第178章 棉花和硝化棉
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【造纸的原理就是将纤维细化并粘合。
构树皮的木质素含量较高，纤维较粗，长度差异较大。
造出的纸张表面略微粗糙，折叠会破坏强度，且吸湿性太强，会出现洇墨。
而棉花的纤维素能达到百分之九十以上，且纤维柔软纤细光滑。
造出的纸张强度高，手感细腻，耐折叠，颜色洁白，吸墨慢，耐久性好。
所以后世的纸币都是以棉花作为原料制成的纸张。
符合货币所需的耐储存、耐折叠、强度高等特性。
甚至后世的纸币在洗衣机里经过高强度破坏，仍然能保持完整性，晒干后照样能用。
两种原料的造纸工艺是差不多的，棉花还会更简单一些。
都是经过除杂、蒸煮、打浆、浸酸、漂白、滤浆、压水、干燥便可获得纸张。
由于棉花木质素含量很低，杂质少，通常都可以跳过浸酸步骤。
而要说到用棉花制作无烟火药。
火药之所以能够发生爆炸，主要就是其中作为强氧化剂的硝基，在加热时能释放大量的氧气。
这些氧气与木炭中的碳原子结合形成二氧化碳，同时反应也产生了氮气。
这些新生成的气体分子数量比反应前固体物质所占空间要大得多。
瞬间产生的大量气体导致内部压强急剧增大，从而引起气体膨胀。
要增加火药的威力，就得提高硝基的纯度，并通过改变火药与氧气的接触面积使燃烧速率更快，在更短的时间里释放更多气体。
无烟火药就是通过提纯后的硝基，即硝酸，与结构蓬松空气接触面积更大的棉花相结合而诞生的。
制作过程很简单。
用浓硝酸浸泡棉花使其硝化即可。
不过单靠硝酸，棉花的硝化会反应较慢。
便需要添加浓硫酸与浓硝酸形成混合酸后，再浸泡棉花可以加快硝化反应，使反应更加充分。
按照一份硝酸，添加三份硫酸的比例进行混合即可。
考虑到硝化是一个剧烈放热的过程，硝化如果过于剧烈甚至有爆炸的可能。
所以将棉花加入到混合酸之前，要用冰块让混合酸保持低温。
冰块可以利用硝石遇水吸热制取。
棉花浸泡混合酸大概一个小时后，硝化便完成了。
这时的硝化棉外表裹挟着很多的酸，这些酸有很强的腐蚀性，无论是后续将硝化棉加工成块状的成品子弹发射药，还是硝化棉的存储，都必须要将这些多余的酸洗掉。
用水洗五六遍即可。
接着干燥硝化棉，用明火点燃硝化棉可发现其燃烧极为剧烈迅速，且没有一点烟和残留。
如果燃烧并没有在瞬间发生，而只是稍稍比普通棉花燃烧更快一些，说明硝化还不够充分，或者硝酸和硫酸的浓度不够。
得到高质量的硝化棉后，再用模具将硝化棉压制成易于装入弹壳的块状即可。
要注意的是，干燥后的硝化棉敏度很高，除了明火，就连强度足够的摩擦、静电都能让其爆燃或爆炸。
硝化棉的燃烧速度非常快，但是爆炸的威力却不大。
这是因为它的结构密度不高，整体能量不如传统炸药，所以硝化棉通常不适合作为炸药使用。
但是作为发射药它却是极好的。
没有烟雾和残留产生。
在战场上不会因为烟雾影响士兵的射击，也不会暴露士兵位置。
没有残留就意味着枪械可以实现连续击发而不必繁琐地清理枪膛。
并且更快的爆燃速度，意味着即便总体能量不如火药，却仍然可以给予弹头更大的推力和更远的射程。
同理，硝化棉作为炮弹的发射药，也可提升炮弹的射程。
而且硝化棉的燃烧形式非常稳定，只要压制的形状一致，便可让连续击发的子弹和炮弹保持相当的精度。
普通的发射药则不如硝化棉如此稳定，射击精度或者说子弹下坠曲率并不固定。
这样的硝化棉便被称之为单基无烟火药。
既然有单基这个称谓，自然就有相对应的双基。
双基无烟火药，就是在硝化棉的基础上再添加硝化甘油。
硝化甘油是一种威力非常大的猛炸药。
同等体积下，蕴含的能量是黑火药的三至四倍。
而爆炸威力是黑火药的三十倍。
在制取硝化甘油之前，先要制取甘油。
所需原料很简单，只需油脂、草木灰、食盐三种即可。
其中所需的油脂，选择植物油或是猪油都可以。
生产甘油的过程中，还可以获得一种非常好用的清洁去油的日用品，肥皂。】
科研院里，正在捣鼓齿轮组增速版风扇的几个组员，停下手上的活，摘了手套，在一起一边吃着做实验用的白糖，一边又讨论起硝基来了。
“天上说硝石就是氧化剂，能释放大量的氧气，是火药最关键且不可代替的。
也就是说以硝作为基础，再不断寻找可燃且能量高的物品搭配上，就能一直提高炸药的威力？”
“什么东西符合这两个条件？”
“焦煤？”
“焦煤弄成粉末就是杂质更少的炭。”
“现成的没有，就造前所未有的，靠化学融合产生新材料，连水银这种和燃烧八竿子打不着的东西都能合成重要材料，旁的材料一点点试就行了。
就像我们不久前拿硝酸和糖浆混合在一起，那种糊糊点燃后居然不是爆炸或者同时爆燃，而是有序地溅射状喷燃。
我总觉得这玩意的特性肯定是能利用起来的。”
“用化学建立材料体系什么的太远了，咱们还是先将老天爷交给我们的学会再说吧。
硝化棉这玩意听着就简单，原料和技艺都是现成的。
老三，我看你那棉衣都穿破了，有钱了也该穿点绸的了，来，让我从洞里掏点棉花。”
被唤作老三的组员，自个从忙碌来不及缝补的棉衣破洞里掏了一小撮棉花交给同僚，然后接着去数因研制出雷酸汞，朝廷赏赐给他们的大笔钱财。
嫌少了的同僚还想再掏点，老三捂着窟窿不让掏，说道：
“先用这点做着，待会儿我就去弄棉花来。
这衣裳，是我娘给我爹和他的正房洗了半年衣裳，才换来的赏钱给我做的一身衣裳，现在有钱了也不能糟践。”
闻言，同僚先是一怔，再又眼神软了下来。
拿起桌上剪引线的剪刀，将自己绸缎料子的锦衣剪破，从中掏出更多棉花来。
然后拍了拍老三的肩膀笑道：
“现如今得了这么多赏钱，又得陛下册封了一品院士的称号，虽然只是个称号没什么实权，但可比寻常官员荣耀多了。
心里早就想着休沐了回家，好生去‘报答报答’你那刻薄势利的爹了吧？”
老三抚摸了一下陛下钦赐的院士官衣，道：
“管他做甚？我只想穿着这身官衣，堂堂正正地将我娘接出那个家，然后再买个宅子，跟科研院尽量靠近点，我好时常能孝敬母亲。”
“好！到了那天我们跟你一块回去，我给你牵马坠蹬。”
组长在一旁筹备实验，耳朵却始终听着这边的话，这会儿也说道：
“我家正好在科研院附近有个赔钱的米粮铺子，就给你做宅子吧，京城寸土寸金，你那赏赐还是留着孝敬母亲吧。”
“你们要都这样，那我也得发个话了，我记着老三你爹是开矿的吧？只要是开矿的，那手底下就没有不死人的，今年我就让我家老爷子查得他倾家荡产，保准让那守财奴哭都没地哭去。”
老三看着这群京城阔少，如此与他这个寒酸外乡人交心，一时即暖心又鼻酸，用衣袖蹭了蹭眼眶，道：
“今晚，咱们喝一顿吧，我做东……”
【造纸的原理就是将纤维细化并粘合。
构树皮的木质素含量较高，纤维较粗，长度差异较大。
造出的纸张表面略微粗糙，折叠会破坏强度，且吸湿性太强，会出现洇墨。
而棉花的纤维素能达到百分之九十以上，且纤维柔软纤细光滑。
造出的纸张强度高，手感细腻，耐折叠，颜色洁白，吸墨慢，耐久性好。
所以后世的纸币都是以棉花作为原料制成的纸张。
符合货币所需的耐储存、耐折叠、强度高等特性。
甚至后世的纸币在洗衣机里经过高强度破坏，仍然能保持完整性，晒干后照样能用。
两种原料的造纸工艺是差不多的，棉花还会更简单一些。
都是经过除杂、蒸煮、打浆、浸酸、漂白、滤浆、压水、干燥便可获得纸张。
由于棉花木质素含量很低，杂质少，通常都可以跳过浸酸步骤。
而要说到用棉花制作无烟火药。
火药之所以能够发生爆炸，主要就是其中作为强氧化剂的硝基，在加热时能释放大量的氧气。
这些氧气与木炭中的碳原子结合形成二氧化碳，同时反应也产生了氮气。
这些新生成的气体分子数量比反应前固体物质所占空间要大得多。
瞬间产生的大量气体导致内部压强急剧增大，从而引起气体膨胀。
要增加火药的威力，就得提高硝基的纯度，并通过改变火药与氧气的接触面积使燃烧速率更快，在更短的时间里释放更多气体。
无烟火药就是通过提纯后的硝基，即硝酸，与结构蓬松空气接触面积更大的棉花相结合而诞生的。
制作过程很简单。
用浓硝酸浸泡棉花使其硝化即可。
不过单靠硝酸，棉花的硝化会反应较慢。
便需要添加浓硫酸与浓硝酸形成混合酸后，再浸泡棉花可以加快硝化反应，使反应更加充分。
按照一份硝酸，添加三份硫酸的比例进行混合即可。
考虑到硝化是一个剧烈放热的过程，硝化如果过于剧烈甚至有爆炸的可能。
所以将棉花加入到混合酸之前，要用冰块让混合酸保持低温。
冰块可以利用硝石遇水吸热制取。
棉花浸泡混合酸大概一个小时后，硝化便完成了。
这时的硝化棉外表裹挟着很多的酸，这些酸有很强的腐蚀性，无论是后续将硝化棉加工成块状的成品子弹发射药，还是硝化棉的存储，都必须要将这些多余的酸洗掉。
用水洗五六遍即可。
接着干燥硝化棉，用明火点燃硝化棉可发现其燃烧极为剧烈迅速，且没有一点烟和残留。
如果燃烧并没有在瞬间发生，而只是稍稍比普通棉花燃烧更快一些，说明硝化还不够充分，或者硝酸和硫酸的浓度不够。
得到高质量的硝化棉后，再用模具将硝化棉压制成易于装入弹壳的块状即可。
要注意的是，干燥后的硝化棉敏度很高，除了明火，就连强度足够的摩擦、静电都能让其爆燃或爆炸。
硝化棉的燃烧速度非常快，但是爆炸的威力却不大。
这是因为它的结构密度不高，整体能量不如传统炸药，所以硝化棉通常不适合作为炸药使用。
但是作为发射药它却是极好的。
没有烟雾和残留产生。
在战场上不会因为烟雾影响士兵的射击，也不会暴露士兵位置。
没有残留就意味着枪械可以实现连续击发而不必繁琐地清理枪膛。
并且更快的爆燃速度，意味着即便总体能量不如火药，却仍然可以给予弹头更大的推力和更远的射程。
同理，硝化棉作为炮弹的发射药，也可提升炮弹的射程。
而且硝化棉的燃烧形式非常稳定，只要压制的形状一致，便可让连续击发的子弹和炮弹保持相当的精度。
普通的发射药则不如硝化棉如此稳定，射击精度或者说子弹下坠曲率并不固定。
这样的硝化棉便被称之为单基无烟火药。
既然有单基这个称谓，自然就有相对应的双基。
双基无烟火药，就是在硝化棉的基础上再添加硝化甘油。
硝化甘油是一种威力非常大的猛炸药。
同等体积下，蕴含的能量是黑火药的三至四倍。
而爆炸威力是黑火药的三十倍。
在制取硝化甘油之前，先要制取甘油。
所需原料很简单，只需油脂、草木灰、食盐三种即可。
其中所需的油脂，选择植物油或是猪油都可以。
生产甘油的过程中，还可以获得一种非常好用的清洁去油的日用品，肥皂。】
科研院里，正在捣鼓齿轮组增速版风扇的几个组员，停下手上的活，摘了手套，在一起一边吃着做实验用的白糖，一边又讨论起硝基来了。
“天上说硝石就是氧化剂，能释放大量的氧气，是火药最关键且不可代替的。
也就是说以硝作为基础，再不断寻找可燃且能量高的物品搭配上，就能一直提高炸药的威力？”
“什么东西符合这两个条件？”
“焦煤？”
“焦煤弄成粉末就是杂质更少的炭。”
“现成的没有，就造前所未有的，靠化学融合产生新材料，连水银这种和燃烧八竿子打不着的东西都能合成重要材料，旁的材料一点点试就行了。
就像我们不久前拿硝酸和糖浆混合在一起，那种糊糊点燃后居然不是爆炸或者同时爆燃，而是有序地溅射状喷燃。
我总觉得这玩意的特性肯定是能利用起来的。”
“用化学建立材料体系什么的太远了，咱们还是先将老天爷交给我们的学会再说吧。
硝化棉这玩意听着就简单，原料和技艺都是现成的。
老三，我看你那棉衣都穿破了，有钱了也该穿点绸的了，来，让我从洞里掏点棉花。”
被唤作老三的组员，自个从忙碌来不及缝补的棉衣破洞里掏了一小撮棉花交给同僚，然后接着去数因研制出雷酸汞，朝廷赏赐给他们的大笔钱财。
嫌少了的同僚还想再掏点，老三捂着窟窿不让掏，说道：
“先用这点做着，待会儿我就去弄棉花来。
这衣裳，是我娘给我爹和他的正房洗了半年衣裳，才换来的赏钱给我做的一身衣裳，现在有钱了也不能糟践。”
闻言，同僚先是一怔，再又眼神软了下来。
拿起桌上剪引线的剪刀，将自己绸缎料子的锦衣剪破，从中掏出更多棉花来。
然后拍了拍老三的肩膀笑道：
“现如今得了这么多赏钱，又得陛下册封了一品院士的称号，虽然只是个称号没什么实权，但可比寻常官员荣耀多了。
心里早就想着休沐了回家，好生去‘报答报答’你那刻薄势利的爹了吧？”
老三抚摸了一下陛下钦赐的院士官衣，道：
“管他做甚？我只想穿着这身官衣，堂堂正正地将我娘接出那个家，然后再买个宅子，跟科研院尽量靠近点，我好时常能孝敬母亲。”
“好！到了那天我们跟你一块回去，我给你牵马坠蹬。”
组长在一旁筹备实验，耳朵却始终听着这边的话，这会儿也说道：
“我家正好在科研院附近有个赔钱的米粮铺子，就给你做宅子吧，京城寸土寸金，你那赏赐还是留着孝敬母亲吧。”
“你们要都这样，那我也得发个话了，我记着老三你爹是开矿的吧？只要是开矿的，那手底下就没有不死人的，今年我就让我家老爷子查得他倾家荡产，保准让那守财奴哭都没地哭去。”
老三看着这群京城阔少，如此与他这个寒酸外乡人交心，一时即暖心又鼻酸，用衣袖蹭了蹭眼眶，道：
“今晚，咱们喝一顿吧，我做东……”