Пиротехнические материалы. Древесный уголь. Сажа
О пиротехнических материалах в целом
Магазин ББ-Салют напоминает: любые пиротехнические опыты можно проводить, только имея соответствующее образование, и в специально оборудованных для этой цели отдельно стоящих помещениях. Материалы из цикла "Теория пиротехники" размещены для ознакомления — мы крайне не советуем Вам претворять в жизнь какие-либо опыты с пиротехническими смесями, не зная теоретических и практических основ химии!
Итак, пиротехнические материалы бывают органические и минеральные, и в настоящих, «заправских» лабораториях многие из них покупаются гуртом в сыром виде и подлежат только лабораторной обработке (очистке), а некоторые прямо изготовляются в лаборатории. Любитель может получить почти все требуемое и желаемое в готовом виде, но по какой цене - вопрос иной: есть предметы до того дорогие, что даже любитель (не миллионер, конечно) находит расчёт изготовлять такие продукты домашним способом; кроме того, именно процесс заготовки составляет в значительной степени главное удовольствие любителей, и особенно молодых. Кроме того, даже в таких материалах, которые покупаются у перворазрядных торговцев (что всегда выгоднее, надёжнее и ничуть не дороже, чем покупка тех же предметов у мелочников, выгадывающих более низкую цену на худшем качестве товара), не всегда можно встретить абсолютную чистоту или безводность, что во многих случаях бывает необходимо. Поэтому приходится сушить или очищать сырой продукт самому или же покупать его по баснословно высокой цене в аптеках.
Материал этот помечен в нашем списке соответствующим химическим знаком и под четырьмя наименованиями: русским, латинским, немецким и французским. Сделано это исключительно ради удобства справок в подлежащих прейскурантах - русских и заграничных. Но от обозначений каких-либо справочных цен, даже средних, я отказался по той причине, что большинство из них колеблется и меняется постоянно.
Древесный уголь (carbo - Holzkohle, charbon)
Древесный уголь бывает двух сортов: чёрный и бурый; разница в цвете зависит от различной степени обжигания: уголь совершенно обожжённый - чёрного цвета, плотный, глянцевитый, твердый, ломкий и звонкий; бурый уголь - не совершенно выжжен, а потому мягче и рыхлее.
Чем выше температура при прокалывании, тем уголь труднее воспламеняется, следовательно, чем светлее цвет угля, тем он восприимчивее к действию огня.
Бурый (бересклетовый) уголь добывается из лёгких пород (крушины, бересклета, черёмухи, конопли, тополя, ольхи, липы, осины и т.д.), ускоряет горение и даёт блестящие светло-жёлтые искры. Чёрный - из твёрдых деревьев (дуба, берёзы, сосны, ели и т.д.) - задерживает горение и производит множество красно-бурых искр.
Уголь есть в каждом семействе и в городах покупается в каждой мелочной лавке, но не такой, какой нужно, а какой придётся: берёзовый и сосновый, еловый и ольховый - без разбора; притом домашний уголь, выгребаемый из печек, всегда с пеплом.
Такой уголь в дело не годится: его нужно сначала «сортировать», т.е. отобрать все плохо перегоревшие части, тщательно очистить от пепла и затем прокаливать в плотно закрытом железном горшке до тех пор, пока не перестанет выделяться дым и пар. Тогда горшок снимают с огня и дают ему остыть, не снимая крышки.
Жечь уголь можно и самому: в железный горшок складываются крест-накрест мелкие (дюйма в 1 1/2) кусочки сухого, несуковатого, очищенного от коры дерева и сжигаются на открытом воздухе; как только пламя уничтожается, горшок закрывают крышкой, края которой плотно замазывают глиной. Часов через 10-12 (в зависимости от величины горшка) уголь готов, остаётся только отсеять золу при помощи редкого сита (лучше всего - проволочного).
В данном виде уголь называется «крупным» или «брусковым» (Meilerkohle, charbon brut).
Крупный уголь либо толкут в ступке, либо молотком дробят в кожаном мешке. Мельчение производится до тех пор, пока не получится довольно мелкого порошка. Тогда берут мелкое металлическое сито и просеивают уголь во второй раз.
От этой просевки получается зернистый уголь (grobe Kohle, gros charbon) величиной немногим крупнее макового зернышка; остатки, особенно узловатые или крепкие куски, с очевидным признаком присутствия коры, отбрасываются.
После второй просевки приступают к третьей, в самом мелком волосяном сите или же сквозь кусок тонкой канвы. От этой операции получается угольная «пыль».
Фрей не советует приступать к третьей просевке ввиду того, что без присутствия пыли зернистый уголь во многих составах не даст желаемого эффекта: пыль способствует лучшему разложению серы и селитры, зернистый же уголь с некоторой примесью пыли не сгорает тут же, а выбрасывается в воспалённом виде из снарядов и сгорает в воздухе. Поэтому Фрей советует приготовлять пыль отдельно, не высевая её из зернистого угля.
Признаки хорошего толчёного угля заключаются в том, что уголь этот не глянцевит, одинаково чёрен, легко воспламеняется и при зажжении тлеет спокойно и без пламени. Если уголь слипнется комьями, то это явный признак сырости, к чему он крайне склонен по причине «гигроскопичности» (т.е. особого свойства втягивать в себя влагу из окружающего воздуха). Поэтому толчёный уголь, долго лежавший на воздухе, лучше всего снова прокалить, а вообще необходимо сохранять его в плотно закупоренных бутылках и держать их в безопасном месте - особенно если уголь добыт при низкой температуре, т.к. такой уголь склонен к самовоспламенению.
Герметичную закупорку бутылок всего легче производить по способу древних римлян - смесью жидкого гуммиарабика (камеди) с гипсом, но держать эту смесь про запас нельзя: она тут же сохнет и тогда уже никуда не годится.
Вместо зернистого угля могут служить и мелкие палки соснового или елового дерева, размельченные до состояния тонкого морского песка (feiner Streusand).
Сажа (fuligo pinea - Kienruss, suie)
Сажа - также угольная пыль, но происшедшая от неполного сгорания смолистых веществ, а потому и содержит в себе примесь аммиака и горючих эфирных масел. «Голландская» сажа, продаваемая в москательных лавках в бумажных бураках, приготовляется из копоти от сожжения смолистых бочек, собираемой в помещении, обтянутом мокрой холстиной.
Хорошая сажа должна быть чиста, без комков и без сора, мелкая, лёгкая и сухая, как пыль, лучше всего только что изготовленная, т.к. залежавшийся товар подвергается обветриванию, т.е. эфирные масла, содержавшиеся в нём, успели улетучиться, - а тогда исчезла и самая главная причина употребления сажи в пиротехнике: способность сгущать красный цвет.
Ламарр советует очищать сажу предварительной промывкой в слабом спирту; переводчик же Ламарра, Горелов, предлагает вдобавок перед этим промыть её в слабой соляной кислоте для удаления угольного ангидрита, всегда сопровождающего сажу.
Сажа - промытая или непромытая - очень плохо смешивается с другими веществами: благодаря своей лёгкости она постоянно всплывает наверх. Ввиду этого её сгущают, но не прессуют, уложив её в бумагу, сложенную конвертом, и либо бьют по ней колотушкой, либо, сильно нажимая, проводят фальцовкой (гладкой косточкой, употребляемой переплетчиками); повторяется это до тех пор, пока сажа не сляжется в наименьший, т.е. наиплотнейший объём. В этом виде она легко поддаётся смешиванию и, помимо цветных огней, употребляется для изготовления клеевых и масляных красок.
Вообще же сажа употребляется в пиротехнике довольно редко и не всегда охотно; по крайней мере, Эшенбахер прямо восстает против неё ввиду неудобств при работе и советует вместо сажи употреблять светло- бурый уголь, не менее горючий, но не представляющий никаких особых неудобств. Зато Вебский особенно налегает на сажу и обращает внимание на сорта дерева, из которого она изготовлена; так, например, сообразно с породой (т.е. с её стоимостью) нужно и употреблять сажу вдело, а до того - убедиться путём опытов в её пригодности к тому или другому препарату.