Titel: Die Erzeugung von rauchlosem Pulver.
Autor: Guttmann, Oscar
Fundstelle: 1894, Band 293 (S. 93–96)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj293/ar293022

Die Erzeugung von rauchlosem Pulver.

Von Oscar Guttmann.

(Nach einem Vortrage, gehalten am 21. Mai 1894 in der Society of Chemical Industry in London.)

Das allgemeine Interesse, welches durch das Auftauchen der sogen. rauchlosen1) Pulver hervorgerufen wurde, welche in fast jeder Armee der Welt Eingang fanden, und die nebenher gehende Unkenntnisse in welcher sich das Civilpublikum bezüglich deren Natur und Erzeugung befindet, Hessen es mir wünschenswerth erscheinen, eine kurze Uebersicht der auffallendsten Eigenthümlichkeiten dieser rasch fortschreitenden Industrie zu geben.

Es ist bekannt, dass zuerst im Jahre 1888 die Welt in Erstaunen versetzt wurde durch Zeitungsberichte über ein neues und rauchloses Pulver, welches von einem Chemiker der französischen Regierung erfunden wurde, und dass sehr bald danach die deutsche Armee ein ähnliches besass. Es wurde seitdem festgestellt, dass die ersten Versuche |94| zur Erzeugung rauchlosen Pulvers im Jahre 1884 durch Vieille, den bekannten Chemiker der französischen Regierungspulverfabriken, gemacht worden waren. Was dieses Pulver zu jener Zeit war, ist nicht ganz klar, doch ist es nicht unwahrscheinlich, dass es aus einer Mischung von Collodiumwolle und Pikrinsäure bestand, ähnlich der ursprünglichen Zusammensetzung des viel besprochenen Melinits. Es scheint jedoch, dass diese Zusammensetzung nach kurzer Zeit verlassen wurde, und dass jene Gattung von rauchlosem Pulver angenommen wurde, welche gegenwärtig in anderen Ländern, ebenso wie in Frankreich, in ausgedehnter Weise verwendet wird.

Im Jahre 1889 nahm Alfred Nobel ein Patent auf die Erzeugung von Ballistit, welches ein Abkömmling seiner Sprenggelatine ist. Dieses und das vorerwähnte französische Pulver sind die zwei Typen, aufweichen die meisten der modernen rauchlosen Pulver beruhen.

Die erste Annäherung zu einem Pulver, welches keinen Rauch beim Verbrennen gab, und welches zu gleicher Zeit nicht aus der üblichen Salpeter-, Schwefel- und Holzkohlemischung bestand, war, abgesehen von der vor mehr als 30 Jahren benützten Schiessbaumwolle, das Schnitze-Pulver, welches als Jagdpulver seit mehr als 20 Jahren im Gebrauche ist, durch Nitrirung von Holz und Zumischung von Salpeter oder einem ähnlichen Körper erzeugt wird. Obwohl dieses Pulver zu relativ grosser Vollkommenheit für Jagdzwecke gebracht wurde, konnte es bisher für militärische Zwecke nicht verwendet werden, weil es nicht wohl in so gleichmässiger Beschaffenheit hergestellt werden kann, als hierfür erforderlich ist.

Ein näherer Schritt zu den modernen rauchlosen Pulvern und thatsächlich einigermaassen den Weg zu ihrer Gewinnung weisend, war das von Walter F. Reid erfundene E. C.-Pulver, das Reid und Johnson im Jahre 1882 patentirt wurde.

Reid stellte Körner aus Nitrocellulose dar, indem er pulverförmige Schiesswolle in ein Fass gab, dieselbe mit Wasser besprengte und das Fass in Umdrehung versetzte, wobei durch Agglomerirung Körner verschiedener Grösse sich bildeten. Diese wurden getrocknet und dann mit Aetheralkohol befeuchtet, wodurch die Oberfläche der Körner gelatinirt wurde. Eine geringe Zugabe von Aurin verlieh dem Pulver eine Orangefarbe. Nach neuerlichem Trocknen wurden die Körner durch ein Sieb gerieben, um sie von einander zu trennen, da sie in Folge des Gelatinirungsprocesses ein wenig an einander hafteten.

In ähnlicher Weise erzeugte Max von Förster Schiesswollwürfelpulver, indem er gepresste Schiessbaumwolle zu Würfeln sägte und dieselben in Essigäther tauchte, wodurch sie äusserlich mit einer dünnen Haut von Collodion bedeckt wurden. Dieses Pulver wurde nur zum Füllen von Granaten verwendet.

Später machten Judson und Borland ein J. B.-Pulver genanntes rauchschwaches Pulver mit Hilfe eines dem E. C.-Pulver ähnlichen Verfahrens, mit dem einzigen Unterschiede, dass die Schiesswollkörner mit einer Lösung von Campher in Benzin behandelt wurden, welche nach dem Verdampfen etwas Campher zurückliess. Dieses Pulver blieb nicht lange im Verkehre.

Es ist schade, dass Reid bei dem von ihm erreichten Stadium der Erzeugung stehen blieb, denn er war sehr nahe daran, jene Gattung von rauchlosen Pulvern zu erzeugen, welche jetzt als reine Schiesswollpulver bekannt sind; doch zu seiner Entschuldigung mag gesagt werden, dass zu jener Zeit das Bedürfniss nach einem solchen Pulver noch nicht klar vorhanden war, weil es weder ein Gewehr noch ein Projectil gab, welche für solche Pulver verwendet werden konnten, deren Gasdrucke und Verbrennungsgeschwindigkeiten im Allgemeinen so viel grösser sind, als die des gewöhnlichen Schwarzpulvers.

Es ist den guten Erfolgen der längere Zeit fortgesetzten Versuche zweier schweizerischer Fachmänner, des Majors Rubin und des Professors Hebler, welche mehr als 10 Jahre hindurch die Anwendung von Kleinkalibergewehren empfahlen, zu verdanken, dass die Fabrikanten von Pulver gezwungen waren, solche Pulver zu finden, welche für den Gebrauch in derlei Waffen geeignet waren.

Ich erinnere mich sehr wohl daran, dass zu Anfang des Jahres 1886 Professor Hebler mir eine Patronenhülse zeigte, welche versuchsweise für sein Kleinkalibergewehr hergestellt wurde, und mich fragte, ob ich ihm einen Cylinder von gepresster Schiesswolle geben könnte, welcher, in eine solche Hülse geladen, seinem langen cylindrischen Geschosse die erforderliche Geschwindigkeit geben würde. Ich stellte ihm damals vor, dass eine solche Ladung unmöglich sei wegen der plötzlichen Verbrennung und des sehr hohen Gasdruckes, welchen dieselbe entwickeln würde, und ich bot ihm an, ein Stückchen Sprenggelatine zu erzeugen, welches mehr schichten weise abbrennen und deshalb seinen Zwecken dienlicher sein würde. Der blosse Gedanke, Sprenggelatine in einem Gewehre zu verwenden, war so sehr im Widerspruche mit allen herrschenden Ideen, dass die Angelegenheit nicht weiter verfolgt wurde, aber trotz alledem hat diese meine, mehr auf das Gerathewohl gemachte Aeusserung sich als ein fruchtbarer Gedanke erwiesen, obzwar ich an seiner Entwicklung keinen weiteren Antheil hatte.

Moderne rauchlose Pulver können in drei Klassen eingetheilt werden:

1) solche, bei welchen nur Schiessbaumwolle zur Verwendung kommt, sei sie nun die sogen. unlösliche oder die sogen. lösliche Gattung;

2) solche, bei welchen Nitroglycerin in Verbindung mit löslicher oder unlöslicher Nitrocellulose verwendet wird;

3) solche, in welchen Nitrocellulose zusammen mit einem Nitroderivate eines aromatischen Kohlenwasserstoffes enthalten ist.

Es wurden auch andere Combinationen für rauchlose Pulver angegeben, welche Nitrocellulose zusammen mit Sauerstoffträgern enthalten, und auch solche, welche aus bloss mechanischen Mischungen von Sauerstoffträgern und kohlenstoffhaltigen Körpern bestehen, aber keine derselben hat bis jetzt für militärische Zwecke Verwendung gefunden.

Ich will ganz kurz die Zusammensetzung jener rauchlosen Pulver angeben, welche bisher auftauchten.

In erster Linie kommen die reinen Nitrocellulosepulver in Betracht, bei welchen die Nitrocellulose einfach in irgend einem Lösungsmittel aufgelöst ist und dann in die Form von Blättchen oder Körner gebracht wird. Solche Pulver sind die französischen B-Pulver, das deutsche rauchschwache Pulver, die Pulver von Wetteren, Walsrode, v. Förster und verschiedene andere. Die französische Regierung, |95| v. Förster und einige andere verwenden eine Mischung von Aether und Alkohol als Lösungsmittel, die übrigen deutschen Fabrikanten Aceton. Die verwendete Nitrocellulose ist gewöhnlich Schiessbaumwolle, obzwar einigemale Holznitrocellulose versucht wurde.

Unter die reinen Nitrocellulosepulver können das E. C- und das J. B.-Pulver gereiht werden. Das jetzt als E. C.-Pulver Nr. 2 verkaufte enthält etwas Campher und ist völlig in Aetheralkohol getränkt, wodurch ein härteres Korn erzielt wird.

Zur zweiten Klasse gehören Pulver aus Nitroglycerin und Nitrocellulose. Da ist vor allem das Ballistit von Alfred Nobel, welches aus gleichen Theilen Nitroglycerin und Collodiumwolle besteht, mit einem Zusätze von 1 bis 2 Proc. Anilin oder Diphenylamin. Dieses Ballistit wurde mit einigen Abänderungen in Italien, Oesterreich und für gewisse Geschütze in Deutschland angenommen. In Italien nennt man es, wenn zu Schnüren verarbeitet, Filit. Zur selben Klasse gehört das von der britischen Regierung angenommene Cordit. Es besteht aus 58 Th. Nitroglycerin, 37 Th. höchst nitrirter Schiessbaum wolle und 5 Th. Vaselin, welche in 19,2 Th. Aceton aufgelöst werden.

Curtis und André machten ein Pulver, das aus 44 Th. Trinitrocellulose, 12 Th. Dinitrocellulose und 40 Th. Nitroglycerin besteht, mit einem Zusätze von festem Paraffin und Schellacklösung, das dann mit Hilfe einer Aetheralkoholmischung in Körner verwandelt wird. Dieses Pulver wird unter dem Namen Amberit verkauft.

M. E. Leonard in Manchester in den Vereinigten Staaten macht ein Pulver aus 155 Th. Nitroglyeerin, 50 Th. Schiessbaumwolle, 10 Th. Lykopodium und 4 Th. gepulverten Uratkrystallen, welche sämmtlich in Aceton gelöst werden.

Zur dritten Klasse, nämlich zu der, welche nitrirte aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, gehören die folgenden Pulver: das Indurit von Professor Charles Munroe, welches aus unlöslicher Nitrocellulose und Nitrobenzol hergestellt wird; das Du Pont-Pulver der Du Pont Powder Company in Wilmington, Vereinigte Staaten, welches auch aus Nitrocellulose und Nitrobenzol besteht und durch einen eigenthümlichen Process gekörnt wird. Es gibt auch eine grosse Anzahl von Pulvern, welche von der Smokeless Powder Company in Warwick erzeugt werden, unter den Namen Riflit, S. S.-Pulver, S. R.-, S. K.-, S. V.-, S. B.-Pulver. Dieselben sind nicht patentirt und ihre Zusammensetzung wird geheim gehalten, doch aus Nachrichten, welche ich von verschiedenen Seiten erhielt, schliesse ich, dass das Riflit aus löslicher Holznitrocellulose besteht, die in Aceton gelöst und mit Nitrobenzol gemischt ist und schliesslich in ähnlicher Weise wie E. C.-Pulver gekörnt wird. Ein sehr bemerkenswerthes Pulver dieser Klasse ist das von Hermann Güttler in Reichenstein in Deutschland unter dem Namen Plastomenit hergestellte, welches durch Auflösen von nitrirter Holzcellulose in geschmolzenem Dinitrotoluol erzeugt wird.

Zur Klasse der „verschiedenen rauchlosen Pulver“ gehören eigentlich nur zwei Pulvergattungen, welche beide von der französischen Regierung für Jagdzwecke verkauft werden. Die eine Art wird das „Poudre pyroxylée“ genannt und ist wie folgt zusammengesetzt:

Lösliche Schiessbaumwolle 28 Th.
Unlösliche Schiessbaumwolle 37
Barytsalpeter 29
Kalisalpeter 6
––––––––
100 Th.

Das Lösungsmittel bei diesen Pulvern ist Aetheralkohol. Das andere Pulver, mehr neueren Ursprunges, welches an Stelle des Poudre pyroxylée in Verkehr gebracht wird, ist das sogen. J.-Pulver. Dasselbe ist vom Ingenieur Bruneau angegeben und besteht aus 83 Th. Schiessbaumwolle und 17 Th. Ammoniumbichromat. Die Actiengesellschaft Dynamit Nobel in Oesterreich beabsichtigte auch ein rauchschwaches Pulver aus 70 bis 99 Th. Nitrostärke mit 30 bis 1 Th. Dinitrobenzol zu erzeugen, doch es scheint bis jetzt noch nicht in Gebrauch gekommen zu sein. Es wurden auch verschiedene andere Pulver vorgeschlagen, wie z.B. das von Kaliwoda von Falkenstein, von Kolf u.a., doch diese Vorschläge wurden anscheinend von Leuten gemacht, welche mit den an ein gutes Armeepulver gestellten Anforderungen nicht genügend vertraut waren, und es ist deshalb nicht nöthig, dieselben hier zu berücksichtigen.

Eine der wichtigsten Bedingungen in der Herstellung von rauchlosen Pulvern ist die richtige Auswahl der Rohmaterialien. Ich habe nicht die Absicht, ein Urtheil über den relativen Werth der verschiedenen Pulver und in Folge dessen ihrer Bestandtheile abzugeben. Im Allgemeinen wurde Nitrocellulose als Hauptbestandtheil gewählt, und von den vielen zur Verfügung stehenden Nitrocellulosen die Schiessbaumwolle. Es gibt ausser der Nitrocellulose eine Menge anderer Nitrokörper, welche explosive Eigenschaften besitzen und keinen oder nur wenig Rauch beim Abbrennen geben, aber es scheint, dass Nitrocellulose gewählt wurde, weil sie leicht gelöst werden, und, wie wohl bekannt, eine Lösung leichter gemischt werden kann, als ein mechanisches Gemenge, und auch, weil nach Verdampfen des Lösungsmittels die zurückbleibende Nitrocellulose durch einfache mechanische Mittel und ohne Gefahr in verschiedene Formen gebracht werden kann.

Das zur Herstellung von Holznitrocellulose verwendete Holz wurde früher, wie beim Schultze'schen Pulver, in dünne viereckige Blätter zerschnitten. Für moderne rauchlose Pulver wurde die Holzcellulose von dem Sulfit- und dem Natronprocesse, wie sie für die Papiererzeugung geliefert wird, versucht. Diese Art von Cellulose wird von den Fabriken gewöhnlich in dünnen Blättern geliefert, welche nicht sehr porös sind, ziemlich glatte Oberfläche haben und neuerlich zu Pülpe zerkleinert werden müssen, bevor man sie nitriren kann. Eine bequemere Form und zugleich eine sehr reine Art von Cellulose wird von der chemischen Fabrik Waldhof gemacht. Diese Cellulose gleicht dem Seidenpapiere mit dem Unterschiede, dass sie von loser Structur und mehr einer Gaze ähnlich, sehr porös ist und von Hand leicht in kleine Stücke zerrissen werden kann, so dass man sie direct zum Nitriren benützen kann. Die Holzcellulose wurde noch nicht von vielen Fabriken aufgenommen, aus dem Grunde, weil sie, wie es scheint, nicht ein so zähes Pulver gibt als die Baumwolle.

Ich glaube, es ist heutzutage unnöthig, sich des Längeren über den Unterschied zwischen unlöslicher und löslicher Schiesswolle zu verbreiten. Es genügt, zu erwähnen, dass es allgemein anerkannt ist, dass der Ausdruck „lösliche Nitrocellulose“ jene Art von Nitrocellulose in sich fasst, welche in Aetheralkohol löslich ist, dass sie aber nicht von ganz gleicher Zusammensetzung ist, nachdem der Stickstoffgehalt der löslichen Nitrocellulose bis zu 12,78 Proc. beträgt, während auch unlösliche Nitrocelluloso zwischen |96| 12,78 und 14,14 Proc. Stickstoff enthalten kann. Dies bedeutet aber nicht, dass die lösliche Nitrocellulose eine Zumischung von der sogen. Hexa- oder unlöslichen Nitrocellulose enthält, sie kann eine Mischung von verschiedenen Arten von löslicher Nitrocellulose sein, nämlich von Zwischenstufen der Nitrirung bis zur Pentanitrocellulose, aber das Ganze muss in Aetheralkohol löslich sein. Zugleich ist es nöthig, dass die Nitrocellulose gewissen Bedingungen entspreche, um das daraus erzeugte Pulver für die beabsichtigten Specialzwecke tauglich zu gestalten. Es werden also z.B. gewisse Pulver aus einer löslichen Nitrocellulose gemacht werden, welche weniger Stickstoff enthält, und andere aus solcher, welche den höchst möglichen Stickstoffgehalt besitzt, der mit vollkommener Löslichkeit noch verträglich ist. Was jene Pulver betrifft, welche nur die höchst nitrirte oder Hexanitrocellulose in ihrer Zusammensetzung enthalten, so ist es allen mit der Erzeugung von Nitrocellulose Vertrauten bekannt, dass es bisher unmöglich war, Nitrocellulose zu erzeugen, welche 14,14 Proc. Stickstoff enthält, d.h. welche ganz und gar aus Hexanitrocellulose besteht. Gewöhnlich enthält die Schiessbaumwolle, welche die am meisten verwendete Form von Hexanitrocellulose ist, ungefähr 12 Proc. lösliche Schiesswolle, aber ich habe auch in grossem Maasstabe solche mit nur 2 Proc. erzeugt. Wenn man Hexanitrocellulose verwendet, muss man deshalb den Gehalt an löslicher Nitrocellulose sorgfältig regeln, was entweder durch geeignete Vermischung oder durch Anwendung besonderer Mittel während der Erzeugung geschehen kann.

Es war seit einiger Zeit bekannt und ist kürzlich von Nobel und Macnab erwiesen worden, dass durch Behandlung bei einer weit unter dem Gefrierpunkte des Quecksilbers stehenden Temperatur die sogen. unlösliche Nitrocellulose in Aetheralkohol löslich sei, doch sind dies Umstände, welche nur ganz ausnahmsweise zu erzielen sind. Professor Odling hat auch gefunden, dass, wenn man besondere Mischungen von Salpetersäure und Schwefelsäure herstellt, es ganz gut möglich sei, zwei Arten von Schiessbaumwolle zu erzeugen, welche beide ungefähr denselben Stickstoffgehalt besitzen, obzwar die eine löslich, die andere unlöslich in Aetheralkohol ist. Dies hat weiter keinen Einfluss auf die Erzeugung im Grossen als dem Fabrikanten zu zeigen, wie er es vermeiden muss, solche Resultate zu erzielen, welche seinen Absichten entgegen sind. Worauf man gewöhnlich hinzielt, und was heutzutage gut möglich, ist, Nitrocellulosen herzustellen, welche einen bestimmten Stickstoffgehalt und einen geeigneten Grad von Löslichkeit oder Unlöslichkeit besitzen. Die meisten Militärpulver enthalten die höchst nitrirte Cellulose, gewöhnlich in Essigäther oder Aceton gelöst. Für Jagdpulver, wo eine weniger rasche Wirkung wünschenswerth ist, wird lösliche Nitrocellulose benützt, manchmal in einer Mischung von Aetheralkohol gelöst.

Ueber das für die Erzeugung von rauchlosem Pulver benützte Nitroglycerin ist nicht viel zu sagen, nachdem es heutzutage keiner Schwierigkeit unterliegt, ein vollkommen stabiles und in jeder Hinsicht geeignetes Product zu erzeugen. Es ist dies natürlich nicht so leicht, als es nach den Angaben in chemischen Werken scheint. Es kann nur in Fabriken geschehen, welche auf Grundlage von gesunden wissenschaftlichen Principien geleitet werden und welchen lange Erfahrung zur Seite steht.

Ein sehr wichtiger Punkt bezüglich der endgültigen Zusammensetzung des Pulvers ist das benützte Lösungsmittel. Obwohl man fast stets dessen vollkommene Verdampfung herbeizuführen bestrebt ist, so bleiben doch geringe Spuren davon und insbesondere die in dem Lösungsmittel enthaltenen Verunreinigungen in dem Pulver zurück. Die Art des Lösungsmittels ist für die Structur und das Ansehen des erzeugten Teiges von Wichtigkeit und dadurch mag das fertige Pulver eine verschiedene Dichte und eine verschiedene Oberfläche besitzen und damit eine wechselnde Verbrennungsgeschwindigkeit.

Es ist bekannt, dass Aether häufig sauer ist, und obzwar das Pulver nach dem Verdampfen des Aethers nicht sauer zu sein scheint, so kann es doch, wenn nicht die erforderliche Vorsicht gebraucht wird, die Wärmeprobe weniger gut als nothwendig bestehen. Aceton ist ein verhältnissmässig neues Lösungsmittel und von den Eigenschaften des im grossen Fabriksbetriebe hergestellten war wenig bekannt. Für die Verwendung zu rauchlosen Pulvern hat es sehr strengen Bedingungen zu entsprechen. Ein gut brauchbares Aceton soll ganz klar sein und sich in allen Verhältnissen mit destillirtem Wasser mischen lassen, ohne dass sich ein Niederschlag bildet. Es soll nicht mehr als 0,005 Proc. Säure enthalten und nicht mehr als 0,1 Proc. Aldehyd. Bei Prüfung mit Krämer's jodometrischer Probe (Verwandlung in Jodoform durch einen Ueberschuss von Jodlösung bei Gegenwart von Sodalösung) soll es mindestens 98 Proc. reines Aceton geben, und wenn mit einer 0,1procentigen Lösung von Kaliumpermanganat behandelt, soll die Färbung mindestens zwei Minuten lang bestehen bleiben.

(Schluss folgt.)

|93|

Bei der deutschen Armee ist bekanntlich die Bezeichnung „rauchschwaches Pulver“ üblich.

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