Leaving from the chemical processes for their obtaining, you will find when a short schematization follows from the principal dusts typology. Partendo dai processi chimici per il loro ottenimento, troverete a seguire una breve schematizzazione delle principali tipologie di polveri.

Infumi dusts - Chemistry and composition Polveri infumi - Chimica e composizione

The primary constituent one of the dusts infumi is the nitrocellulose. According to the desired nitration degree they are obtained: at most of nitration, the trinitrocellulosa or guncotton (it content in typically superior nitrogen to 13,35 %); to the middle nitration degree low the binitrocellulosa, attenuated shape of the preceded one, dictates also pirocollodio (headline azotometrico typically near to 12,60 %) or cotton collodion (headline azotometrico typically near to 12,20 %). The nitrocellulose by way of still inferior nitrogen do not find use as explosives. Il costituente primario delle polveri infumi è la nitrocellulosa. A seconda del grado di nitrazione desiderato si ottengono: al massimo grado di nitrazione, la trinitrocellulosa o fulmicotone (contenuto in azoto tipicamente superiore al 13,35%); al grado di nitrazione medio basso la binitrocellulosa, forma attenuata della precedente, detta anche pirocollodio (titolo azotometrico tipicamente prossimo al 12,60%) o cotone collodio (titolo azotometrico tipicamente prossimo al 12,20%). Le nitrocellulose a titolo di azoto ancora inferiore non trovano impiego come esplosivi.

The so obtained nitrocotoni are true and own disruptive explosives, then that cannot be proposed like dust with throwing. The cellulose nitrate has nevertheless the interesting gelatinizzare property under the action of certain solvents itself being transformed into a plastic, compact and limpid mass, without the majority trace of the original structure fibrous and you characterise an "adjustable" combustion. More exactly the gelatinizzazione is obtained when the nitrocellulose was dealing, of any headline azotometrico, with acetone. Another agent gelatinizzante is a mixture of alcohol and ethylic aether (in report volumico 1 to 2) that has nevertheless the property of collodion acts only on the cotton, the guncotton turns out to be in fact insoluble in such a mixture. As described it constitutes the fundamental method for the separation of the binitrocellulosa (cotton collodion) with the trinitrocellulosa (guncotton). I nitrocotoni così ottenuti sono esplosivi dirompenti veri e propri, quindi improponibili come polvere da lancio. Le cellulose nitrate hanno però l’interessante proprietà di gelatinizzare sotto l’azione di certi solventi trasformandosi in una massa plastica, compatta e limpida, senza più traccia dell’originaria struttura fibrosa e caratterizzate da una combustione “regolabile”. Più esattamente si ottiene la gelatinizzazione trattando la nitrocellulosa, di qualunque titolo azotometrico, con acetone. Un altro agente gelatinizzante è una miscela di alcool ed etere etilico (in rapporto volumico 1 a 2) che ha però la proprietà di agire solo sul cotone collodio, il fulmicotone risulta infatti insolubile in tale miscela. Quanto descritto costituisce il metodo fondamentale per la separazione della binitrocellulosa (cotone collodio) dalla trinitrocellulosa (fulmicotone).

The nitrocellulose so gelatinizzate, as soon as the solvent was evaporated, change in an explosive very different from that of departure, that is they lose the original strength dilaniatrice at disruptive explosive and free, burning, their energy in regular and progressive way, being able, after simple working, to be used so like offices at throwing in the fire-arms. Le nitrocellulose così gelatinizzate, una volta evaporato il solvente, si trasformano in un esplosivo molto diverso da quello di partenza, cioè perdono l’originaria forza dilaniatrice da esplosivo dirompente e liberano, bruciando, la loro energia in maniera regolare e progressiva, potendo così, dopo semplice lavorazione, venire impiegate come cariche da lancio nelle armi da fuoco.

Dusts to double base and to single base Polveri a doppia base e a singola base

According to the process of gelatinizzazione adopted child, we can distinguish four principal types of propellant: "to incomplete solvent”, ”to complete solvent”, “to fixed solvent” and “to mixed solvent”. A seconda del processo di gelatinizzazione adottato, possiamo distinguere quattro tipi principali di propellente: “a solvente incompleto”, ”a solvente completo”, “a solvente fisso” e “a solvente misto”.

Propellant to incomplete solvent: as said, the nitrocotone can be gelatinizzato adding a mixture of alcohol and ethylic aether. When the cellulose submits to nitration process with the intention of obtaining cotton collodion, because of the natural disuniformity of the process of nitration, guncotton will be obtained also. Only the cotton collodion will come to this case gelatinizzato, the guncotton will remain in fibre not transformed into gelatine. According to the adopted nitration process, the quantity of cotton collodion will be able to be regulated compared to the guncotton, regulating then indirectly also the speed of combustion of the propellant. These explosives are indicated as nitrocellulose to gelatinizzazione partially or to incompletely solvent. Such propellant is not more used actually, the presence from pure guncotton was determining the necessity of the addition of stabilizers, the ballistic yield was besides inconstant for the difficulty of regulating exactly the guncotton percentage. Propellente a solvente incompleto: come detto, il nitrocotone può essere gelatinizzato aggiungendo una miscela di alcool ed etere etilico. Quando si sottopone a processo di nitrazione la cellulosa con l’intento di ottenere cotone collodio, a causa della naturale disuniformità del processo di nitrazione, si otterrà anche fulmicotone. In questo caso solo il cotone collodio verrà gelatinizzato, il fulmicotone rimarrà in fibra non trasformata in gelatina. A seconda del processo di nitrazione adottato, potrà essere regolata la quantità di cotone collodio rispetto al fulmicotone, regolando quindi indirettamente anche la velocità di combustione del propellente. Questi esplosivi si indicano come nitrocellulose a gelatinizzazione parziale o a solvente incompleto. Tali propellenti non sono di fatto più usati, la presenza di fulmicotone puro determinava la necessità dell’aggiunta di stabilizzanti, il rendimento balistico era inoltre incostante per la difficoltà di regolare esattamente la percentuale di fulmicotone.

Propellant to complete solvent: it is about nitrocellulose completely gelatinizzate generally with acetone that, we remember it, gelatinizza is the cotton collodion that the guncotton. They have moreover chemical excellent ballistic properties and are used for the very part of the dusts for fire-arms. The propulsive characteristics are determined varying opportunely the "depth" of the nitration and of the consequent concentration from guncotton compared to the collodion. Colouring matters are added to the mixture and sometimes, little quantities (1÷2 %) of nitrates to improve the combustion. The dough comes then trafilata or laminated by the obtaining of the wheats after drying. Such dusts are said also nitrocellulosiche gelatinizzate to winged solvent about single base or, monobasic. Propellente a solvente completo: si tratta di nitrocellulose totalmente gelatinizzate in genere con acetone che, lo ricordiamo, gelatinizza sia il cotone collodio che il fulmicotone. Hanno eccellenti proprietà balistiche oltre che chimiche e vengono impiegate per la grandissima parte delle polveri per armi da fuoco. Le caratteristiche propulsive vengono determinate variando opportunamente la “profondità” della nitrazione e della conseguente concentrazione di fulmicotone rispetto al collodio. All’impasto si aggiungono coloranti e talvolta, piccole quantità (1÷2%) di nitrati per migliorare la combustione. La pasta viene poi trafilata o laminata per l’ottenimento dei grani dopo essiccamento. Tali polveri vengono dette anche nitrocellulosiche gelatinizzate a solvente volatile su singola base o, monobasiche.

Propellant to fixed solvent: they constitute an important category of the explosives based on nitrocellulose, do one's best almost exclusively like dusts with throwing for the fire-arms. For their preparation there is shared by the cotton collodion separated opportunely from the guncotton, collodion gelatinizzato using in this case nitroglycerin (it discovery by the Italian Ascanio Sobrero in 1847). At the dryer the nitroglycerin, without being winged, remains in the compound one. We will have so the category of the nitrocellulosiche gelatinizzate to solvent fìsso or to double base or bibasic. Containing dusts 50 % of nitroglycerin are defined balistiti and, balistiti to low headline when the way nitroglicerinico goes down to 42 % or, balistite attenuated if it goes down later on up to 25 %. Propellente a solvente fisso: costituiscono una importante categoria degli esplosivi a base di nitrocellulosa, adoperati quasi esclusivamente come polveri da lancio per le armi da fuoco. Per la loro preparazione si parte dal cotone collodio, separato opportunamente dal fulmicotone, collodio gelatinizzato usando in questo caso nitroglicerina (scoperta dall’italiano Ascanio Sobrero nel 1847). All’essiccazione la nitroglicerina, non essendo volatile, resta nel composto. Avremo così la categoria delle nitrocellulosiche gelatinizzate a solvente fìsso ovvero a doppia base o bibasiche. Polveri contenenti il 50% di nitroglicerina vengono definite balistiti e, balistiti a basso titolo quando il tenore nitroglicerinico scende al 42% o, balistite attenuata se scende ulteriormente sino al 25%.

Propellant to mixed solvent: they contain as well as the cotton collodion gelatinizzato at the nitroglycerin, also one certain part of insoluble guncotton in her. To get round the problems relative to the gelatinizzazione, similar to those explosives to incomplete solvent, it uses an auxiliary solvent to itself that there is then made evaporate, generally acetone. The auxiliary solvent is used also when the nitroglycerin way must be reduced for a lowering of the temperature of deflagration, and then for a reduction of the erosive power of the dust on the walls of the cane; the quantity of nitroglycerin in fact would not be enough to gelatinizzare the whole nitrocotone. The dust C2, the Cordite and the Solenite belong to the propellant to mixed solvent. The dusts of this type are completely gelatinizzate thanks to the help of the acetone and they are added up to little quantities of stabilizers as vasellina or sodium bicarbonate. There are used as dusts by throwing but the ballistic performances are inferior to those balistiti. Considering the presence in the composed one of nitroglycerin, they are necessary to classify them as bibasic even if often, for the low way of nitroglycerin (typically near to 10 %), they are identified like monobasic modified. Propellente a solvente misto: contengono oltre al cotone collodio gelatinizzato dalla nitroglicerina, anche una certa parte di fulmicotone insolubile in essa. Per ovviare alle problematiche relative alla gelatinizzazione, simili a quelle degli esplosivi a solvente incompleto, si usa un solvente ausiliario che viene poi fatto evaporare, generalmente acetone. Il solvente ausiliario si usa anche quando il tenore di nitroglicerina deve essere ridotto per un abbassamento della temperatura di deflagrazione, e quindi per una riduzione del potere erosivo della polvere sulle pareti della canna; la quantità di nitroglicerina infatti non basterebbe a gelatinizzare tutto il nitrocotone. La polvere C2, la Cordite e la Solenite appartengono ai propellenti a solvente misto. Le polveri di questo tipo sono completamente gelatinizzate grazie all’ausilio dell’acetone e vengono addizionate a piccole quantità di stabilizzanti come vasellina o bicarbonato di sodio. Vengono usate come polveri da lancio ma le prestazioni balistiche sono inferiori a quelle delle balistiti. Considerando la presenza nel composto di nitroglicerina, esse sono da classificare come bibasiche anche se spesso, per il basso tenore di nitroglicerina (tipicamente prossimo al 10%), vengono identificate come monobasiche modificate.

- Cordite -- Cordite -

Dusts to complete and incomplete combustion Polveri a combustione completa ed incompleta

The dusts nitrocellulosiche to single base do not contain in the molecular structure oxygen in sufficient quantity for the complete transformation of the present carbon, then they develop less heat of all that would be possible. The dusts to single base, are therefore definite “to incomplete combustion” or “cold dusts” (deflagration temperature typically included between 2000 and 2500°C). The explosion temperature is the always most elevated but they are said cold in report to the most elevated temperatures supplied by the dusts to double base. The dusts to single base are additivate with compound, almost always belonging to the group of the nitrates, able to supply the necessary oxygen to obtain a more complete and regular combustion the thermic level. In the dusts to double base the nitroglycerin, even if present time with low headline, supplies oxygen in excess or at least sufficiently in order that all the carbon is burnt; from here the greatest potentiality of the dusts to double base. These dusts therefore are said “to complete combustion” or “hot dusts” (temperature of deflagration typically included between the 3000 and 3500°C); being more active, their dosage is sensitively inferior. It is clear that in case of metal cases is for weapons short that long the dusts to double base supply superior performances. Le polveri nitrocellulosiche a base singola non contengono nella struttura molecolare ossigeno in quantità sufficiente per la completa trasformazione del carbonio presente, quindi sviluppano meno calore di quanto sarebbe possibile. Le polveri a base singola, sono pertanto definite “a combustione incompleta” ovvero “polveri fredde” (temperatura di deflagrazione tipicamente compresa tra i 2000 ed i 2500°C). La temperatura di esplosione è sempre elevatissima ma sono dette fredde in rapporto alle temperature più elevate erogate dalle polveri a doppia base. Le polveri a singola base sono additivate con composti, quasi sempre appartenenti al gruppo dei nitrati, in grado di fornire l’ossigeno necessario per ottenere una combustione più completa e regolare il livello termico. Nelle polveri a doppia base la nitroglicerina, anche se presente con basso titolo, fornisce ossigeno in eccesso o quanto meno sufficiente affinchè tutto il carbonio venga bruciato; da qui la maggior potenzialità delle polveri a doppia base. Queste polveri pertanto sono dette “a combustione completa” ovvero “polveri calde” (temperatura di deflagrazione tipicamente compresa tra i 3000 ed i 3500°C); essendo più attive, il loro dosaggio è sensibilmente inferiore. E’ chiaro che nel caso di bossoli metallici sia per armi corte che lunghe le polveri a doppia base forniscano superiori prestazioni.

As far as I dictate, many people think that the dusts to single base leave remainders and the dusts to double base no; in fact all the dusts leave remainders, if not others, at least that due additive garlic or to the superficial treatment of the wheats as the grafitazione and similar. Besides the deflagration remainder depends more the operative conditions of the propellant than the intrinsic chemical properties. We refer to the density of loading, to the calibre and to the weight of the bullet and to all that variables that normally have important interactions with the final result of a reloading. Per quanto detto, molti ritengono che le polveri a singola base lascino dei residui e le polveri a doppia base no; in realtà tutte le polveri lasciano residui, se non altri, almeno quelli dovuti agli additivi o ai trattamenti superficiali dei grani come la grafitazione e simili. Inoltre il residuo di deflagrazione dipende più dalle condizioni operative del propellente che dalle proprietà chimiche intrinseche. Ci riferiamo alla densità di caricamento, al calibro e al peso del proiettile e a tutte quelle variabili che normalmente hanno importanti interazioni con il risultato finale di una ricarica.

We can add that for the bibasic dusts, compared to the monobasic ones, the highest combustion temperature facilitates the erosive phenomena of the initial stroke of the cane (the steel melts around 1500 degrees). Also the corrosive effects of the acid remainders, attenuated in the double modern bases, are more emphasised than in the monobasic ones. Possiamo aggiungere che per le polveri bibasiche, rispetto alle monobasiche, la più alta temperatura di combustione facilita i fenomeni erosivi del tratto iniziale della canna (l’acciaio fonde intorno ai 1500 gradi). Anche gli effetti corrosivi dei residui acidi, attenuati nelle doppie basi moderne, sono più accentuati che nelle monobasiche.

Bibliography: Bibliografia:

Sebastiano Russo – “Explosives“ – Catania 1999 Sebastiano Russo – “Esplosivi” – Catania 1999
“Manual of reloading Tac Armi” – Milan 1981 “Manuale di ricarica Tac Armi” – Milano 1981