Лабораторное приготовление составов
Хорошего действия пиротехнического состава, т. е. получения от состава полного эффекта действия, на который он способен, можно достигнуть только при следующих условиях:
1) необходимым практически достижимым измельчением компонентов состава и
2) наиболее полным смешением их между собой.
При этих условиях образующиеся смеси будут обладать свойствами, необходимыми для полноты взаимодействия веществ смеси между собой. Исходя из этих положений, работа по приготовлению составов разделяется на измельчение составных частей и на последующее смешивание их между собой, со всеми вытекающими из свойств состава мерами предосторожности.
Измельчение веществ
В лаборатории измельчение веществ, в зависимости от их природы, чаще всего производится путем растирания или толчения. В небольших количествах многие вещества измельчаются растиранием их в ступках, фарфоровых или стеклянных, соответствующими пестиками. Измельчение веществ в количествах, превышающих 200—300 г, в ступках производится слишком медленно, потому для ускорения прибегают к растиранию вещетв на стирочных лотках и столах, к измельчению в кожаных мешках или измельчению в железных, деревянных или кожаных бочках (барабанах).
Стирочный стол изготовляется из какого-нибудь твердого дерева. Поверхность его гладко и ровно выстругивается. Размеры его - произвольны. Он делается в виде неправильного восьмиугольника, который получается срезыванием углов у прямоугольного стола, шириной стол делается не более 1 м, для того чтобы работающий, наклоняясь, мог легко достать до середины стола, длина же его может быть равной ширине или раза в полтора больше. К краям стола приделывают закраины высотой 2,5—3,0 см, для того чтобы растираемые вещества не могли ссыпаться на пол. На середине одной из сторон стола, в закраине, делается выемка, в которую во время работы вкладывается вставка, предохраняющая измельчаемое вещество от просыпания на пол. После измельчения нужно вынуть вставку и вещество можно легко ссыпать со стола в подставленный ящик. Подставки для столов должны устраиваться прочными, чтобы во время работы стол не шатался. Поверхность стола и закраина должны всегда содержаться в надлежащей чистоте и сохранности. Поэтому столы, когда на них не работают, должны быть покрыты хорошей клеенкой. Вместо стирочного стола для растирания веществ в небольшом количестве можно употреблять стирочные лотки, которые, устраиваются совершенно так же, как и стирочные столы, но отличаются от них меньшими размерами и не имеют подставок. Размер их большей частью, не превышает 1 м по длине и 0:5 м по шириае. Растирание веществ на столах или лотках производится деревянными стирками, называемыми курантами, которые изготовляются также из твердой породы дерева. Они имеют вид плоского круга, снабженного с одной стороны, в самом центре, довольно длинной рукояткой. Стирки изготовляются преимущественно из клена, а за неимением его —из бука или из хорошей березы. Нижняя поверхность стирки имеет диаметр 15—25 см, а толщину в середине — около 4—4,5 см, уменьшающуюся к краям. Для собирания (сгребания) растираемых веществ в одно место употребляются деревянные лопаточки, называемые шпателями. Делаются они из клена или берззы и, такой величины, чтобы было удобно ими работать. Внешне они подобны тонким малярным шпателям с довольно острыми нижними краями, срезанными несколько наискось, для того чтобы они плотнее прилегали этими краями к поверхности стола и чище собирали с него измельчаемое вещество. После измельчения вещество обычно провеивается через сита — волосяные илн шелковые. Лучше, конечно, пользоваться шелковыми ситами, потому что они отсеивают гораздо более тонко измельченные частички растёртого вещества, и тем самым способствуют приготовлению хорошего состава. При просеивании вещества через сито для устранения разлета мельчайших частичек его сито, вставляется в поддон, а сверху закрывается крышкой. Как поддоны, так и крышки имеют такое же устройство, как и сита, но отличается от них только тем, что дно их затянуто неволосяной или шелковой сеткой, а хорошей тонкой кожей или клеенкой. Диаметр их делается таким, чтобы они плотно находили на сито. Процесс растирания веществ на стирочном столе или лотке производится следующим образом: материал, назначенный для измельчения, высыпается на стол или лоток в небольшом количестве, примерно около 1—1,5кг на стол, а на лоток — 500—750 г, и подвергается растиранию стиркой. Стирка накладывается на измельчаемый материал, придавливается к нему при помощи рукоятки одной или двумя руками и кругообразным вращением раздавливает и растирает измельчаемое вещество. Это вещество разбрасывается по столу или лотку тонким слоем, затем снова собирается со всего стола или лотка в общую кучу и вновь подобным же образом растирается до нужной степени измельчения. После этого, собрав весь измельченный материал в одно место, осторожно, чтобы он не пылился, при помощи одного или, лучше, двух шпателей его перекладывают в сито, вставленное в поддон, закрывают крышкой и качательными движениями на руках просеивают. Или же, поставив сито на два бруска, положенные на стирочном столе или каком-либо другом столе, двигают сито вперед и назад но этим брускам. Для более успешного просеивания сито по временам встряхивают, ударяя по нему руками или производя легкие удары поддоном о бруски. Просеянное вещество, после разборки сита, высыпают из поддона и затем продолжают работу. Остатки, получаемые в сите, снова растирают и просеивают. После просеивания всего измельченного материала поддон и крышку хорошо вытряхивают, обметают щеткой или гусиным пером и окончательно обтирают полотенцем или чистой ветошью. То же самое делают и со стирочным столом или лотком, наблюдая чтобы они после каждой операции были совершенно чистыми, чтобы на них не оставалось и следов растираемого вещества. Особенно это важно в том случае, когда растирался хлорат. Для растирания хлоратов лучше иметь специально только для этого предназначенный стол или лоток во избежание всяких неприятных последствий. На стирочных столах обыкновенно растирают соли, а также пороховую мякоть, если она слежалась в комки. Иногда и порох обращают в мякоть на столах.
Бочки, или барабаны, для измельчения веществ изготовляются из дубовых досок и обтягиваются двумя медными обручами. Смотря по количеству измельчаемых веществ, они делаются различной вместимости. Диаметр бочки обычно быет от 50 до 75 см, высота —от 17 до 25 см, т. е. в три раза меньше диаметра. На внутренней боковой поверхности барабана прикрепляются на равном расстоянии между закругленные бруски высокой 10—20 мм, выполяющие роль лопаточек, поднимающих измельчаемый материал с шариками во время вращения барабана на некоторую высоту, с которой он и сползает снова вниз по слою поднимаемого нового материала. Снаружи бочки на боковой поверхности делается четырехугольное отверстие, служащее, для загрузки и выгрузки материала. Отверстие закрывается плотно пригнанной крышкой- втулкой, края которой заходяг за края отверстия по крайней мере на 10 — 12 мм и для более плотного прилегания обиваются сукном или байкой. Поперек втулки, близ ее концов, прикрепляются две медные полоски. На выдающихся концах этих полосок делаются 4 отверстия, которыми втулка насаживается на 4 болта, укрепленных в соответствующих местах поверхности бочки; на концы этих болтов навинчиваются гайки, что и позволяет прочно закрепить на месте вставленную в отверстие бочки крышку-втулку. Бочка насаживается на горизонтальную железную ось,изнутри обшитую деревом, а снаружн на одном конце имеющую рукоятку для приведения бочки во вращательное движение рукой работающего или шкив ремня от электромотора. Для работы при помощи бочки устраивается специальное помещение. Измельчение веществ в бочке производится при помощи небольших бронзовых шариков, диаметром 10—12 мм. Количество шариков, употребляемых для измельчения, берется по весу раза в два больше взятого вещества. Скорость вращения бочки— в пределах 15—20 об/мин. Время измельчения — от 2 до 4 часов. Для отделения измельченного вещества по окончании работы от бронзовых шариков в боковое отверстие бочки, вместо втулки, вставляют медную решетку с мелкими отверстиями, устроенную подобно втулке, но только в виде рамки, в которой прочно укрепляется медная решетка. Для собирания просеиваемого материала под бочку ставят ящик, а на верхние края его устанавливают клеенчатый чехол, покрывающий всю бочку и устраняющий распыление материала. После этого бочка снова приводится в движение, но с меньшей скоростью, отчего вещество постепенно пересыпается из бочки в ящик, а бронзовые шарики остаются в ней. Затем бочку останавливают, дают осесть пыли и, сняв чехол, хорошо обметают в ящике ручной щеткой места, на которых осела пыль измельченного материала. Затем измельченный материал просеивают и насыпают в банки или в ящики, в зависимости от свойств вещества и его количества. В последнее время появились для измельчения хрупких веществ фарфоровые мельницы.
Мельница состоит из фарфорового цилиндра высотой, равной диаметру или несколько менее диаметра. Цилиндр имеет два сплошных дна. В одном из них сделано загрузочное отверстие, закрываемое пробкой-втулкой. Вращение такого цилиндра производится двумя движущимися в одну сторону катками, на которые цилиндр и кладется цилиндрической поверхностью. Катки приводятся в движение механической установкой. Измельчение материала в цилиндре производится фарфоровыми шариками, засыпаемыми в него вместе с веществом.
Кожаные мешки. Для превращения дымного пороха в мякоть или крупного угдя в мелкий порошок употребляют кожаный мешок, сшитый из плотной мягкой юфтовой кожи. Мешки делаются в виде цилиндра длиной около 60—70 см, а шириной около 30—40 см, с одного конца цилиндра пришивается дно, а с другого — рукав, стягиваемый протянутой скйозь него прочной бечевкой или ремнем. В такой мешок насыпают порох или раздробленный в ступке уголь в таком количестве, чтобы они свободно могли в нем пересыпаться; затем, завязав плотно мешок, кладут его на толстый деревянный чурбан или колоду и бьют по нему большой деревянной колотушкой до тех пор, пока не станет заметно, что находящийся в мешке материал уже значительно измельчился; тогда развязывают мешок к полученный порошок просеивают. Просеивание измельченного пороха производится только через шелковое сито, чтобы в мякоти не осталось крупинок пороха. Для просеивания угля употребляют разные сита; смотря по тому, для какого рода состава он будет употребляться. Если он предназначен для пламенных составов, его просеивают через шелковое сито, а если для искристых —то через волосяные сита и даже грохот.
Хранение измельченных веществ
Растертые и просеянные вещества в небольших количествах хранят в плотно закупоренном виде в стеклянных или в фарфоровых банках или в небольших ящиках и боченках с крышками. В больших же количествах вещества хранят в бочках или больших ящиках, также c крышками. Внутри ящики выкладываются хорошей гладкой бумагой. Все гигроскопичные вещества укупориваются в герметически закрываемую укупорку и хранятса в сухих помещениях. На укупорке наклеивают бумажный ярлык с обозначением вещества, его веса и состояния чистоты.
Перевешивание состава
В перемешивании составных частей между собой до получения однородной смеси заключается процесс приготовления пиротехнического состава. Для перемешивания веществ, входящих в составы, употребляются различные способы в зависимости от свойств веществ, образующих смеси. Цель этого процесса заключается в paвномерном распределении всех составных частей сложной смеси. Распределения этого возможно достигнуть легче если вещества будут перемешиваться не вместе, а постепенно, таким образом, что перемешиваются сначала два вещества, затем в ним присыпают третье, которое смешивается с двумя первыми, к тройной смеси прибавляют четвертое и т.д. Для приготовления пламенных составов полезно сначала получить смесь всех горючих веществ и к ним в очередь прибавить окислитель, с которым хорошо смешать первую смесь. Качество перемешивания зависит от времени проведения операции; чем больше времени она проводится, тем полнее совершается, тем полнее распределение компонентов между собой. Если в состав входит крупный уголь или металлические опилки, то эти два вещества стирками не растирают, а прибавляют к готовому уже составу, причем уголь перемешивают с ним тут же на столе, при помощи только шпателей. Что же касается опилок, то их прибавляют к составу на клеенке или и том ящике, куда ссыпают готовый состав. Опилки перемешивают с составом шпателем или руками, продолжая это до тех пор, пока они ровно распределятся по всей массе состава. Чтобы не испортить составы с крупным углем или опилками, оберегают их от всякого сотрясения, так как сотрясения опилки опускаются вниз. а уголь поднимается кверху. Такие составы перед употреблением необходимо перемешивать вновь. В ступках состав приготовляется редко и притом в небольшом количестве. Ступки для этой, цели примеются из серпентина, а пестики к ним, для безопасности, делаются из какого-нибудь мягкого, неслоистого дерева, как, например, из березы иди липы. За неимением серпентиновых ступок можно употреблять ступки стеклянные или фарфоровые с деревянными пестиками. Барабаны для смешения веществ у ребляются такие же, как и для измельчения материалов, с той лишь разницей, что барабаны делаются не только деревянные, но и кожаные, и ось вращения не проходит через барабан, а состоит нз двух частей, которые на одном конце устраиваются,в виде четырехконечной лапы, прикрепляющейся ко дну барабана медными шурупами. При смешивании в барабанах-бочках вещества закладывают сразу все вместе, за исключением только крупного угля и металлических опилок. Сюда помещают и деревянные кубики твердой породы дерева, например, бакаутового, в количестве, равном весу состава. Все содержимое бочки пересыпают вместе с кубиками и перемешивают при скорости вращения 20—25 об/мин. Время обработки — от 30 мин до 1 часа. Количество приготовляемого состава — не больше 10—15 кг.
Составы с хлоратами
Составы с бертолетовой солью или другими хлоратами или перхлоратами всегда приготовляются небольшими порциями, примерно 100—200 г и даже менее вследствие возможных воспламенений состава при неаккуратной и невнимательной работе. Приготовление таких составов производится смешением компонентов на гладкой бумажной или клеенчатой подстилке, а еще лучше — на лайке или замше, под которые подкладывают плотный слой войлока или сложенное в несколько раз сукно. Для этой цели обыкновенно употребляют небольшие деревянные лотки, которые предварительно обивают войлоком или сукном, а потом поверх уже обтягивают клеенкой или кожей (лайкой, замшей, сафьяном). Лотки делаются с закраинами, но без выдвижных вкладок. Для смешивания веществ на таких лотках употребляются резиновые пробки или мягкие, так называемые бархатные, пробки, не содержащие в себе никаких твердых частичек. Для
собирания состава применяют роговые ложки, совки и ножи. Пробками растирают смешиваемые вещества по возможности без давления на состав, не сильно прижимая пробку к клеенке или коже. Основным правилом приготовления таких составов является порядок перемешивания компонентов. Хлорат или перхлорат прибавляется к смеси последним, т. ё. после того как все вещества, входящие в состав, будут хорошо уже смешаны между собой. Другим безопасным способом смешения веществ является мешочный способ. Мешки делаются из мягкой кожи шириной от 7 до 10 см, а длиной—от 25 до 40 см. С открытого конца мешок затягивается ремнем или тонкой бечевкой. В такой мешок всыпают все вещества, входящие в состав по рецепту, и, завязав открытый конец, перетирают компоненты руками, время от времени пересыпая их из одного конца мешка в другой. Операцию ведут в течение 15—30 мин. В мешке указанных размеров можно смешивать в один прием от 0,5 до 1 кг веществ.
http://www.pirotek.info - изготовление пиротехники и взрывчатка, взрывы и салюты