Общие сведения о пиротехнике

Пиротехнический эффект достигается в результате химической реакции горения. Горение представляет собой реакцию соединения горючего вещества с кислородом. При этой реакции обычно происходит значительное повышение температуры и образование пламени или выделение дыма.

Горючие вещества отличаются друг от друга способностью с той или иной активностью соединяться с кислородом; от их активности зависят сила пламени и количество выделяемого тепла. Количество газообразных и твердых продуктов, получающихся в результате реакции, зависит от свойств реагирующих веществ. Для горения необходим кислород. Следовательно, для получения требуемого эффекта пиротехнические изделия следует сжигать на открытом воздухе или вводить смесь с горючим вещество, богатое кислородом и способное легко его отдавать Кислорода воздуха обычно бывает недостаточно для создания требуемого эффекта, поэтому в составы для пиротехнических изделий вводят вещества, богатые кислородом, — окислители.

В качестве горючих веществ применяются некоторые металлы,сернистые соединения, органические соединения, как окислители-соли хлорноватой, азотной и других кислот, некоторые окислы металлов и пр. При взаимодействии горючего и окислителя, применяя различные компоненты, т.е. составные части смеси, и меняя их количественные соотношения, можно изменить течение реакции в соответствии с теми требованиями, которые предъявляются к изделию.

Смесь из окислителя и горючего называется основной двойной смесью. Для получения различных по действию составов к основной смеси добавляются различные компоненты или смешиваются различные основные смеси.

Таким образом можно получить очень много разнообразных по свойствам смесей, или пиротехнических составов.

Для придания составу механической прочности добавляются особые вещества, обладающие способностью склеивать (или связывать) состав при уплотнении или его прессовании. Такие вещества называются цементаторами, или связывающими веществами. Обычно они одновременно являются и горючим. Это готовые лаки, олифа, смолы (с добавлением в составы растворителей) и др.

Иногда для уменьшения активности состава или уменьшения чувствительности отдельных компонентов к механическим и тепловым импульсам в состав добавляют вещества, способные замедлять процессы горения. Такие вещества называются флегматизаторами. К ним относятся парафин, канифоль, некоторые масла н др.

Способность составов не изменять с течением времени своих физико-химических свойств называется стойкостью.

Стойкость пиротехнических составов имеет очень важное значение. Компоненты состава способны самопроизвольно взаимодсйствовать, но при длительном его хранении химическая природа компонентов и действие состава изменяются. Если при этом взаимодействии будет выделяться тепло, но во время хранения состав может самовоспламениться.

Иногда стойкость составов нарушается действием различных примесей, сопровождающих основные компоненты, в частности воды. Вода может вступать в реакцию с металлами — с магнием или алюминием, которые являются компонентами многих составов. При этих реакциях выделяется тепло, которое может при длительном пребывании состава во влажной атмосфере вызвать его самовоспламенение.

При наличии в числе компонентов гигроскопичных веществ (т. е. веществ, способных притягивать влагу из окружающей среды) состав легко увлажняется и может оказаться нестойким

Весьма важно знать степень стойкости компонентов. Для этой цели их подвергают воздействию влаги, повышенной температуры и других факторов, после чего анализируются и изучаются произошедшие в них изменения.

Для получения требуемого эффекта при сгорании пиротехнического состава все продукты, входящие в него, должны иметь строго определенные физико-химические свойства и назначение — окислители, горючие и цементирующие вещества, цветно-пламенные добавки, вспомогательные добавки, красители дыма.

В пиротехнике для изготовления составов следует применять вещества, очищенные от загрязнений и примесей, негигроскопичные, сравнительно недорогие, отечественного изготовления.

Отсутствие загрязнений или примесей обеспечивает получение определенного действия вещества; примеси, загрязняющие продукт, изменяют его действие в составе, чувствительность состава и др. Однако некоторые примеси в небольшом количестве могут быть допущены. Для каждого продукта опытным путем устанавливаются допустимые нормы тех примесей, которые не вредят составу. Каждый продукт, поступающий в производство, подвергается химическому анализу, проверяется количество примесей в нем.

Совокупность требований к химическому составу, чистоте и физико-химическим свойствам вещества называется техническим уровнями,