктивдүүлүктөн жабыркабайт.
BB классификациясы
Жарылуунун түрүнө жана тышкы таасирлерге сезгичтигине жараша бардык жардыргычтар үч негизги топко бөлүнөт:
1. BB демилгеси.
2. Жардыруучу заттарды жардыруу.
3. Жардыруучу заттарды ыргытуу.
BB демилгеленүүдө. Алар тышкы таасирлерге өтө сезимтал. Калган өзгөчөлүктөрү, адатта, төмөн. Бирок алар баалуу мүлккө ээ - алардын жарылуусу (жарылуусу) жардыргыч заттарга жардыруучу таасирин тийгизет, алар көбүнчө тышкы таасирлердин башка түрлөрүнө таптакыр сезгич эмес же өтө төмөн сезгичтикке ээ. Демек, демилгелөөчү заттар жардыргыч заттын жарылуусун козгоо үчүн гана колдонулат. Баштоочу жардыргыч материалдарды колдонуунун коопсуздугун камсыз кылуу үчүн алар коргоочу түзүлүштөргө (капсула, капсула гильзасы, детонатор капкагы, электр детонатору, сактандыргыч) салынат. Демилгечи жардыруучу заттардын типтүү өкүлдөрү: сымап фульминат, коргошун азиди, тенрес (TNPC).
Жардыруучу заттарды жардыруу. Бул, чынында, алардын айтканы жана жазганы. Алар снаряддарды, миналарды, бомбаларды, ракеталарды, миналарды жабдуу; алар көпүрөлөрдү, машиналарды, ишкерлерди жардырышат …
Жардыргыч заттар жардыргыч өзгөчөлүктөрү боюнча үч топко бөлүнөт:
- кубаттуулукту жогорулатуу (өкүлдөрү: RDX, HMX, PETN, Tetril);
- нормалдуу күч (өкүлдөрү: тротил, мелинит, пластик);
- кыскарган күч (өкүлдөрү: аммиак селитрасы жана анын аралашмалары).
Күчтүүрөөк жардыргычтар тышкы таасирлерге бир аз көбүрөөк сезгич, ошондуктан алар көбүнчө флегматизаторлор менен аралаштырууда (жардыргыч заттардын сезгичтигин төмөндөтүүчү заттар) же экинчисинин күчүн жогорулатуу үчүн кадимки кубаттуулуктагы жардыргыч заттар аралашмасында колдонулат. Кээде жогорку кубаттуу жардыргычтар аралык детонаторлор катары колдонулат.
Жарылуучу заттарды ыргытуу. Бул ар кандай порошок - кара түтүн, түтүнсүз пироксилин жана нитроглицерин. Алар ошондой эле фейерверк, сигнал жана жарыктандыргычтар, жарык берүүчү снаряддар, миналар жана аба бомбалары үчүн ар кандай пиротехникалык аралашмаларды камтыйт.
Кара порошок жана Black Berthold жөнүндө
Бир нече кылымдар бою адамдар колдонгон жардыргычтын жалгыз түрү кара порошок болгон. Анын жардамы менен душмандарга замбирек топтору ыргытылып, жардыргыч снаряддар толтурулган. Пистолет жер астындагы шахталарда чептердин дубалдарын талкалоодо, таштарды талкалоодо колдонулган.
Европада бул 13 -кылымдан, ал тургай мурда Кытайда, Индияда жана Византияда белгилүү болгон. Фейерверк үчүн порохтун биринчи жазылган сүрөттөмөсүн кытайлык окумуштуу Сун-Симяо 682-жылы сүрөттөгөн. Гримдин Максимилианы (XIII-XIV кылымдар) "Жарыктар китеби" трактатында Византияда колдонулган калий нитратына негизделген аралашманы сүрөттөгөн. атактуу "грек оту" жана 60% нитраттан, 20% күкүрт жана 20% көмүрдөн турат.
Порошоктун ачылышынын тарыхы англиялык францискан кечили Роджер Бэкон менен башталат, ал 1242 -жылы "Liber de Nullitate Magiae" деген китебинде ракеталар менен фейерверктер үчүн кара порошоктун рецептин берген (40% селитра, 30% көмүр жана 30) % күкүрт) жана жарым мифтик монах Бертольд Шварц (1351). Бирок, бул бир эле адам болушу мүмкүн: Орто кылымдарда псевдонимдерди колдонуу кыйла кеңири таралган, булактардын сүйлөшүүсү менен кийинки башаламандык.
Курамдын жөнөкөйлүгү, үч компоненттин экөөнүн болушу (жергиликтүү күкүрт Италия менен Сицилиянын түштүк аймактарында дагы деле сейрек кездешпейт), даярдоонун оңойлугу - мунун баары порошоктун Европа өлкөлөрү аркылуу салтанаттуу жүрүшүн кепилдеген. Азия. Жалгыз көйгөй көп санда калий нитратын алуу болчу, бирок бул милдет ийгиликтүү чечилди. Калий нитратынын кени ошол кездеги белгилүү кени Индияда (демек экинчи аты - индия) болгондуктан, дээрлик бардык өлкөлөрдө жергиликтүү өндүрүш түзүлгөн. Аны оптимизм менен камсыз кылуу менен аны жагымдуу деп атоо мүмкүн эмес эле: ал үчүн чийки зат кык, малдын ичеги, заарасы жана жаныбарлардын жүнү болгон. Бул жагымсыз жыт жана өтө булганган аралашмада эң аз жагымсыз ингредиенттер акиташ менен калий болгон. Бул байлыктын баары бир нече ай бою чуңкурларга төгүлүп, азотобактериялардын таасири астында ачытылган. Бөлүнгөн аммиак нитраттарга чейин кычкылданган, бул акыры эңсеген нитратты бөлүп чыгарган жана кайра кристаллдашуу аркылуу тазаланган - бул дагы мен айтам, эң жагымдуу эмес. Көрүнүп тургандай, процессте өзгөчө татаал эч нерсе жок, чийки заттар абдан жеткиликтүү жана порошоктун болушу да жакында универсалдуу болуп калды.
Кара (же түтүндүү) порошок ал кезде универсалдуу жардыруучу зат болчу. Кыймылдаган да, жылдырган да жок, көп жылдар бою ал снаряд катары да, биринчи бомбаларды толтуруу үчүн да колдонулган - азыркы ок -дарынын прототиптери. 19 -кылымдын биринчи үчтөн биринин аягына чейин, порошок прогресстин муктаждыктарын толук канааттандырган. Бирок илим менен өндүрүш бир орунда турбады, көп өтпөй кубаттуулугу аз болгондуктан мезгилдин талабына жооп бербей калды. Порох монополиясынын аякташын 17 -кылымдын 70 -жылдарына таандык деп айтууга болот, ошол кезде А. Лавуазье менен С. Бертолле Бертолле ачкан калий хлоратынын негизинде бертолт тузун чыгарууну уюштурушкан (berthollet тузу).
Бертоллеттин тузунун тарыхын Клод Бертоллеттин жакында Карл Шеле ачкан хлордун касиеттерин изилдеген учурунан баштаса болот. Калий гидроксидинин ысык концентрацияланган эритмеси аркылуу хлорду өткөрүп берүү менен Бертоллет химиктер тарабынан эмес, кийин химиктер калий хлораты деп аталган жаңы затты алды - Бертоллет тузу. Бул 1786 -жылы болгон. Жана шайтан тузу эч качан жаңы жардыргыч затка айланбаса да, ал өз ролун аткарды: биринчиден, ал бузулган "согуштун кудайы" үчүн жаңы алмаштыруучуларды издөө үчүн стимул болуп кызмат кылды, экинчиден, жарылуучу заттардын жаңы түрлөрүнүн негиздөөчүсү болду - демилгечилер.
Жарылуучу май
Ал эми 1846 -жылы химиктер эки жаңы жардыруучу каражатты - пироксилин менен нитроглицерин сунушташкан. Туринде италиялык химик Аскагно Собреро глицеринди азот кислотасы менен дарылоо (нитрлөө) майлуу тунук суюктукту - нитроглицеринди түзүү үчүн жетиштүү экенин ачты. Ал тууралуу биринчи басылган отчет 1847 -жылдын 15 -февралында L'Institut журналында (XV, 53) жарыяланган жана ал кээ бир цитаталарга татыктуу. Биринчи бөлүгү мындай дейт:
«Аскагно Собреро, Туринден келген техникалык химия профессору, проф. Peluzom, ал узак убакыт бою ар кандай органикалык заттарга азот кислотасынын таасири менен жардыргыч заттарды алганын кабарлайт, атап айтканда камыш канты, бекконт, декстрит, сүт канты жана башкалар. Собреро азот жана күкүрт кислоталарынын аралашмасынын глицеринге тийгизген таасирин изилдеген, жана тажрыйба ага пахтанын шылдыраганына окшош бир зат алынганын көрсөттү …"
Андан тышкары, органикалык химиктер үчүн гана кызыктуу болгон нитрлөө экспериментинин сүрөттөмөсү бар (жана андан кийин гана тарыхый көз карашта), бирок биз бир гана өзгөчөлүктү белгилейбиз: целлюлозанын нитро-туундулары, ошондой эле алардын жарылуу жөндөмдүүлүгү., мурунтан эле жакшы белгилүү болчу [11].
Нитроглицерин эң күчтүү жана сезгич жардыргыч заттардын бири жана аны иштетүүдө өзгөчө камкордукту жана көңүл бурууну талап кылат.
1. Сезгичтик: ок атуудан жарылып кетиши мүмкүн. 10 кг чайнек менен соккунун сезгичтиги 25 см бийиктиктен түштү - 100%. Күйүү детонацияга айланат.
2. Жарылуучу трансформациянын энергиясы - 5300 Дж / кг.
3. Жарылуу ылдамдыгы: 6500 м / с.
4. Брисанс: 15-18 мм.
5. Жарылуу коркунучу: 360-400 куб. карагыла [6].
Нитроглицеринди колдонуу мүмкүнчүлүгүн 1853-1855-жылдары Крым согушу учурунда аскер инженери В. Ф. Петрушевский менен бирге көп өлчөмдө нитроглицерин өндүргөн атактуу орус химиги Н. Н. Зинин көрсөткөн.
Казан университетинин профессору Н. Н. Зинин
Аскердик инженер В. Ф. Петрушевский
Бирок нитроглицеринде жашаган шайтан каардуу жана козголоңчу болуп чыкты. Көрсө, бул заттын сырткы таасирлерге болгон сезгичтиги жарылуучу сымаптан бир аз гана төмөн. Ал нитрлөө учурунда жарылып кетиши мүмкүн, аны чайкоо, ысытуу жана муздатуу, же күнгө чыгаруу мүмкүн эмес. Сактоо учурунда жарылып кетиши мүмкүн. Ал эми ширеңке менен өрттөсөңүз, ал тынч эле күйүп кетиши мүмкүн …
19 -кылымдын ортосунда күчтүү жардыргыч заттарга болгон муктаждык ушунчалык чоң болгондуктан, көптөгөн кырсыктарга карабастан, нитроглицерин жардыруу иштеринде кеңири колдонула баштаган.
Каардуу шайтанды ооздуктоо аракети көптөр тарабынан жасалды, бирок багуучунун даңкы Альфред Нобелге тийди. Бул жолдун өйдө -ылдыйы, ошондой эле бул затты сатуудан түшкөн кирешенин тагдыры кеңири белгилүү жана автор алардын деталдарына токтолуунун кажети жок деп эсептейт.
Инерттик толтургучтун тешикчелерине "сыгылып" (жана бир нече ондогон заттар сыналган, алардын эң жакшысы инфузордук топурак болгон - көңдөй силикат, анын көлөмүнүн 90% нитроглицеринди ач көздүк менен сиңире турган тешикчелерге түшөт), нитроглицерин дээрлик баардык кыйратуучу күчүн сактап, алда канча "көнүмүш" болуп калды. Белгилүү болгондой, Нобель торфко окшош бул аралашманы "динамит" (грекче "dinos" - күч) деген сөздөн алган) берген. Тагдырдын тамашасы: Нобель динамитти өндүрүүгө патент алгандан бир жыл өткөндөн кийин, Петрушевский нитроглицеринди магнезияга толугу менен өз алдынча аралаштырып, кийинчерээк "орус динамит" деп аталган жардыргыч заттарды алат.
Нитроглицерин (тагыраагы, глицерин тринитраты) - глицерин менен азот кислотасынын толук эфири. Көбүнчө глицеринди күкүрт -азот кислотасы аралашмасы менен тазалоо жолу менен алынат (химиялык тилде - эстерификация реакциясы):
Нитроглицериндин жарылышы көп өлчөмдөгү газ түрүндөгү продукциянын чыгышы менен коштолот:
4 C3H5 (NO2) 3 = 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
Эстерификация үч этап менен уланат: биринчисинде глицерин мононитраты, экинчисинде - глицерин динитраты, үчүнчүсүндө - глицерин тринитраты. Нитроглицериндин толук түшүмү үчүн азот кислотасынын 20% ашыгы теориялык жактан керектүү өлчөмдөн ашыкча алынат.
Нитраттоо фарфор идиштерде же коргошун идиштерде муздуу суунун ваннасында жүргүзүлгөн. Бир жүгүрүүдө болжол менен 700 г нитроглицерин алынган, бир сааттын ичинде мындай операциялар 3-4тө жүргүзүлгөн.
Бирок өсүп келе жаткан муктаждыктар нитроглицеринди өндүрүү технологиясына өз алдынча түзөтүүлөрдү киргизди. Убакыттын өтүшү менен (1882 -жылы) нитраторлордо жардыруучу заттарды чыгаруу технологиясы иштелип чыккан. Бул учурда процесс эки этапка бөлүнгөн: биринчи этапта глицерин күкүрт кислотасынын жарымы менен аралаштырылган, ошону менен бөлүнгөн жылуулуктун көбү пайдаланылган, андан кийин азот жана күкүрт кислоталарынын даяр аралашмасы колдонулган. ошол эле идишке киргизилген. Ошентип, негизги кыйынчылыктан качууга мүмкүн болду: реакция аралашмасынын ашыкча ысып кетиши. Аралаштыруу 4 атм басымында кысылган аба менен жүргүзүлөт. Процедуранын өндүрүмдүүлүгү 100 кг глицерин 20 мүнөттө 10 - 12 градус.
Нитроглицериндин (1, 6) жана калдык кислотасынын (1, 7) ар түрдүү салыштырма салмагынан улам, курч интерфейс менен жогору жактан чогултулат. Нитрациядан кийин нитроглицерин суу менен жуулат, андан кийин кислотанын калдыктарынан сода менен жууп, кайра суу менен жуушат. Процестин бардык этаптарында аралаштыруу кысылган аба менен жүргүзүлөт. Кургатуу кальцинделген аш тузунун катмары аркылуу чыпкалоо жолу менен жүргүзүлөт [9].
Көрүнүп тургандай, реакция өтө жөнөкөй (19 -кылымдын аягындагы прикладдык химиянын жөнөкөй илимин өздөштүргөн "бомбардирлер" көтөргөн терроризм толкунун эстеп көрүңүз) жана "жөнөкөй химиялык процесстердин" катарына кирет (A. Stetbacher). Нитроглицериндин дээрлик бардык өлчөмүн эң жөнөкөй шарттарда жасаса болот (кара порошок даярдоо анча деле жеңил эмес).
Реагенттерди керектөө төмөнкүчө: 150 мл нитроглицерин алуу үчүн төмөнкүлөрдү алуу керек: 116 мл глицерин; 1126 мл концентрацияланган күкүрт кислотасы;
649 мл азот кислотасы (концентрациясы кеминде 62%).
Динамит согушта
Динамит биринчи жолу 1870-1871-жылдардагы Франко-Пруссия согушунда колдонулган: Пруссиялык сапёрлор француз чептерин динамит менен жардырышкан. Бирок динамит коопсуздугу салыштырмалуу болуп чыкты. Аскер дароо эле ок атылганда, анын тукумунан да жаман жарылбай турганын жана кээ бир учурларда күйүү жарылууга айланып кетерин аныктады.
Бирок күчтүү ок -дарыларды алуу азгырыгы эч нерсеге туруштук бере алган жок. Өтө коркунучтуу жана татаал эксперименттер аркылуу, эгер жүктөр заматта эмес, акырындык менен снаряддын ылдамдатуусун коопсуз чектерде кармаса, динамит жарылбай турганын билүүгө болот.
Маселени техникалык деңгээлде чечүү кысылган абаны колдонуудан көрүндү. 1886 -жылы июнда Америка Кошмо Штаттарынын армиясынын 5 -артиллериялык полкунун лейтенанты Эдмунд Людвиг Г. Зелинский америкалык инженериянын түпнуска дизайнын сыноодон өткөрүп, өркүндөткөн. Калибрлүү 380 мм жана узундугу 15 м болгон 140 атмга чейин кысылган абанын жардамы менен 227 кг динамитинен 3,35 м снаряддарды 1800 мА снаряддын узундугу 1,83 м 51 кг. динамит жана бардыгы 5 миң м
Кыймылдаткыч күч кысылган абанын эки цилиндри менен камсыздалган, ал эми үстүнкүсү шайманга ийкемдүү шланг менен туташкан. Экинчи цилиндр үстүнкүсүн азыктандыруу үчүн резерв болчу жана андагы басым жерге көмүлгөн буу насосунун жардамы менен сакталып турган. Динамит жүктөлгөн снаряд дартка окшош - артиллериялык жебе - жана 50 фунт снарядга ээ болгон.
Кембридж герцогу армияга мындай системаны Милфорд Хейвенде сынап көрүүнү буйруду, бирок тапанча тапанчага тийгенге чейин тапанча дээрлик бардык ок -дарыларын колдонуп, бирок натыйжалуу түрдө жок кылынды. Америкалык адмиралдар жаңы замбирек менен кубанышты: 1888 -жылы жээктеги артиллерия үчүн 250 динамит курал жасоо үчүн акча чыгарылган.
1885 -жылы Зелинский армияда жана флотто динамит снаряддары бар пневматикалык мылтыктарды киргизүү үчүн Пневматикалык Курал Компаниясын негиздеген. Анын эксперименттери пневматикалык мылтыктарды келечектүү жаңы курал катары айтууга алып келди. АКШнын Аскер-деңиз флоту 1888-жылы 944 тонналык Vesuvius динамит крейсерин курган, бул 381 мм мылтыктын үчөө менен куралданган.
"Динамит" крейсеринин диаграммасы "Везувий"
[Борбор]
Жана анын стационардык куралдары ушундай болгон[/Борбор]
Бирок таң калычтуу нерсе: бир нече жылдан кийин, шыктануу көңүл калтырууга жол ачты. "Испан-Америка согушу учурунда,-деди америкалык артиллеристтер,-бул мылтыктар эч качан тийиштүү жерге тийген эмес". Жана мылтыктар жөнүндө эмес, артиллеристтердин так атуу жөндөмү жана мылтыктын каттуу бекитилиши жөнүндө болбогону менен, бул система андан ары өнүгүүнү алган жок.
1885 -жылы Голландия өзүнүн No4 суу асты кемесине Зелинскийдин пневматикалык замбирегин орноткон. Бирок, маселе практикалык сыноолорго келген жок, тк. кайык старт учурунда олуттуу кырсыкка учурады.
1897-жылы Голландия өзүнүн №8 суу алдындагы кемесин жаңы Зелинский замбиреги менен кайра куралдандырган. Курал-жарак 18 дюймдук (457 мм) жаа торпеда түтүкчөсүнөн, үч Уайтхед торпедосунан, ошондой эле динамит снаряддары үчүн Зелинский афтикалык пистолетинен (7 раунд 222 фунт. 100,7 кг) ар бири). Бирок, кайыктын көлөмү менен чектелген өтө кыска баррелден улам, бул мылтыктын атуу аралыгы кыска болгон. Практикалык атуудан кийин ойлоп табуучу аны 1899 -жылы демонтаждаган.
Келечекте, Голландия да, башка дизайнерлер да суу астындагы кемелерине мина жана динамит снаряддарын атуу үчүн курал (аппарат) орнотушкан эмес. Ошентип, Зелинскийдин мылтыктары көрүнбөйт, бирок тез эле сахнадан [12] чыгып кетти.
Нитроглицериндин бир тууганы
Химиялык көз караштан алганда, глицерин үч үч алкоголдук класстын эң жөнөкөй өкүлү. Анын эки атомдук аналогу бар - этиленгликоль. Нитроглицерин менен таанышкандан кийин химиктер аны колдонуу ыңгайлуу болот деп этиленгликолго көңүл бурганы таң калыштуу эмеспи.
Бирок бул жерде да жардыргыч шайтан өзүнүн каприздүү мүнөзүн көрсөттү. Динитроэтиленгликолдун өзгөчөлүктөрү (бул жарылуучу зат эч качан өз атын алган эмес) нитроглицеринден көп деле айырмаланбайт:
1. Сезгичтик: 2 кг жүк 20 см бийиктиктен түшкөндө детонация; отко, үйкелүүгө сезгич.
2. Жарылуучу трансформациянын энергиясы - 6900 Дж / кг.
3. Жарылуу ылдамдыгы: 7200 м / с.
4. Брисанс: 16,8 мм.
5. Жарылуу коркунучу жогору: 620-650 куб. см.
Бул биринчи жолу Генри тарабынан 1870 -жылы алынган. Ал этиленгликолду нитроглицерин даярдоого окшош кылдат нитраттоо жолу менен алынат (нитраттоочу аралашма: H2SO4 - 50%, HNO3 - 50%; катышы - 1ден 5ке чейин) этиленгликол).
Нитраттоо процесси төмөнкү температурада жүргүзүлүшү мүмкүн, бул жогорку түшүмдүүлүккө өбөлгө түзөт [7, 8].
Жалпысынан алганда, DNEGтин сезгичтиги NGге караганда бир аз төмөн болгонуна карабастан, аны колдонуу олуттуу пайдаларды убада кылган эмес. Эгер биз буга NGга караганда жогору туруксуздукту жана чийки заттын жеткиликтүүлүгүн кошо турган болсок, анда бул жол эч жакка алып барбаганы белгилүү болот.
Бирок, ал толугу менен жараксыз болуп чыккан жок. Алгач динамитке кошумча катары колдонулган, Экинчи дүйнөлүк согуш учурунда глицериндин жоктугунан, түтүнсүз порошоктордо нитроглицериндин ордуна колдонулган. Мындай порошоктор DNEGдин туруксуздугунан улам жарактуулук мөөнөтү кыска болгон, бирок согуш мезгилинде бул анча деле мааниге ээ болгон эмес: эч ким аларды көпкө сактай турган эмес.
Кристиан Шёнбейн фартук
19 -кылымдын аягына чейин башка нитроэстерди өндүрүү үчүн индустриалдык технология келбегенде, аскерлер нитроглицеринди тынчтандыруунун жолдорун издөөгө канча убакыт сарптаганы белгисиз. Кыскача айтканда, анын пайда болуу тарыхы төмөнкүчө [16].
1832 -жылы француз химиги Анри Браконо крахмал менен жыгач булаларын азот кислотасы менен иштеткенде туруксуз, күйүүчү жана жарылуучу зат пайда болгонун аныктап, аны ксилоидин деп атаган. Ырас, маселе бул ачылыш жөнүндөгү билдирүү менен гана чектелген. Алты жылдан кийин, 1838-жылы дагы бир француз химиги Теофил-Жюль Пелуза кагазды жана картонду ушундай жол менен иштетип, окшош материалды чыгарган жана аны нитрамидин деп атаган. Ким ойлоптур, бирок нитрамидинди техникалык максаттарда колдонуунун мүмкүн эместигинин себеби анын туруктуулугунун төмөндүгү эле.
1845 -жылы швейцариялык химик Кристиан Фридрих Шёнбейн (ал кезде озон ачылышы менен атактуу болгон) лабораториясында эксперименттерди жүргүзүп жаткан. Аялы ага колбаларын ашканага алып келүүгө катуу тыюу салды, ошондуктан ал жокто экспериментти бүтүрүүгө шашты - столдун үстүнө каустикалык аралашма төгүлдү. Чатакты болтурбоо үчүн, ал швейцариялык тактыктын эң мыкты салттары боюнча, алжапкыч менен сүрттү, анткени өтө көп аралашма жок болчу. Андан кийин, ошондой эле швейцариялык сарамжалдуулуктун салтында, алжапкычты суу менен жууп, мештин үстүнө илип кургаткан. Ал жерде канчалык узун же кыска илинген, тарых унчукпайт, бирок фартук кургаткандан кийин күтүүсүздөн жок болуп кеткени белгилүү. Анын үстүнө, ал унчукпай, англисче жок болуп кетти, бирок үнү менен укмуштуу деп айтууга болот: жаркылдоодо жана катуу кол чабууда. Бирок бул жерде Шёнбейндин көңүлүн бурган нерсе: жарылуу кичинекей түтүнсүз эле болгон!
Жана Шёнбейн нитроцеллюлозаны биринчи болуп ачпаса да, ачылыштын маанилүүлүгү жөнүндө жыйынтык чыгарууга ал тагдыр жазган. Ал кезде артиллерияда кара порошок колдонулган, мылтык булганган күйөө, аларды аткылоонун аралыгында тазалоо керек болчу, жана биринчи волейлерден кийин мындай түтүндүн көшөгөсү пайда болуп, дээрлик сокурдук менен күрөшүүгө туура келди. Кара түтүндүн түтүнү батареялардын жайгашкан жерин эң сонун көрсөткөнүн айтуунун кажети жок. Жашоону жарык кылган нерсе - душмандын ошол эле позицияда экенин түшүнүү. Ошондуктан, аскерлер жардыргыч затка шыктануу менен жооп беришти, ал түтүндү азыраак берет жана анын үстүнө ал кара порошоктон да күчтүү.
Кара порошоктун кемчиликтери жок нитроцеллюлоза түтүнсүз порошок өндүрүшүн түзүүгө мүмкүндүк берди. Жана ошол кездеги салт боюнча, алар аны күйүүчү зат катары да, жардыруучу зат катары да колдонууну чечишти. 1885 -жылы, көптөгөн эксперименталдык иштерден кийин, француз инженери Пол Виль бир нече килограмм пироксилин порошогун "В" деп атаган жана сынаган - биринчи түтүнсүз порошок. Сыноолор жаңы кыймылдаткычтын пайдасын далилдеди.
Бирок, аскердик муктаждыктар үчүн көп сандагы нитроцеллюлозанын өндүрүшүн түзүү оңой болгон жок. Нитроцеллюлоза салгылашууларды жана заводдорду күтүүгө өтө чыдамсыз болгон, эреже катары, нитроглицерин өндүрүшү менен атаандашкандай, көзгө көрүнөрлүк тартипте асманга учкан. Пироксилинди өндүрүш технологиясынын өнүгүшү башка эч кандай жарылуучу зат сыяктуу тоскоолдуктарды жеңүүгө туура келди. Бул оригиналдуу булалуу жардыргыч колдонууга жарамдуу болгонго чейин жана продуктту узак сактоо учурунда жарылуудан кандайдыр бир жол менен кепилденген көптөгөн каражаттар жана ыкмалар табылганга чейин, ар кайсы өлкөлөрдүн изилдөөчүлөрүнүн бир катар эмгектерин аткаруу үчүн чейрек кылым өттү. "Кандай болбосун" деген сөз адабий түзүлүш эмес, химиктер менен технологдордун туруктуулук критерийлерин аныктоодо туш болгон кыйынчылыктын чагылышы. Туруктуулуктун критерийлерин аныктоо ыкмалары боюнча эч кандай чечкиндүү өкүм болгон эмес жана бул жарылуучу, туруктуу жарылуулардын колдонуу чөйрөсүнүн андан ары кеңейиши менен бул өзгөчө комплекстүү эфирдин жүрүм -турумунда дагы көп сырдуу өзгөчөлүктөр ачылып берилген. Жеймс Девар менен Фредерик Абел 1891 -жылга чейин коопсуз технологияны таба алышкан.
Пироксилинди өндүрүү үчүн көп сандаган көмөкчү түзүлүштөр жана узун технологиялык процесс талап кылынат, мында бардык операциялар бирдей кылдат жана кылдат аткарылышы керек.
Пироксилинди өндүрүү үчүн баштапкы продукт - бул целлюлоза, анын эң мыкты өкүлү пахта. Табигый таза целлюлоза - крахмалдын жакын тууганы болгон глюкозанын калдыктарынан турган полимер: (C6H10O5) n. Мындан тышкары, кагаз заводдорунун калдыктары мыкты чийки зат менен камсыз кыла алат.
Була нитраты 19 -кылымдын 60 -жылдарында өнөр жай масштабында өздөштүрүлгөн жана андан ары центрифугаларда ийрүү менен керамикалык казандарда жүргүзүлгөн. Бирок, кылымдын аягында бул примитивдүү ыкма америкалык технология менен алмаштырылган, бирок Экинчи Дүйнөлүк Согуш учурунда ал арзандыгына жана жөнөкөйлүгүнө байланыштуу (тагыраагы примитивизм) кайра жанданган.
Тазаланган пахта нитраторго жүктөлөт, нитрлештирүүчү аралашма (HNO3 - 24%, H2SO4 - 69%, суу - 7%) 15 кг буланын негизинде 900 кг аралашмадан кошулат, бул 25 кг пироксилин түшүмүн берет.
Нитраторлор төрт реактор жана бир центрифугадан турган батареяларга туташкан. Нитраторлор процесстин үзгүлтүксүздүгүн камсыз кылган экстракция убактысына барабар убакыт аралыгы (болжол менен 40 мүнөт) менен жүктөлөт.
Пироксилин - бул целлюлоза нитратациясынын ар кандай даражасындагы продуктулардын аралашмасы. Күкүрт кислотасынын ордуна фосфор кислотасын колдонуу менен алынган пироксилин өтө туруктуу, бирок бул технология кымбат жана өндүрүмдүүлүгү төмөн болгондуктан тамыр алган эмес.
Пресстелген пироксилин өзүнөн өзү күйүүчү касиетке ээ жана аны нымдоо керек. Пироксилинди жуу жана стабилдештирүү үчүн колдонулуучу суунун курамында щелочтуу агенттер болбошу керек, анткени щелочтуу деструкциялоочу продуктылар аутоэлектрондук катализаторлор. Керектүү нымдуулукка чейин акыркы кургатуу абсолюттук спирт менен чайкоо аркылуу ишке ашат.
Бирок нымдалган нитроцеллюлоза да кыйынчылыктардан куткарылган эмес: ал көгөрүп кетүүчү микроорганизмдер менен булганууга дуушар болот. Бетин момдоо менен коргоңуз. Даяр продукт төмөнкүдөй өзгөчөлүктөргө ээ болгон:
1. Пироксилиндин сезгичтиги нымдуулуктан абдан көз каранды. Кургак (3-5% нымдуулук) ачык оттон же ысык металлдын тийүүсүнөн оңой тутанат, бургулоо, сүрүлүү. Ал 2 см жүк 10 см бийиктиктен түшкөндө жарылат. Нымдуулук көтөрүлгөндө сезгичтиги төмөндөйт жана 50% сууда детонациялык жөндөм жоголот.
2. Жарылуучу трансформациянын энергиясы - 4200 МДж / кг.
3. Жарылуу ылдамдыгы: 6300 м / с.
4. Брисанс: 18 мм.
5. Жогорку жарылуу коркунучу: 240 куб. см.
Ошентсе да, кемчиликтерге карабастан, химиялык жактан туруктуу пироксилин нитроглицерин менен динамитке караганда аскердикке көбүрөөк ылайык келген, анын нымдуулугун өзгөртүү аркылуу анын сезгичтигин жөнгө салууга болот. Ошондуктан, пресстелген пироксилин миналардын жана снаряддардын дүрмөттөрүн жабдуу үчүн кеңири колдонула баштады, бирок убакыттын өтүшү менен бул теңдешсиз продукт ароматикалык углеводороддордун нитратталган туундуларына жол ачты. Нитроцеллюлоза кыймылдаткыч жарылуучу зат катары калды, бирок жардыруучу зат катары ал түбөлүккө артка чегинди [9].
Учуучу желе жана нитроглицерин порошогу
"Кара порошок … андан ары өркүндөтүүнүн бардык шарттарын билдирет - анын күйүү учурунда пайда болгон көрүнбөгөн кубулуштарды илимий изилдөө аркылуу. Түтүнсүз порошок - өлкөлөрдүн күчү менен алардын илимий өнүгүүсүнүн ортосундагы жаңы байланыш. Ушул себептен улам, орус илиминин жоокерлеринин бири болуп, күчүмдүн азайып бараткан жылдарында мен түтүнсүз мылтыктын милдеттерин талдоого батына албадым …"
Окурман, атүгүл химиянын тарыхы менен бир аз тааныш болсо да, бул кимдин сөздөрү экенин билсе керек - эң сонун орус химиги Д. И. Менделеев.
Менделеев өмүрүнүн акыркы жылдарында - 1890-1897 -жылдары химиялык билимдин тармагы катары поррочелиге көп күч жана көңүл бурган. Бирок, ар дайымкыдай эле, өнүгүүнүн активдүү фазасынын алдында билимди чагылдыруу, топтоо жана системалаштыруу мезгили башталган.
Баары 1875 -жылы чарчабаган Альфред Нобелдин дагы бир ачылышын: нитроглицериндеги нитроцеллюлозанын пластикалык жана ийкемдүү катуу эритмесин жасагандыгы менен башталды. Бул катуу форманы, жогорку тыгыздыкты, калыпташтын оңойлугун, топтолгон энергияны жана жогорку атмосфералык нымдуулукка сезгичтигин ийгиликтүү айкалыштырды. Көмүр кычкыл газына, азотко жана сууга толугу менен күйгөн желе 8% динитроцеллюлозадан жана 92% нитроглицеринден турат.
Технолог Нобелден айырмаланып, Д. И. Менделеев таза илимий көз карашка негизделген. Изилдөөлөрүнүн негизинде, ал толугу менен так жана химиялык жактан катуу негизделген идеяны койду: күйүү учурунда керектүү зат салмактын бирдигине максималдуу газ түрүндөгү продукцияны бөлүп чыгарышы керек. Химиялык көз караштан алганда, бул көмүртекти газдуу оксидге, суутекти сууга жана кычкылдантуу жөндөмүнө толугу менен бул процесстин энергиясын берүү үчүн жетиштүү кычкылтек болушу керек дегенди билдирет. Толук эсептөө төмөнкү курамдын формуласына алып келди: C30H38 (NO2) 12O25. Күйүп жатканда төмөнкүлөрдү алышыңыз керек:
C30H38 (NO2) 12O25 = 30 CO + 19 H2O + 6 N2
Мындай курамдагы заттын максаттуу синтездөө реакциясын жүргүзүү азырынча оңой иш эмес, ошондуктан иш жүзүндө 7-10% нитроцеллюлоза менен 90-93% нитроглицериндин аралашмасы колдонулган. Азоттун пайызы 13, 7%ды түзөт, бул пироколлодия үчүн бул көрсөткүчтөн бир аз ашат (12, 4%). Операция өзгөчө татаал эмес, татаал жабдууларды колдонууну талап кылбайт (ал суюк фазада жүргүзүлөт) жана кадимки шарттарда уланат.
1888-жылы Нобель пирогсилин түтүнсүз порошок деп аталган нитроглицерин менен коллоксилинден (аз нитратталган була) жасалган порошокко патент алган. Бул композиция ар кандай техникалык аталыштар менен азыркыга чейин дээрлик өзгөргөн эмес, алардын эң атактуусу - кордит жана балистит. Негизги айырма нитроглицерин менен пироксилиндин катышында (кордитте ал жогору) [13].
Бул жардыргыч заттардын бири -бирине кандай байланышы бар? Таблицаны карап көрөлү:
Таблица 1.
BB …… Сезгичтик…. Энергия… Ылдамдык …… Брисанс… Жогорку жарылуу
……… (жардыруулардын кг / см /%)….жарылуу….жер жардыруу
GN ……….2 / 4/100 ………… 5300 ……..6500 ……..15 - 18 ………. 360 - 400
DNEG …… 2/10/100 ……….. 6900 ……… 7200 ……….16, 8 …………… 620 - 650
NK ……… 25/2/10 ………… 4200 ……… 6300 ………..18 …………… 240
Бардык жардыргыч заттардын мүнөздөмөлөрү бири -бирине абдан окшош, бирок физикалык касиеттериндеги айырмачылык аларды колдонуунун ар кандай жерлерин талап кылган.
Жогоруда да айтылгандай, нитроглицерин да, пироксилин да жоокерлерди мүнөзү менен кубандырган жок. Бул заттардын туруктуулугунун төмөндүгүнүн себеби, менин оюмча, үстүртөн эле жатат. Эки кошулма (же үчөө - саноочу жана динитроэтиленгликол) эфир классынын өкүлдөрү. Ал эми эфир тобу эч качан химиялык каршылык көрсөтүү боюнча лидерлердин бири эмес. Тескерисинче, аны сырттагылардын арасынан тапса болот. Азот камтыган нитро тобу, ал үчүн таң калыштуу +5 кычкылдануу абалында, туруктуулуктун модели эмес. Бул күчтүү кычкылдандыргычтын алкоголдордун гидроксил тобу сыяктуу жакшы калыбына келтирүүчү агенти менен симбиозу сөзсүз түрдө бир катар терс кесепеттерге алып келет, алардын эң жагымсызы - каприздүүлүк.
Эмне үчүн химиктер жана аскерлер алар менен көп убакыт өткөрүштү? Көрүнүп тургандай, көптөр жеңип алышты. Аскердик - жогорку күч жана чийки заттын жеткиликтүүлүгү, бул армиянын күжүрмөн эффективдүүлүгүн жогорулатып, аны согуш мезгилинде жеткирүүгө сезгич кылды. Технологдор - синтездин жумшак шарттары (жогорку температураны жана жогорку басымды колдонуунун кажети жок) жана технологиялык ыңгайлуулук (көп этаптуу процесстерге карабастан, бардык реакциялар бир реакция көлөмүндө жана аралык продуктуларды бөлүп чыгаруунун кажети жок) жүрөт.
Продукциялардын практикалык түшүмдүүлүгү да абдан жогору болгон (2 -таблица), бул азот кислотасынын көп сандагы булактарын издөөнүн шашылыш зарылчылыгын жараткан жок (күкүрт кислотасы менен болгон маселе бир топ эрте чечилген).
Таблица 2.
ВВ …… 1 кг үчүн реагенттердин чыгымы….. Этаптардын саны ….. Эмиссияланган продукциянын саны
……… Азот кислотасы.. Күкүрт кислотасы
GN …….10 ……………..23 ……………..3 …………………… 1
DNEG….16, 5 …………..16, 5 …………………………………… 1
NK …….. 8, 5 …………… 25 ……………………………………… 1
Окуя болгон жерде жарылуучу заттардын шайтанынын жаңы инкарнациялары пайда болгондон кийин абал кескин өзгөрдү.
(Уландысы бар)
