이 잡설에 나온 조성중 %는 질량에 대한 것입니다.

1830년대에 프랑스에서 질산으로 처리한 나무같은 것들이 가연성이 높아진다는 점을
발견합니다.
이 현상에 대해 연구가 진행되던 중, 1846년 독일계 스위스인 화학자 숀바인(Christian
Friedrich Schoenbein)이 부엌에서 진한 질산과 황산으로 실험을 하던중 엎지른 액체를
부엌에 있던 면직물로 닦습니다. (일설에는 그 면직물이 앞치마였다고 하죠.)
그리고 이 면직물을 불에 말리려는데 폭발적으로 불이 붙어버리는걸 보게 됩니다.
(부엌에서 실험한거나 앞치마를 홀랑 태워 먹은거나 아마 바가지 좀 긁혔을듯
싶습니다. 아멘.)

'니가 잘못한거다. 그녀는 뭐든지 옳다.'
--- 행복한 가정 생활을 위한 조언

곧 숀바인은 면을 질산으로 처리하는 실험을 계속하여 질산처리된 목면을 질산과
황산의 혼산에 담궈뒀다 찬물로 씼어내면 잘 연소되는 화합물을 얻을 수 있다는걸
발견합니다.
니트로셀룰로오스를 만들게 된 것이죠.

이렇게 등장한 니트로셀룰로오스는 새로운 화약으로 주목받게 됩니다.
이런 발명에 더해 1846년에는 또다른 발견이 이뤄집니다.
니트로셀룰로오스를 에테르나 아세톤에 녹인 젤상의 콜로디온(collodion, pyroxylin
이라고도 불립니다)이 프랑스인 메나드(Louis Menard)에 의해 발명되죠.
콜로디온을 얇게 펴서 말리면 필름이 되는걸 알게되고 이건 곧 사진 필름 제작에
응용됩니다.
1950년대까지 사용된 니트로셀룰로오스 필름이 이렇게 등장한거고 코닥이나 아그파같은
회사들이 등장하는 배경이 되죠.

1864년, 프러시아의 포병대위 슐체(Schulze)가 bulk powder라 불릴 나무의
셀룰로오스를 질산처리한 화약을 개발합니다.
니트로셀룰로오스외에 질산칼륨이나 질산바륨등이 포함되죠.
그러나 슐체의 화약은 나무속에 들어있는 리그닌과 같은 여러가지 불순물로 인해
연소속도가 일정하지 못하다는 문제가 있었습니다.

1882년에는 영국에서 E,C powder 가 만들어 집니다.
이건 나무 대신 면을 사용했고 여기에 슐체의 화약처럼 질산칼륨과 질산바륨을
혼합하여 만듭니다.
이 E,C 화약은 상용으로 판매됐고 주로 산탄총의 탄약에 사용되게 됩니다.

bulk powder란 별칭은 아마도 이런 류의 화약들이 각종 식물로 만든터라 뭉쳐보여서
붙여졌다고 하죠.
저 때만해도 면, 나무, 짚, 방적공장에서 나온 면 찌꺼기까지 재료로 썼다하니...
다른 이야기로는 흑색화약과 비슷한 양을 넣어야 제 효과가 나오기 때문에 붙여졌다는
것도 있습니다.

전형적인 bulk powder의 조성은 다음과 같습니다.
(덜 순수한) 면화약 84% + 질산칼륨 7.5% + 질산바륨 7.5% + 기타 성분(파라핀 왁스나
전분등등)

그러다 1884년 프랑스의 폴 빌례(Paul Vieille)가 더 깔끔해진 니트로셀룰로오스
화약을 내놓습니다.
바로 Poudre B (Poudre Blanche, 영어로 하면 white powder)가 등장한 것이죠.

빌례의 화약 또는 Poudre B 그 때까지 사용되던 bulk powder보다 순수한
니트로셀룰로오스를 사용했고 흑색화약(Poudre Noire. black powder)에 비해 다음과
같은 잇점을 제공합니다.

1. 말그대로 무연화약.
    물론 연기가 나긴 합니다만 흑색화약에 비해서는 아주 적죠.
    덕분에 저 때만해도 일상적이던 일제사격시 앞이 안보일 정도로 자욱하던 포연이
    사라지게 됩니다.
    조준이 쉬워졌고 관측당할 확률도 줄어들게 되죠.

2. 깨끗하게 연소.
    흑색화약은 연소후 많은 잔재를 남깁니다. (연소전 부피의 20%이상의 찌꺼기 발생)
    이 잔재는 엄청난 총연으로 나타나며 총포의 내부를 더럽히고 부식시키는 주요인이
    되기도 합니다.
    무연화약은 이런게 없었죠.

3. 더 강력해진.
    같은 무게의 흑색화약에 대해 큰 힘을 냅니다.
    이 때문에 더 작으면서 강력한 힘을 가진 새로운 탄약을 만들 수 있게 됩니다.

프랑스군은 빌례의 화약에 관심을 나타내고 곧 이걸 새로운 총포용 발사약으로
생산하게 됩니다.

만드는 법은 다음과 같습니다.
1. 에탄올과 에테르의 혼합 용제를 사용해서 콜로디온속에 면화약(guncotton)을 혼합.
2. 혼합물을 넓은 판에 부어놓고 롤러로 밀어 판상으로 만든 후.
3. 용제가 증발되면.
4. 가늘게 잘라내거나 틀을 대고 찍어냄.

만약 화약을 소화기용 발사약으로 만든다면 제조 공정 및 취급시 마찰을 줄이며
연소속도를 약간 느리게 만들어줄 흑연분말을 추가. (이 경우 발사약 자체는 검은
광택을 띄게 됩니다. Poudre B라고 하기는 좀 뭐해지는 거죠.)
화포용 발사약이라면 흑연은 사용 안합니다.

면화약의 경우 셀룰로오스에 니트로기가 적어도 5개 이상 붙은 것을 사용합니다.
콜로디온의 경우는 셀룰로오스에 니트로기가 3 ~ 4개정도 붙은게 사용됩니다.

1886년, 프랑스군은 8mm Lebel탄에 새 화약을 적용하게 됩니다.
그리고 프랑스군의 시도는 다른 유럽군대에서도 진지하게 받아들여지게 되죠.

1887년, 당시 파리에 거주중이던 노벨(Alfred Nobel)은 발리스타이트(Ballistite)라
불리는 새로운 화약을 개발합니다.

일설에는 노벨이 실험중 다친 손가락에 조수가 콜로디온을 발라주자 노벨이 이걸 보고
니트로글리세린과 콜로디온을 혼합하는 것을 생각해냈다 하죠.

여튼 노벨의 손가락위에서 만들어진 니트로글리세린 젤리는 콜로디온 45%에
니트로글리세린 45%이 혼합되며 여기에 두 성분을 잘 혼합되게 만드는 일종의 결착제
겸 용제로 장뇌(camphor) 10%가 추가되어 만들어 집니다.

이 발리스타이트는 프랑스군에 제안되나 프랑스군은 이미 채용한 Poudre B가 있던터라
거부하게 되죠.
노벨은 다른 나라에도 판매를 추진해 결국 1889년에 이탈리아군과 계약을 채결하게
됩니다.
이탈리아군은 입수된 발리스타이트를 그들의 탄약(10,35x47mmR Vetterli-Vitali)에
적용하게 됩니다.

문제는 당시 프랑스와 이탈리아는 사이가 그리 좋지 못했다는 겁니다. (이탈리아는
비교적 친영적이었고 프랑스와는 불편했고 이건 2차대전때까지도 유지됩니다.
이탈리아인들은 영국이나 미국은 좋아했지만 프랑스는 싫어했다 하죠.)
이 때문에 노벨은 프랑스에서 무연화약을 훔쳐간 간첩 내지는 프랑스에 대한 중대한
반역행위를 저질렀다는 소리를 듣게되며 덕분에 이탈리아로 가게 됩니다.

이런 흐름속에서 영국 또한 무연화약을 척용하려 합니다.
곧 폭약 위원회(Explosives Committee)가 만들어지고 아벨경(Sir Frederick Abel)경이
의장을 맏게 됩니다.
아벨경은 드워경(Sir James Dewar)과 함께 Poudre B와 발리스타이트를 연구, 1889년에
무연화약을 만들게 됩니다.

영국이 만든 무연화약은 면화약 37%에 니트로글리세린 58%, 석유 젤리(petroleum
jelly, 바셀린이란 상표명으로 잘알려졌죠) 5%를 아세톤 용제로 혼합한 것으로
스파게티 면발처럼 만들어져 나옵니다.
이런 이유로 노끈 화약(cord powder)란 별칭이 붙여졌다 마침내 코르다이트(Cordite)라
불리게 됩니다.

그런데 이 코르다이트는 발리스타이트와 홉사한 조성을 가졌고 개발중에 참고한 전적이
있던터라 노벨의 발리스타이트와 특허분쟁에 휩쓸리게 되죠.
결과는 1895년 노벨이 패소하는 걸로 끝납니다.

이런 유여곡절끝에 등장한 무연화약은 곧 여러 나라에서 빠르게 도입되고 1900년대가
되면 흑색화약을 발사약으로 사용하는 경우가 드물지경이 됩니다.
수백년동안 사용됐던 경이로운 악마의 혼합물이 더이상 큰 의미를 가지지 못하게 된
것이죠.

반면 떠오르는 태양 무연화약도 완벽한건 아니었습니다.
화학적으로 불안정했고 그로인해 크고 작은 사고를 일으켰으니.
이 때문에 여러가지 개선이 이뤄지게 됩니다. (지금도 무연화약의 불안정성이 완벽하게
해결된건 아닙니다. 이전에 비하면야 아주 안전해졌지만.)

그 이후 무연화약 발전 흐름.

영국
코르다이트 Mk.I
1889년에 채용.
조성은 니트로셀룰로오스 37% + 니트로글리세린 58% + 석유젤리 5%.

영국 해군의 실험에서 6인치 포의 포탄을 6파운드의 발리스타이트가 날려보낸터라
영국군을 꽤나 만족시켜준 물건. (이전에 사용되던 흑색화약과 갈색화약 조합은
25파운드가 필요. 1/4로 목표 달성한 셈.)
반면 높은 연소온도로 총신이나 포신의 수명을 깍아먹는다라는 불만이 나옵니다.

코르다이트 MD
Mk.I이 가진 문제점을 개선하기 위해 등장합니다. (MD는 MoDified.)
1901년부터 사용되며 니트로셀룰로스 65% + 니트로글리세린 30% + 석유젤리 5%로
구성됩니다.
Mk.I 1파운드에 대해 같은 결과를 얻으려면 1.25 파운드(25%) 더 넣어야 했으나 더
낮은 연소온도로 포신(총신) 수명을 덜 깍아먹게 되죠.

그런데 Mk.I과 MD 둘다 저장시 불안정해지는 결점이 존재했답니다.
보관중 니트로셀룰로오스가 분리되어 분말상태로 날아다니게 되는데다 여기에 금속
입자등이 수분과 같이 끼어들 경우 더 위험해졌다 하죠.

특히 MD의 경우 1차대전중 영국 해군에서  불만스러운 것으로 보여지게 됩니다.
(여기에  영국해군의 함정들이 가진 화약류 보관방식의 문제와 그 특유의 맞건 안맞건
일단 속사하고 보자는 생각에서 전투전에 다량의 포탄과 발사약 뭉치를 포 주변에
쌓아두던 습관은 잘못하면 큰 문제를 일으킬 수 있었을 겁니다.)

코르다이트 MC (Modified Cracked)
1917년, 미세한 입자로 인해 - 즉, crack이 발생하여 - 불안정하던 MD의 문제점을
해결하기 위해 등장합니다.
니트로셀룰로오스 입자가 떨어져 나오는걸 막기위해 최대한 보푸라기를 없엔 순면과 잘
정제된 미네랄 젤리(mineral jelly, 석유 젤리와 유사)를 사용합니다.
또한 생산 공정 전체를 철저히 관리하게 됩니다.
이렇게 등장한 MC는 나오자마자 곧 기존의 코르다이트들을 재빨리 대채해 나갑니다.
특히 1917년 7월 항구에 정박중이던 전함 뱅가드(Vanguard)에서 폭발사고가 발생하자
이 작업은 더 빨리 진행됩니다.
1918년 9월까지 모든 코르다이트를 새로운 MC로 바꾼다는 계획까지 잡았으니.
여튼 이 MC는 2차대전까지 영국군에서 기본적인 발사약으로 사용됩니다.

HMS Vanguard는 19,250톤급의 St.Vincent 급 전함입니다.
이미 아시겠지만 영국 최후의 전함이자 2차대전후 왕실 요트로 임무를 수행했던 그
뱅가드가 아닙니다.
1910년에 취역해서 유틀란트 해전에서도 임무를 수행했으나 1917년 7월 9일 스카파
플로우에서 탄약 폭발사고로 함적에서 제외됩니다.
이 당시 사고로 사상당한 탑승원들은 800여명 정도였습니다.

코르다이트 RDB
1차대전중 영국은 나무를 건류하여 얻어내던 아세톤이 부족해지자 아세톤을 덜 쓰는
무연화약을 개발하려 합니다.
이건 콜로디온 52% + 니트로글리세린 42% + 미네랄 젤리 6%로 구성됩니다. (콜로디온은
아세톤을 덜써서 만들 수 있으니.)
그러나 이 물건은 저장성이 형편없었고 특히 영국해군이 싫어하죠.
그리고 아세톤 생산이 정상적이 되자 사라집니다.

영국의 아세톤 부족을 해결한 것은 유태인 화학자 하임 바이츠만(Chaim
Weizmann)이었고 그는 아세톤을 건류가 아닌 발효를 통해 얻어냅니다.
이런 공로로 그는 벨푸어 선언이 나오는데 한 역활을 했고 그 후로도 시오니즘에
입각한 활동을 하게 됩니다.
결국 그는 나중에 신생 이스라엘의 초대 대통령이 됐죠.

코르다이트 SC
1927년, 1차대전중 사용된 독일의 무연화약을 분석하여 만들어지게 됩니다.
SC는 Solventless Cordite의 약자로 말그대로 용제를 쓰지 않고 만든 코르다이트란
의미입니다. (혹은 Solventless Carbamite, carbamite는 요소 urea 다르게 말해서
carbamide에서 나온 이름입니다.)
니트로셀룰로오스 49.5% + 니트로글리세린 41.5%에 안정제로
센트랄라이트(centralite)가 9% 들어갑니다.

centralite는 ethyl centralite라고도 불리며 IUPAC 명으로 부른다면
3-Diethyl-1,3-diphenylurea 입니다.
총포용 발사약의 안정제로 꽤 사용됐던 물질입니다.

SC는 2차대전과 적어도 1950년대까지 영국군에서 사용되며 특히 영국해군에서 잘
사용됩니다.
2차대전중 사용된 많은 영국해군의 포탄류가 대부분 이걸 사용했으니까요.

코르다이트 HSC 와 HSCT
기본적으로 SC와 같습니다.
다만 Hot Solventless Cordite 나 Hot Solventless Cordite, Tubular 라는 명칭답게
SC보다 더 빨리 연소되고 좀 더 높은 연소열을 냅니다.
주로 소구경 화포 및 기관포에 사용되며 니트로셀룰로오스 49.5% + 니트로글리세린 47%
+ 센트랄라이트 3.5%로 구성됩니다.

코르다이트 N
코르다이트 SC는 상당히 밝은 화염을 만듭니다.
또 꽤 높은 연소온도는 총은 몰라도 함포와 같은 대구경 화포에서 포신 수명을 잡아먹었죠.
당연히 이건 눈에 아주 잘띄었고 뭔가 조치가 필요해지죠.
그래서 나온게 2차대전중에 사용되기 시작한 코르다이트 NF(NFQ)입니다.

니트로구아니딘(picrite) 55% + 니트로셀룰로오스 16.5% + 니트로글리세린 21% +
센트랄라이트 7.5% + 빙정석(cryolite)  0.3%.

이 NF는 니트로구아니딘을 만들기 어려웠던터라 사용이 제한됩니다.
또한 니트로구아니딘의 제조시 다량의 전기가 필요해 영국내에서보다는 나이아가라
폭포 주변에 큰 발전소가 있던 캐나다에서 더 많이 만들어지게 되죠.

한편 성분이 약간 더 조정된 N이 등장하며 이건 거의 캐나다에서 만들어집니다.
니트로구아니딘 55.0% + 니트로셀룰로오스 19.0% + 니트로글리세린 18.5% +
센트랄라이트 7.5%

이 N은 등장당시 항공용 탄약에 자주 사용되며 미해군이 여기서 출발한
알바나이트(albanite)를 사용하게 됩니다.

독일
Nz.
Nitrocellulosepulver로 순 니트로셀룰로오스에 디페닐아민이 안정제로 옥살산나트륨과
황산칼륨이 포구화염을 줄이기 위해 들어갑니다.
1900년대초까지 주로 사용됩니다.

Nigl.
Nitroglyzerinpulver로 니트로글리세린이 사용된 무연화약입니다.
성분비는 연도별로 변화가 있습니다.

1906년   - 니트로셀룰로오스 70.5% + 니트로글리세린 23.5% + 석유 젤리 5% +
탄산수소나트륨 1%.

1910년대 - 니트로셀룰로오스 64.1% + 니트로글리세린 29.8% + 센트랄라이트 5.75% +
산화마그네슘 0.25% + 흑연(코팅) 0.10%

1930년대 - 니트로셀룰로오스 66.6% + 니트로글리세린 25.9% + 센트랄라이트 7.25% +
산화마그네슘 0.15% + 흑연(코팅) 0.10%

Digl.
Diglycolpulver로 diethylene glycol dinitrate (DEGN)이 들어갔음을 의미합니다.
몇가지 변형이 존재하지만 대채적으로 니트로셀룰로오스 69% + DEGN 25% +
센트랄라이트 5% 에 나머지는 산화마그네슘과 흑연이 혼합됩니다.

Gu.
Gudolpulver로 여기서 Gudol은 니트로구아니딘(nitroguanidine)을 의미합니다.
이건 기존의 Digl.에다 무게비로 약 30%정도의 니트로구아니딘을 추가하여 만듭니다.

일본
1880년만해도 일본은 영국이나 벨기에, 네델란드등에서 화약을 수입해옵니다.
일본 해군의 경우 1890년초까지 영국에서 흑색화약과 갈색화약을 수입하기도 했으니.
그러다 1888년에 일본 육군이 프랑스제 Poudre B를 실험해보고나서 1890년대에 아예
생산설비까지 사들입니다.
그래서 일본군은 프랑스제와 비슷한 Ppudre B를 사용하게 되죠.

1903년에 영국의 Mk.I 코르다이트의 기술을 가져오게 되며 일본 무연화약은
코르다이트와 비슷해집니다. (특히 해군의 경우)
이걸 'C약' 이라 부릅니다.
그리고 여기서 출발한 화약이 1920년대 들어서며 생산되며 1917년에 해군에서 쓴
C2약과 T2약의 성분은 다음과 같습니다.

니트로셀룰로오스 65% + 니트로글리세린 30% + 석유 젤리 3% + 베타 나프틸 메틸
에테르 2%

베타 나프틸 메틸 에테르(beta naphthyl methyl ether)의 IUPAC name는
2-methoxynaphthaleneand 입니다.

그리고 1920년대에 DC약이 등장하죠.
DC는 독일제 코르다이트를 의미하는 약어이며 독일의 센트랄라이트가 포함된 무용제
무연화약을 참조합니다.

이탈리아
C
이 무연화약은 독일의 Nigl.중 1906년부터 사용된 것과 유사합니다.
니트로셀룰로오스 68.5% + 니트로글리세린 25.5% + 석유젤리 5% + 탄산수소나트륨 1%
가 혼합되니.

NAC
1936년이후부터 만들어진 무용제 무연화약입니다.
다이너마이트 노벨에서 도입되며 니트로셀롤로오스 65% + 아세틸셀룰로오스 1% +
니트로글리세린 27% + 센트랄라이트 7%가 혼합됩니다.

FC4
NAC과 비슷한 시기에 등장합니다.
니트로셀룰로오스 64% + 니트로글리세린 28% + 디부틸프탈레이트 4% + 센트랄라이트 3%
+ 석유젤리 1%

디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)는 무연화약을 가공하기 좋게하며 덜 부숴지게 하는
가소제(plasticizer) 역활을 합니다.

프랑스
Poudre B와 BM
최초의 본격적인 무연화약이며 프랑스는 2차대전때까지 이걸 씁니다.
초기 버젼의 경우, 불안정함이 있었다 하죠. (전함 Liberte 와 Iena의 손실원인으로
초기의 Poudre B를 꼽는 경우도 있습니다.)
그 후, 불안정함을 개선하기 위해 제조 공정에서 여분의 산을 제거하기 위한
세척과정을 강화하고 안정제인 디페닐아민(diphenylamine)을 추가하는 방법이 도입되며
이렇게 만들어진 Poudre B를 BM이라 합니다.
또한 포구 화염을 줄이기 위해 염화칼륨을 추가한 것이 1930년대에 등장하게 됩니다.

SD
이건 프랑스의 무용제 발사약(solventless propellant)으로 1930년대에 생산됩니다.
영국의 SC처럼 독일의 무연화약을 참조하여 개발했다 하죠.
니트로셀룰로오스 65% + 니트로글리세린 26% + 센트랄라이트 9%로 이뤄집니다.

미국
미국은 1890년대까지 무연화약화에 대해 큰 관심이 없었다 내지는 도대체 한게 뭔가
싶을 정도의 발전상을 보여줍니다.
덕분에 1900년대초에 들어서야 무연화약화가 진행되는 상당히 느린 모습을 보여주죠.
그러나 곧 저 위에서 보여진 흐름을 빠르게 쫓아가게되며 필요성이 생기자 마치 미군의
군용자동차들처럼 급격하게 발전하게 됩니다.
그 결과가 2차대전이 터지고 2년후 생산량에서 그 누구도 따라오기 힘든 수준이
되버렸고 만든 화약을 영국과 소련으로 보내게 됩니다.
허기야 캐나다를 통해 들어온 코르다이트 N을 변형한 알바나이트(albanite)를 한달에
백만 파운드 단위로 만들 생각을 한 동네니 할말 없는거죠. (이 계획은 일본이 전쟁에
지는 바람에 실행되지는 않습니다. 1945년 무연화약 생산량 통계조차 찾기 힘든 나라가
무슨 생각으로 저런 나라와 전쟁할려고 한지 모를 일입니다.)

알바나이트의 성분비는 니트로구아니딘 55% + 니트로셀룰로오스 20.0% + 19.5%
DINA(dinitrodiethanol nitramine) 디부틸프탈레이트 4.0% + 센트랄라이트 1.5%
입니다.


출처 : 문제중년의 잡설 블로그 http://glob.egloos.com/2191521