/
Текст
а
.
^
д I м и
до ь
ВВЕДЕПИЕ
В ПИРОТЕХНИКУ
(« п р о т ех н и ч е ск »
ГС
14
о
< « с т а в ы )
тш :
АГ'К К м
д \т - льсгп >
OBC.Pi'l I
V cr
t
1
'
, ' I < 4*
iff;
Демидов. «йаеденне в пйротехн&ву (ЦкротеХнятеСК Ш ;
.
Книга предназначается в качестве учебного посовав
- курсантов артнллернйсквх технических училищ РККА н
основные начальные сведения, необходимые каждому пиротехнике?.
ж
-
}4U
406$
(
_^;:Ч
"л
4:^Ь
■
% '•
<*1^
" ,
It •
■• '
:
Д«(Г
?- . „й' йй>
11
*
ч?!1;
Редактор воанввагйнер 3 ранга Ч ервяке в
Технический редактор V ed rg fr
Корректоры Г«ле>т»мг, Себрмноеа
_ '
.
С д ан о в п р о и з в о д с тв о 11.7-39
Ф о р м а т С у н а гн 84хЗС 8'/в
УВОИн. Г а а в г ш г в JO Г —3415
П о д п и с а н о в н а ч а т а 25.9.39
О бъем б*/4 j ем. а . , Б у ч . - а в г - п .
Й8Д. ?0 449. З а в . 7 й 499
’
Т^щ-
V,
О т п е ч а т а н о в 1-й т и п о г р а ф и и Г о с у д а р с т в е н н о г о во ен н о го и а д -в а Н К О bUCs^rf/;
М о с к ва , у п . С к в о р ц о в а -С т е п а н о в а , д . 3.
'
ВВЕДЕНИЕ
’■Современная военная пиротехника является самостоя1 ,
льной отрасль» прикладной химии и занимается воосами ‘Производства и исследования осветительных,
' гнальных, зажигательных, трассирующих и дымовых
едстВ. Эти средства применяются для 'освещения
естности, подачи цветных сигналов, зажигания горючих
атериалов, обозначения пути полета пули и снаряда
л я корректирования стрельбы, или, наконец, для созяая дымового облака.
'Решение подобного рода задач требует применения
ециальных пиротехнических составов, дающих при
роем горении сальте разнообразные огяенио-световые и
мовые аффекты.
од термином „пиротехнический состав" обыкновенно
"разумевается всякая механическая смесь веществ,
еобная загораться и гореть самостоятельно с обрааиием пламени, дымового облака или с выделением
ьйщго количества газов.
' бласть техники, занимающаяся изучением Этого рола
авов и применением их, называется пиротехникой,
'/ В переводе на русский язык означает — техника огня.
' онь, которым выражается действие пиротехнических
'авов, является следствием быстро протекающих. Термических реакций, сопровождающихся образованакаленных продуктов. Примерами таких реакций
кются соедаиения многих веществ с кислородом,
зависимости от свойств веществ мы имеем ряд раз" а х по их интенсивности окислительных процессов,
огне щ них сопровождаются образованием пламени,
. непрерывным потоком раскаленных газов,- обрвзу' хся в сфере реакции. Д ля образования пламени
|ш кислород и вещества, горящие в нем, или, как
будем впредь называть их, вещества г о р ю ч и е
Источниками кислорода l^OX'JT' быть ВОЗДуД Ш и ХЙМЙ^ ;
ческие соединения, содержащие в своем составе квдлш ■'
род. Пользоваться атмосферным кислородор неудобно <
из-за его сильной разбавленности азотом и потому малой J
концентрации в единице объема.
58
Для пиротехнических целей нельзя пользоваться атмо
сферный кислородом (ввиду его разреженности), а потому
приходится брать его только из химических соединений.
Но не все вещества, в которых оп находится, пригодны
для пиротехники, годятся только те, которые содержат
его в большом количестве н сравнительно легко его'
_ отдают. Эти вещества называются о к и с л и т е л я м и .
Из всех многочисленных кислородных соединений, изу
ченных в настоящее время, лишь очень небольшое число
их можно с успехом применять для указанных целей.
При нагревании окислителей выделяется кислород.
От степени иагрева зависит интенсивность выделения кис
лорода. В свою очередь, в зависимости от сеойств веществ
окислительные процессы будут совершаться с раздан
ной скоростью. Поэтому знание свойств окислителя per j
обходимо для умелого пользования им при изготовлении
пиротехнических составов. Скорость разложения; окислителя зависит также и ст его химической природы,
|
Процесс разложения у овислителей'быВает экзотермн-, 1
веским (с выделением тепла) или эндотермическим |
(с поглощением тепла). В первом случае теплота, виде- .
лягощаяся при разложении и нагревающая прилегающие ;)
- слои вещества, способствует дальнейшему распаду егй> I'
и тем быстрее, чем больше выделяется теплоты.
< - 1г
Реакция разложения, имея вначале, некоторую сио- '
рость, в зависимости от количества притекающей и щ - !
деляющейся теплоты, может проходить медленно без
всякого ускорения или приобретать все большуда скорость,
прогрессивно увеличивающуюся -и могущую дойти Ы ’
предела, возможного для данного окислители (реакция ,
взрывчатого превращения). Примером такого иротрёсснвно-ускоряющегося разложения служит разложение
хлората калия (КСЮ,), теплота разложения которого
равна 11,0 5. кал.
При эндотермическом превращении вещества ПроцеОо.
распада не мо"кет приобрести уекоренно-прогрессизноГО-,,.
разложения, так как фактор ускорения (теплота разлО'
жения) отсутствует, и потому процесс совершается лишь
тогда, когда имеется поступление энергии извне. Вэтом
1
’
'•&
'■
:
?
случав количество теплоты, поступающей для разложе
ния, будет создавать различные степени нагревания
вещества: медленное при малом поступлении теплоты и
более быстрое—при большем колнчестзе теплоты.
Пользуясь втой возможностью, можно создать любую
скорость разложения окислителя, что весьма ценно для
получения необходимого пиротехнического эффекта —
быстрого или, наоборот, медленного горения состава.
Теплота, необходимая для разложения окислителя,
находящегося в смеси с горючим, возникает при реакции
соединения кислорода О' горючим веществом. Химиче
ская пмродвуВоеледнего обусловливает характер горе
ний, Чен- б П п те химического сродства у горючего
с 1сисло$0докГ,'5гем легче возникает го р ен и е» тем энер
гичнее оно щйосодит. Поэтому, выбирая соответствующее
горючее в вМвсвмоети от его химического, сродства
с кислородом'вуе-плстворпой способности, можно образо
вывать та»ивЯЙЙ!И окислителя с горючим, которые будут
гореть о 'ЖвКИкнм результатом по скорости горения, по
газообразованию н по температуре процесса.
Наиболее подходящими для пиротехнических целей'
являются следующие окислители: '
1. Цитраты тмлия, бария, стронция и свиица —
K N d |,R a (NO„)„, Sr (NOs), и P b (N 0 8),.
■ 2. Хлораты калия и бария — КОЮ, и Ва fС10а)2.
: 8. Перхлораты калия и бария — КС104 и Ва (СЮ*),.
4. Пермангыарг калия — КМп О,,.
^5. Хромат и Сшхромат калия — К ,С г0 4 н К,Сг,07.
' 6. Окислы металлов бария, марганца н свинца — ВаО„
',МпО„ РЬО, и РЬя0 4.
:i Ниже приводится список окислителей с указанием
$»держаиия войих кислорода и реакцией взрывчатого
•разложения. ’■-
Наименование окислит ела
м
1
1st
sa|
Нвтрат калая**~КМ0 8 . . i 47,5
Перхлорат калил — КСЮ4 . f 46,2
Нитрат стронция — Sr(N03)2l 45,4
Реакция взрывчатого
превращения
39,6 4 KNOs = 2 К20 - f 2 Na4
+ 5 О2
46,2 IKOIO4 = КС! + 2 0 2
37,8 I 2 Sr (N0 3)2 = 2 SrO+
5
а,
Q
а
он
%
Наименование окислителя
о J
gя 3ISа
Йк!
’ с,$
1*11
£ i*i н В
Реакция взрывчатого •‘
превращения
,
2 N2-Ь 5 02
40,5 25,3 4КМп04= 2К204, 4Mn0-f503
39,2 39,2 2 КСЮ3 = 2KG1-f- 302
38,1 38,1 Ва (С104)я = ВаС1*Ц- 40
36,8 18,4 2 МпОо = 2 МпО-£■О*
38,7 30,6 2 Ва (NOa)2= 2 ВаО4-1- 2 N3 5 02
31,5 31,5 Ва (CIОя)я***BaCU "Ь 30?
29,0 24,2 2 РЬ (Ы03)2= зры ) 4
+ N3+ 802
11 Перекись бария—Ва02 • 18,9 9,4 2BaOa = 2BaO-f 03
12 Двуокись свинца —?Ъ0$ . 13,4 6,7 2РЬОа=2РЬО +Ог
Реакции разложения окислителей, приведенные в таб:
лице, в присутствии высокотеплотворных веществ, как
магний, алюминий н некоторые другие, будут иным#.
В этом случае эти вещества отнимут весь' кислород
окислителе н выделят металл ого в свободном состоя
нии, например, разложение смеси нитрата бария с по
рошком магния пойдет не по направлению
Ва (N0 3)2 + б Mg = ВаО 4 N2 4 б MgO,
а по направлению
Ва (N0„)24 6 Mg = B a 4 N j 4 6 MgO.
Восстановление ВаО магнием не проходит на практике
гладко, так как при этом сначаш получается недокйоь
бария, Ва20, которая, в зависимости от томпературй,обусловливает с магнием различные состояния рийЕовесия:
!'-л
Ва20 4 M g ^ M g 0 4 2 Ba,
' •
но для расчетов пиротехнических смесей можно чоспользеваться указанной выше реакцией.
Понимание действия пиротехнических смесей является
результатом знания природы окислителя и горючего,
употребляемых в данной смесн, а потому, рассматривая
теорию образования составов, необходимо знать исход
ные материалы.
4 Перманганат калия —
КМп04 .....................................
5 Хлорат калия —КСЮ8 . .
6 Перхлорат бария —
ва ( с ю ^ . : ...............
7 Двуокибь марганца—Mn02
8 Нитрат бария—Ba(NOg)-..
Хлорат бария —Ва (ОЮ3)2 .
10 Нитрат свинца —РЬ (N63)2
ОКИСЛИТЕЛИ
СОЛИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ (НИТРАТЫ)
Из многочисленных представителей этого рода солей
употребляются главным образом только нитрат калия и
нитрат бария; другие нитраты, ввиду их большой гигро
скопичности или недостаточной химической стойкости
в смеси с горючим, употребляются мало. Нитраты явля
ются сильными окислителями Отщепление же кисло
рода от нитратов являетсд-дроцессом эадотермичесвйь,
ЭЩт'ТгродестГпродолжаётся только в том случае, "еели\
в результате взаимодействия выделяющегося из окисли- \
теля кислорода с горючим, прибавленным к нитрату, \
одновременно возникает процесс, образующий столько \
теллач что оно с избытком покрывает теплоту, потребляв—/
емую на разложение нитрата. По такой реакции про
исходит горение дымного (черного) пороха. Условия
Особенно благоприятны, когда в самой молекуле интрата
имеются составные части, вступающие в реакцию с под
лежащим отщеплению кислородом. Такое сочетание на,блюдается у нитрата аммония NHjNO,, аммиак ко
торого можно Овяслить кислородом нитрата, так что
разложение этого нитрата в общем протекает экзотермично.
Поэтому нитрат аммония применяется широко в каче
стве взрывчатого вещества в смеси с окисляющимися
веществами.
Способы получения окислителей здесь не рассматри
ваются, так как они имеются в любом учебнике химии,
здесь же приводятся лишь свойства их, определяющие
характерные особенности каждого.
о
7
Нитрат калив (калиевая .(«литра)
KNO,-M = 101,1 i
Нитрат калия имеет вид кристаллического порошка,
который состоит из безводных, бесцветных шестигран
ных прнзм, уд. вес — 2, 1 .
На воздухе он не изменяется. Имеет горьковатый вкус.
При медленном выпаривании водного раствора кристаллы
выделяются в виде ромбоэдров.
Растворимость в 100 вес. частях воды:
Темпера
тур*
0° 10° 20° 30° 40° 50° 80°
70°
80е 90° 100° 114°
KNOg
13,3 21,1 31,2 44,3 64,о|88,0 lll,ojl39,0 172,0 206,0 247,0 327,4
(вес.частей)
В безводном спирте калиевая селитра не растворяется.
Плавится при 339°, а прн красном калении (400°) теряет
кислород, превращаясь в нитрит: 2KNO3= 2KN0, +
Брошенная на раскаленные угли селитра дает всйМижу
с пламенем, окрещенным в фиолетовый цвет.'Взрывчатое
разложение соли протекает по реакции:
4KN08= 2K !0 + 2N3 + 5 0 2.
Г
\
Д ля пиротехнических составов допускается нитрат Д
калия только в чистом виде, не содержащий яерйейб- у ,
римых в воде примесей, особенно песка. Также ие
должно быть в нем кальциевых, натриевых н магниевых'
солей, делающих нитрат гигроскопичным. Сернокислых
и хлористых солей допускается не более 0,03%'.
■,
По своей негигроскопячности и химической стойкое!)) , .
калиевая селитра заняла одно из первых мест среДи ^
окислителей, применяемых в пиротехнических состав^:.*
Сблнтра с горючими, по интенсивности горения, д й 'т г 1 ряд разнообразнейших смесей, начиная со смесей,не 'у ‘
горящ их на воздухе при поджигании (с серой, саХаром,.’ .
канифолью), и кончая смесями, сгорающими со вспыш)|кой (с магянем, алюминием).
''
)"
Смесь нитрата калия с древесным углем хорошо
горит, образуя плами, причем смеси, рассчитанные нА ,
неполное мшсление (до СО), горят быстрее смесей, рас
считанных иа полное сгорание (до СО,). Большинство
смесей мало чувствительно к#ренкго, исключение сосдав-
ляют смеси с антимонием Sb2S„ магнием Mg и алюми
нием А1. С порошком магния реакция разложения выра
жается уравнением:
2 KN03 + 6 Mg = 2 К + Ns + 6 MgO.
Нитрат валня применяется главным образом в тройной
смеси, называемой пороховой смесью (селитра, сера,
уголь).
Нитрат бария (бариевая селитра)
Ва (NO,),-'M = 261,4
До внешнему виду нитрат бария представляет собой
бесцветные кристаллы в форме октаэдра, уд. вес—3,23.
На воздухе он не изменяется. Имеет острый и горький
вкус. В спирте нерастворим и почти не растворяется
в крепкой азотной кислоте.
Растворимость в 100. вес. частях раствора:
Температура
Ba(NOs)3 . , .
(вес. пастей)
0°
10° 20° 30° 40° 50° 60° ^0° 80° 90° 100° 120°
4,8 6,5 7,9 l M ^ M 14,6 18,9 19,1 21,3 23,4 25,5 29,3
Плавитйя при 592°.
Взрывчатое разложение соли протекает но реакции:
2 Ва (N0S)S= 2 ВаО + 2 N2+ 5 0 2.
Смеси нитрата бария о горючими по характеру горе
ния аналогичны подобным смесям нитрата калия. При
меняется нитрат бария в цветнопламенных, осветитель
ных, трассирующих и других составах.
Нитрат стронция (азотиостроициевая соль)
Sr (N03)2-М = 211,7
Нитрат стронция, подобно иитрату бария, представляет
собой по внешнему виду бесцветные кристаллы в форме
Прозрачных октаэдров. Выделяются они при выпарива
нии водного раствора выше 31,3° С без кристаллиза
ционной воды, а при медленном испарении раствора
ниже этой температуры — с 4Н20.
9
На сухом воздухе водный нитрат теряет кристаллиза
ционную Воду, происходит выветривание кристаллов, а
во -влажном — сильно отсыревает. Уд. вес — 2,03. Темпе
ратура плавлоння—645° С.
Растворимость в 100 вес. частях раствора:
Температура 0°
10° 20° 30° 40° 50° 60° 70й 80° 90° |l00° 107,9°
Sr (NOsb , . 28,К Зо ,5 41,5 48,7 47,7 48,1 48,5 48,9 49,3 49,7^0,3 50,7
(вес. частей)
В спирте и в крепкой азотной кислоте не растворяется.
Взрывчатое разложение протекает по реакции:
2 Sr (Щ ,), = 2 8 г0 + 21 *, + 5 0,.
Двойная смесь с шеллаком сгорает медленно, почти
без образования дыма, давая красное пламя; аналогич
ная смесь с нитратом бария сгорает также без дыма,
но дает светлозоленое пламя.
Употребляется нитрат в составах красного огня. Цвет
пламени сильно зависит от примесей, находящихся
в нитрате, а потому нитрат применяется только в хими
чески чистом виде.
Нитрат свинца (азотносвинцовая соль)
Pb (N 0,),-54 = 331,12
Из кислого раствора нитрат свинца кристаллизуется
довольно большими прозрачными, безводными и бесцвет
ными октаэдрами, а из среднего раствора — непрозрач
ными, белыми и небольшими кристалликами. На вкус —
сладковатый, вяжущий. Ядовит. Уд. вес—4,41.
В спирте н 9 крепкой азотной кислоте нерастворим.
Растворимость в 100 вес. частях воды;
Температура
РЬ (NOg)fc . . . .
(вес. частей)
0°
10°
20°
30°
40°
so0
38,7
48,3
56,4
65,5
75,3'
85,1
70°
100°
105,8 138,9
При накаливании выше 200° нитрат свинца распае
дается на окись свинца, двуокись азота и кислород;
2РЪ (N0„)s = 2 РЬО + 4 N 0 ,+ (),.'
И»
Нитрат свинца, брошенный на раскаленные угли,
слабо вспыхивает; то же происходит прн растирании
его с серой. Взрывчатое разложение соли протекает по
реакции:
2 РЪ (Ж)3)2= 2 РЪО + 2 N, + б О,.
На воздухе нитрат не отоыревает. При нагревании
е сульфатом аммония (NHJjSO* выделяется закись
азота NsO.
Употребление его ограничивается такими составами,
которые прн горении дают много мелких и красивых
искр.
Соли хлорноватой и хлорной кислот (хлораты л
перхлораты)
Из солей хлорноватой киолоты'наиболее изучено при-'
менение только солей калия и бария. Они являются
трудно заменимыми окислителями при образовании цвет^
иых пламенных составов, так как наиболее яркие окраски
пламени получаются при употреблении хлоратов. Смеси
горючих веществ с хлоратами являются весьма чувстви
тельными к механическим воздействиям. При небольших
сравнательно ударах или при трении эти смеси заго
раются н даже взрываются. Поэтому они и называются.
смесями ударными и фрикционными, или терочными.
Помимо высокой чувствительности к механическим воз
действиям хлоратных смесей, сами хлораты весьма чув
ствительны к примесям кислого характера. Присутствие
даже следов кислоты вызывает разложение их. И прн
наличии хлората, в виде смеси с каким-либо горючим,
начавшееся разложение кончается самовозгоранием этой
смеси. Вот почему работа с хлоратами требует большого
внимания н осторожности в обращении с ними во избе
жание взрыва или воспламенения.
Хлорат калин (хлорноватокалневая воль,
соль)
KG10S-M = 122,56.
бертолетова
По внешнему виду хлорат калия представляет собой
бесцветные, безводные, прозрачные листовидные кри
сталлы. Уд. вес кристаллов—2,84. Горьковато-соленый на
вкус. Негигросвопичен и иа воздухе не изменяется.
И
Растворимость в 100 вес. частях воды:
Температура
0°
15°
35°
50°
75°
101,8°
КСЮ з...............................
(вес частей)
3,3
6,0
12,0
19,0
36,0
60,0
В безводном спирте почти не растворяется (1О0 частей
спирта при 15° С растворяют 0,833 г). При нагревании
до 357° С плавятся (не разлагаясь).
Дальнейшее повышение температуры влечет уже раз
ложение соли, начинающееся при 364° С. Расплавлен
ная соль пенится, выделяя кислород, и около 2/s ее
превращается в хлорно-калиевую соль и хлористый
калнй:
2 КСЮ, = КС104 -f КС1 + О,.
При нагревании же выше 400° соль полностью разла- '
гается на хлористый калий и кислород:
г КС104= КС1 + 2 0 3.
При нагревании бертолетовой соли в присутствии
катализаторов (СиО, МпО,, РЬО, илн Рег0 8) разложение
ее протекает при более низкой температуре (ниже точки
плавления) спокойно. При разложении выделяется
незначительное количество хлора.
Разложение хлората калия сопровождается значитель
ным^ выделением теплоты:
КСЮа = КС1 + 11/,0 , + 11,9 6. кал,
что характеризует хлорат как_ вещество взрыв^атбе,
В чистом виде бертолетова соль весьма устойчива, зато '
Смеси ее с углем, серой, фосфором и порошкообразными 1
металлами (алюминием, магнием, сурьмой, цинком и др.), (
а также со многими сернистыми соединениями метал-;
лов (например, 8Ъ Д , А в Д А н Д , С и Д , обладают очень .
боль'шойчувствнтельностьгок механическим воздействиям.
От удара или трения эти смеси дают вспышку или
взрыв.
, ■
От искры они легко загораются, и некоторые смесв
сгорают чрезвычайно быстро. Этим свойством отличммеА •
смеси хлората с порошкообразными и серпнстыми метал»
лами.
При растирании самых незначительных количеств
таких смесей в фарфоровой ступке слышен треск, а
иногда происходит взрыв.
Смеси хлората калия с органическими горючими ве
ществами имеют такие же свойства. Некоторые из них,
например, смесь хлората с сахаром легко загорается
от капли серной кислоты H2S04.
■Крепкая серная кислота, приведенная в соприкосно
вение с хлоратом, разлагает его, выделяя свободную
хлорноватую кислоту, которая сейчас же разлагается
с образованием двуокиси хлора С102, так как в свобод
ном состоянии при обычных условиях НСЮ, существо
вать не может:
2 КОЮ, + H2S04= KjS04 + 2 НСЮ,.
В концентрированном состоянии’ Н0105 распадается:
3 НСЮ, =Н С Ю 4 + 2 СЮ, + Н20. ■
В конечном результате действие серпом кислоты на
хлорат калия Можно выразить следующим уравнением:
6 КСЮ, + 3 H2S04 = 3 K2S04 + 2 HC104 + 4 CIO, -f 2 H20."
Двуокись хлора — Газ темножелтого цвета — имеет
острый запах, похожий на запах хлора. Этот - газ легко
взрывается при нагревании и от соприкосновения с орга
ническими веществами. В случае действия капли сер
ной кислоты на смесь бертолетовой соли с сахаром
выделяющаяся двуокись хлора (С102) от соприкоснове
ния с сахаром мгновенно разлагается на хлор и кисло
род, которые в момент выделения, являясь энергичней
шими окислителями, окисляют сахар, загорающийся от
выделяющейся при этом теплоты.
Другие кислоты действуют аналогично серной, но не
так энергично, как последняя. Поэтому кислотность
9 смесях с КСЮ, служит причиной их самовозгорания
И ни в коем случае не допускается.
Взрывчатое разложение соли протекает - по реакции;
2 КСЮ, = 2 КС1+ з 0 2.
По легкости разложения и' большому количеству
активного кислорода КСЮ, занимает одно из первых
мест в ряду окислителей, применяемых в пламенных
цветных составах.
13
При обращении с хлоратом, особенно приготовляя
о ним смеси, следует соблюдать особую осторожность.
Растирание KG10, с каким-либо горючим веществом
в ступках абсолютно недопустимо.
Для приготовления составов хлорат применяется
только в химически чистом виде, потому что малейшее
загрязнение его органическими веществами, например
пылью, при работе может дать весьма тяжелые по сйоим
последствиям взрывы.
Хлорат бария (хлорноватобариевая соль)
Ва (С103)2-М = 304,3
По внешнему виду хлорат бария предота: ляет собой
кристаллический порошок белого цвета, по вкусу напо
минающий бертолетову соль. Кристаллы имеют призма
тическую форму, яегигроскапичны.
Растворимость в 100 вес. частях раствора:
Темпера
тура
0°
10°
20°
30° 40е 50° 60° 70° 80°
90° 99,1е 104,6е
Ва(СЮ3)2 [н,48 17,52 20,63 22,75 24,^28,84 28,6 30,1 31,4б|з‘!,75 33,84 34,5
(вес. ча- j
стей)
В безводном спирте нерастворим.
■ При нагревании до 300—310° С начинает разлагаться
и при более высокой температуре взрывается. Свойства
хлората бария подобны свойствам бертолетовой соли,
и потому при работе с ним нужно Принимать те же
меры предосторожности. Взрывчатое разложение со'ли
характеризуется реакцией:
Ва (С103)2= ВаС1а + з 0 2.
Основные смеси с этим окислителем горят хороши»
зеленым пламенем.
Перхлорат калия (хлориокалвевая соль)
КСЮ4'М = 138,56
у
Белый, очень мелкий кристаллический порошок. Уц.
вес кристаллов — 2,54. Ногигроскопичен, плавится при
610° С и заметпо распадается при 420° С.
н
Растворимость в Юо flee частях раствора:
Температура
0°
15°
50°
100°
КСЮ4 (вес частей)
0,70
1,5^
5,07
15,80
В спирте растворяется еще меньше, чем в воде. В хи
мическом отношении он устойчивее хлората, Не разла
гается ни соляной, пи азотной кислотами, ни разбавлен
ной серной кислотой. Концентрированная H2S04 вытес
няет хлорную кислоту, которая улетучивается при на
гревании. Обычные восстановители не действуют на
растворы перхлората калия. Восстанавливается он только
фосфорноватнстой и муравьиной кислотами.
Разложение перхлората калия носит эндотермический
характер в-противоположность хлорату калн’я:_
К0Ю4= KCI + 2 0 2— 7,8 б. ка л.
Поэтому смеси его с горючими веществами по своим
свойствам похожи на смеси с калиевой селитрой.
Относительно высокое содержание в нем кислорода
допускает приготовление таких смесей, которые дают
большие количества газообразных продуктов, чем смеси
с другими окислителями. Меньшая чувствительность
смесей к механическим воздействиям представляет не
сомненные преимущества при обращении с перхлоратом
калия.
Температуры воспламенения перхлоратных смесей
значительно выше хлоратных, что можно видеть из
елеДующей таблицы:
ДГбрю*
\ чее
О в и -\
ели- \
тень
\
« 6?
$3
о я
ой?
gs
кя
is
нй?
°S
об?
ш
f .
«а
я
а й?
О g1®1
a ss
к
KCtOs . . Ок. 180° Ок. 285° Ок. 315° Од. 245° Ок. 335° Од. 330° Ок. 215° Он. 165°
КСЮ, . ,
> 420°
» 425°
> 440<э
» 385°
> 440°
» 430°
х 310°
» 300°
1 Первая цифра в графе „ Г о р ю ч е е " показывает процент
содержания горючего в смеси е КСЮ« и вторая цифра—в смеен
с КС104.
s
i
15
Взрывчатое разложение протекает по реакции:
КСЮ4= КС1 + 2 0„.
ДРУГИЕ ОКИСЛИТЕЛИ
Перманганат калии (маргаицсвокалиевая соль)
КМп04-М = 158,8
Перманганат по внешнему виду представляет собой
ромбические кристаллы темнофиолетового, почти черного
цвета ,о зеленоватым металлическим отблеском, уд. вес^2,7. Вкус терцкий, неприятный, порошок соли — краевого
цвета. На воздухе не изменяется, негигроскопичен.
Растворимость в юо вес. частях раствора:
Температура
КМпО* . . . .
(вес. частей)
0°
10°
16°
25° 34,8°
40°
50°
55°
65°
2,75
4,01
4,95 7,60 9,84
10,4
14,35J18, 2 20,02
Растворяется в ледяной уксусной кислоте, пиридине,
ацетоне, метиловом спирте. Крепкая H2S0 4 разлагает
соль, выделяя озонированный кислород:
4КМ п0 4-f 3HaS0 4= 2KjS0 44 MnS044 3 Mn0 2 4 ЗН20 4
+ 8I ° -
'
'
■
Крепкая HG1 разлагает перманганат с выделением
хлора:
КМп044 8 HG1 = КС1 4 МпС1г 4 4 Н20 4 2 - С!,.
2
г;
При нагревании соли выше 200° С происходит отщ№
ление кислорода. Взрывчатое разложение соли протекает
по реакции:
2KMn0 4= K S0 4 2 МпО 4 2 i 02.
КМп04 является сильнейшим окислителем. Смеси Яго
с горючими веществами обладают очень большой чувст
вительностью к механическим и тепловым воздейстМЙМ.
Например, смесь с серой при слабом растирании,, деже
корковой пробкой, загорается. От искры, пламени й
-нагревания смеси легко загораются, что также происхо
дит и от смачивания их каплей крепкой серной кислоты.
Из-за этих свойств смесей перманганата нельзя поль
зоваться ими в больших/количествах, так как они могут
воспламениться или взорваться.
Окислы металлов
В пиротехнике имеют значение только те окислы
металлов, которые при нагревании разлагаются, выде
ляя свободный кислород. Наиболее употребительными
из них являются перекись бария Ва02, двуокись свинца
PM), и двуокись марганца Мп02, а также свинцовый
сурик РЬ30 ,. Эти окислители находят широкое примене
ние для смесей термитного характера, смесей с алюми
нием илн магнием.
Перекись бария
ВаО,-М = 1в9,4
Перекись бария — белый тяжелый порошок, не раство
римый в воде. При нагревании выше 700° С разлагается
на окись бария и кислород. При нагревании с горючими
веществами является сильным окислителем. Рыхлая
нлн свободно насыпанная Ва02 опобобиа воспламенить
стружки, тряпки, солому и тому подобные горючие
вещества. При смешении Ва02 с холодной водой обра
зуется гидрат перекиси бария Ва02-8Н20, который при
кипячении с водой разлагается, выделяя гидрат окиси
бария BafOHjj-n кислород. Разведенные кислоты разла
гают ВаО, о образованием Н20,.
Двуокись свинца
РЪО„-М = 239,2
Двуокись свинца — аморфный порошок темнобурого
цвета, без запаха и вкуса. Уд. вес—9,19 — 9,38. В воде
не растворяется. Прн нагревании распадается иа РЬО
н 0 2:
2РЪ03 = 2РЪ0 + 0 2.
Является сильным окислителем. При растирании сме
сей РЪ02 с горючими веществами некоторые из них
воспламеняются, как, например, смесь с серой. Глав
ным образом применяется в спичечных составах.
2
Введение в пиротехнику
т-
17
Двуокись иаргайда
Мп02-М = 86,93
По внешнему виду лучисто-кристаллические куски,
неровного излома, уд. вес — 4,7—6,0. Куски — стального
или черно-серого цвета, а в порошке — черно-серого,
графитового. При нагревании до 630° С двуокись марганца
распадается:
2 Мп02= 2 МпО + 0 2.
Смесн ее с порошкообразными магнием и алюминием
обладают большой чувствительностью к механическим
воздействиям и при поджигании сгорают со вспышкой.
Иногда применяется в зажигательных составах.
/
Свинцовый сурик
РЪ,04-М = 685,6 '
Сурик представляет собой яркокрасный порошок, уд.
вес — 8,62 — 9,08. Вначале при Иагреваннн сурик Ьрииймает красный, затем фиолетовый оттенок, пакопе|ц чер
неет, но при остывании вновь принимает прежнюю
окраску. Плавится при температуре 830° С. Выделение
кислорода начинается при нагревании выше 500° С.
В смесях с горючими аналогичен РЪ04. Находит при
менение в зажигательных составах.
Окись меди
СиО-М ='79,57
О к и с ь меди — черный порошок, без запаха1и , вкуса,
не растворим в воде и спирте, но легко растворяется в
кислотах, образуя соответствующие соли. Уд. вес—6,4.
Плавится при температуре 1 148° С. При нагревании
в атмосфере водорода, окиси углерода или углеводо
родного газа окнсь меди восстанавливается до м е т о
дической . меди. Так же легко восстанавливают ащеъ
меди н органические вещества при нагревании с ней,
на чем и основан элементарный анализ органичейдос
веществ. Может служить для образования синих и зеле
ных огней.
•
. .
/ ; '•
/
ГОРЮЧИЕ ВЕЩЕСТВА
Горючие вещества, употребляемые в пиротехнических
составах, должны обладать большим сродством к кисло
роду, в этом случае можно получить хорошо действую
щие смеси.
»
К числу наиболее распространенных и доступных ,
горючих веществ следует отнести следующие:
уголь древесный, сажа, сера;
металлы в порошкообразном состоянии — магний, алю
миний, железо, цинк, сурьма;
.сернистые металлы — антимоний (сернистая сурьма),
полусериистая медь, реальгар (сернистый мышьяк);
углеводороды — парафин, нафталин, антрацен;
углеводы — сахар Молочный и пищевой, крахмал,
декстрин;
смолы — шеллак, канифоль, ндитол;
склеивающие вещества — аравийская камедь (гумми
арабик), перечисленные выше смолы, а также декстрин,
льняной клей, олифа.
*
Уголь древесный
,, \
С М .= 12,»
•Для пиротехничеокихцелей признается лучшим углем—
черный, получаемый при высоких температурах обжига
мягких древесных пород, как, например, ольха, чере
муха, ива, крушина.
Хорошо выжженный уголь бывает тверд; без всякого
блеска, в кусках — синев^то-черного.цвета, в порошке —
черный; хрупок, легко размельчается и размалывается.
При ударах звонок. Горит без пламени. Плотность 1,5—
1,84. Содержание углерода 80—$5%. Температура воспла
менения — около 385° С. Степень горючести угля раз
лична и 'зависит от разных причин. Например, сильно
г*
19
прокаленный уголь загорается труднее и горит медлен*
нее, чем уголь, слабо прокаленный. Уголь из твердой
породы дерева также труднее загорается и горит мед*
пеннее угля из мягких и легких пород. В зависимости
от этого для составов, которые должны гореть быстро,
без искр, берут уголь слабо прокаленный, а для соста
вов, которые должны образовать при сгорании искры,
уголь берется твердых пород и сильно прокаленный.
Окислители легко раскисляются , углем, потому что
количество тепла, выделяющегося при этом процессе,
вполне достаточно для разложения еще не раскислен
ного окислителя. Это свойство обусловливает хорошее
горение всех углевых двойных основных смесей. Вслед
ствие большой адсорбирующей способности порошкооб
разного угля хранение его в больших количествах соп
ряжено с опасностью самовозгорания. Хранить его сле
дует в железной, плотно закрывающейся укупорке, в
количестве не более 10—20 кг.
Сажа
С-М = 12,0
Сажей называют копоть, которая выделяетоя прн горе
нии органических веществ с большим содержанием
углерода, как, например, смолы, нафталина, рсеросина,
скипидара и т. п. Собранная сажа имеет вид порошка',
жирного наощупь, черного цвета. Водой она плохо, сма
чивается вследствие содержания пригорелых веществ,
которыми и обусловливается ее запах.
Для составов, имеющих окнспнтелями хлораты, такуй
сажу ие следует употреблять из-за опасности получения
непрочных по химической стойкости смесей.
Д л я удаления пригорелых примесей сажу хорошо
прокаливают без доступа воздуха в закрытых тиглях
или горшка? и там же дают ей охладиться до обыкно
венной температуры, не открывая крышки.
* *•
Применяется сажа главным образом в цветнопланениых составах вместо угля во избежание получения мел
ких искр.
Сера
S-M — 32,07
, >
По внешнему виду сера представляет плотное, хруп
кое вещество желтого цвета, без запаха и вкуса: фрчка
,20
! Г!
плавления 113° С (моноклинической 119° С), точка кипе
ния 448,6° С, точка воспламенения 260° С. Уд. вес— 1,97—
1,99 (черенковая сера) и 2,04—2,07 (октаэдрическая,
неочищенная сера). Нерастворима в воде, спирте, эфире.
Растворяется во многих органических растворителях,
в жирных маслах, в хлороформе и особенно в сероугле
роде н хлористой сере, а также в щелочах.
В продаже встречается в виде черенковой серы и
тонкого порошка, называемого серным цветом. Для
пиротехнических составов употребляется исключительно
черенковая сера, как наиболее чистое вещество, освобо
жденное от посторонних примесей.
Серный цвет, получаемый в виде мелкого порошка,
при быстром охлаждении паров кипящей серы, всегда
имеет нежелательные для составов примеси кислого
характера: сернистый ангидрид и серную кислоту. Сера
по своей природе для некоторых составов является^
незаменимым горючим, особенно в составах цветньй:
огней, способствуя образованию чистых оттенков цвета
■пламени.
Существует мнение, что сера во влажной среде под
действием воздуха заметно окисляется, вследствие чего
употребление ее в хлоратных смесях становится недо
пустимым без принятия мер, устраняющих возможность
образования кислотности (SOs, H2S04). Сера хорошо
соединяется со многими элементами, особенно при нагре
вании.
Сернистые металлы при накаливании в воздухе раз
лагаются, выделяя сернистый газ:
2 ZnS + 3 Оа = 2 ZnO 4- 2 S02.
■При соединении серы с кислородом выделяется тепла
почти в два раза меньше, чем при соединении кисло
рода с чистым углеродом (на 1 атом кислорода), что
сказывается на горении серных двойных основных смесей.
Смесь серы с таким окислителем, у которого процесс
отщепления кислорода является эндотермическим про
цессом, будет гореть самостоятельно только тогда, когда
количество теплоты сгорания серн в кислороде будет
избыточным в сравнении с количеством теплоты, потреб
ной для отщепления кислорода у окислителя. Вот по
чему серно-селитренные смеси при поджигании не горят
и начинают гореть самостоятельно только при сильном
предварительном подогреве их.
Магний
Mg-M = 24,32
Магний представляет собой порошок белого цвета,
имеет металлический блеск, подобно серебру. Уд. вес—
1,75. Температура плавления—650° С и кипения—1 120° С.
При нагревании на воздухе магний в порошке восплегменяется около 550° С и сгорает, образуя окись (MgO).
Магнии в порошке уже при комнатной температуре
действует на воду, выделяя из нее водород. При КХгС
разложение воды идет мкнее энергично, невидимому,
вследствие образования на поверхности металлу слоя
окнси. В разбавленных соляной, серной и азотной кис
лотах энергично растворяется, при этом выделяется
водород.
При тушении горящего порошка магния водой проис-.
ходит взрыв, потому что при высокой температуре
горения магния вода разлагается на составные части.
Магний является одним из наиболее теплотворных эле
ментов. Он стоит почти на первом месте в ряде теплообразующнх элементов.
Болвшое химическое сродство к кислороду и громад
ное количество тепла, выделяемое прн сгорании магния,
производят такое расщепление окислителя, при котором
магний отнимает весь, кислород у окислителя и выде
ляет металл из окислов и нитратов в свободном состоя
нии. Следствием этого является весьма энергичное
горение двойных основных магниевых смесей. Такие
смеси, в виде порошка, сгорают со вспышкой. Ими
пользуются в фотографии для моментальных снимков
при недостаточном освещении, так как в процессе сго
рания ойи дают много актиничного Света.
с
Алюминий
А1-М = 26,97
Алюминий — металл белого цвета, напоминающий цвет
олова. Уд. вес— 2,7. Температура плавления—658° С,-а
кипения — выше 1 800° С.
.
Горит в чистом кислороде в виде тонкого листа, доа
воздухе — в виде мелкого, порошка при п о п а д а й т е
пламя газовой горелки. По опытам Меца, в пыцаорразиой форме он выделяет, при комнатной температуре,
33
.
1t
[
водород из воды; более значительное выделение наблю
дается при 100° С. В амальгамированном состоянии
энергично разлагает воду. Хорошо растворяется в соля
ной кислоте и растворах щелочей.
Соляная и серная кислоты как в разбавленном, так
и в концентрированном состоянии при повышенной
температуре растворяют алюминий. Крепкая же азотная
кислота (95%) почти не оказывает на него влияния.
Обычными примесями в алюминии являются кремний н
железо, в незначительном же количестве могут быть:
медь, свинец, марганец, цинк. Иногда в большом коли
честве в алюминиевом порошке находятся масла и жиры,
легко удаляемые бензином или эфиром.
Алюминий по теплотворной способности стоит рядом
с- магнием н потому аналогично ему действует на окислы
металлов и окислители. Двойные смеси его с окислами
металлов и окислителями в порошке также сгорают со
вспышкой., Запрессованные смеси алюминия горят мед
леннее, чем такие же смеси магния.
В пиротехнике алюминий употребляется в виде по
рошка,измельченного в различной степени. При сгорании
дает яркий белый свет, подобный магниевому. Приме
няется в-осветительных, зажйгательиых и трассирующих
средствах.
Железо
Fe-M = 55,84
Порошок железа имеет темный цвет, уд. вес—7,85.Температура плавления—1 520° С, кипения—2 450° 0.
Железо употребляется в виде опилок различной вели
чины для получения искр в динамических составах или
в виде порошка, который получается при восстановле
нии окиси железа водородом для зажигательных смесей.
Цинк
Zn-M = 65,38
Цинк —металл белого цвета с голубоватым оттенком,
цинк в виде порошка— темносерого цвета, уд, вес—7,12,
Температура плавления — 419° О, кипения,—929° 0.
Цннк, нагретый до 200° С, делается хрупким. Пары
цинка на воздухе сгорают ярким голубовато-белым пла23
менем. При накаливании стружки цинка воспламеняются
и сгорают.
Во влажном воздухе или воде, содержащей воздух,
цинк покрывается плотным беловатым или серым нале
том основной углекислой соли 2 ZnC03-3Zn(OH)s. Этот
налет служит защитным слоем от дальнейшего действия „
воды и углекислого газа. Раскаленный цинк разлагает
пары воды, при этом выделяется водород.
Порошкообразные Zn и 8, смешанные между еобой,
реагируют прн наличии влажности.
Для образования искр цинк применяется в виде круп
ных опилок или в виде порошка.
<ё
Сурьма
Sh-M = 12l,7S
Сурьма имеет серебристый или серо-белый цвет, силь
ный блеск, уд. вес—6,6. Температура плавления—630? С,
температура кипения 1 440° С. Она хрупка и легко
превращается в порошок. При обыкновенной температу
ре сурьма не изменяется на воздухе. При накаливании
выше температуры плавления горит белым с сииевйтым
оттенком пламенем. Смеси порошка сурьмы с нитратами
и хлоратами сгорают со вспышкой. Применяется для
составов белого огпя.
Антимоний (трехеерииетая сурьма)
Sb2Sa-M = 339,8
Антимоний имеет вид кристаллических Куоков чёрго- _
серого цвета, как графит, о металлическим блеском,
уд. вес—4,62. Антимоний хрупок и легко превращается
в мелкий порошок серо-черного цвета. Температура
плавления— 646°С. В воде нерастворим, а растворяется
в щелочах и соляной кислоте. В смеси с хлоратами
образует весьма энергично горящие двойные смеси,
обладающие большой чувствительностью к удару даре
нию. С нитратами двойные смеси не имеют той эиеррни
горения, которая наблюдается у хлоратных смесейуёти
смеси горят медленно, а в некоторых случаях как (щ то
только тлеют. Применяется в составах белого' огня
и для ударных и терочных (фрикционных) составов,
воспламеняющихся от удара или трения.
.■^ <
П
т
Полусериистая медь
CusS- М = 159,21
Полусернистая медь в кусках имеет темносерый
блестящий цвет, подобии антимонию. В воде нераство
рима, уд. вес—5,6. Плавится при температуре 1135° С
без разложения. В смеси с окислителями ведет себя
аналогично антимонию. Применяется для составов си
него огня.у
’■
Реальгар (двусериистый мышьяк, красный мышьяк)
AsaSa-M = 214,06
Реальгар имеет вид аморфных красных или буро
красных стеклоподобных масс с просвечивающими кра
ями. Уд. вес—3,5. В воздухе при нагревании разлагается
с образованием AsaO, и SOa. Применяется для образо
вания составов белого огня, но по ядовитости продук
тов сгорания очень опасен при употреблении.
Парафин
Белое воскоподобное вещество, представляющее смесь
твердых насыщенных углеводородов метанового ряда
СиНап+ а с содержанием в молекуле около 27 угле
родных атомов.
В технике различают „мягкий" парафин, имеющий тем
пературу плавления 38—48° С, и „твердый" — с темпе
ратурой плавления 52—62°С.
По внешнему виду представляет собой белую кри
сталлическую просвечивающую массу (крупные чешуйки),
без запаха и вкуса, уд. вес—0,88—0,92.
Растворяется в эфире, бензине и сероуглероде. Кис
лоты и щелочи на него не действуют. Оценка парафина
производится по его температуре плавления: чем она
выше, тем продукт ценнее. В природе встречаются
отдельные залежи твердых парафиновых углеводородов
в Виде горного воска или озокерита, известного в очи
щенном состоянии под названием церезина, плавящегося
при более высокой температуре, чем парафни.
,
Церезин
Церезин—-воскообразное вещество желтого или белого
цвета, без запаха, пластичен. Уд. вес — 0,92, температура
плавления—60—75° С. О внергичными окислителями цере
26
зин образует хорошо горящие двойные смеси, а с менее
энергичными — едва горящие смеси.
Нафталин
С „Н 8-М = 128,0В
Нафталин представляет собой моноклнническне белые
кристаллы с особым зайахом. Имеет температуру засты
вания 79,8° С н температуру плавления 80, 06° 0. Точка
кипения—218° С, уд. вес—1,145—1,510. Легко сублими
руется (возгоняется) при обыкновенной температуре.
В воде нерастворим, но легко растворяется в бензйие,
бензоле, толуоле, спирте, хлороформе, сероуглероде,
парафиновом масле, фенолах и уксусной кислоте.
Чистый нафталин, будучи сжатш г между фильтро-вальной бумагой, ие дает жирного пятиа.
Применяется в составахЛерного и белого дыма.
Антрацен
СцН 10-М = 178,08
Антрацен— ароматический углеводород, находится в
каменноугольной смоле. Прн повторных очистках полу
чается очищенный антрацен — рыхлая снегообразная
масса желтовато-белого цвета с содержанием антрацена
до 90%. Совершенно чистый продукт образует бесцвет
ные кристаллы, имеющие1температуру плавления 247°С
и кипящие при 351°С. В воде нерастворим. В спиртв-н
эфщре растворяется плохо.
Применяется как заменитель’ нафталина в дымовых
составах.
Молочный сахар (лактоза)
ОцН»Оп -Н,0-М = 3«0,2в
°
По внешнему виду молочный сахар представляет собой
чисто белый порошок, растворяющийся на холоде- в
6 вес. частях воды и прн нагревании — в 2,5 вйс.
частях.
’
Нерастворим в спирте, эфире и хлороформе. Вкус
слабо-еладкнй. Температура плавления— 200°С. Приме
няется для составов как легко горючее органическое
вещество. Молочный сахар — наиболее подходящее торочее для дымовых составов, образованных на принципе
36
возгонки органического красителя, вероятно, потому,
что в продуктах сгорания образуется^много водяных
Паров, способствующих улучшению возгонки красителя.
Тростниковый пищевой сахар (сахароза)
С„НЯ0 11-М = 342,18
Сахароза по внешнему виду представляет собой кри
сталлическое врйщство белого цвета, без запаха, очень
сладкого вкус£
Плавится при 185°С с небольшим разложением, приохлаждении застывает в виде аморфной стекловидной
массы.
- Сахар хорошо растворим в воде, особенно в горячей,
и легко дает густые пересыщенные растворы — сиропы.
Находит Применение наравне с молочным сахаром для
дымовых составов.
Крахмал
(Свн 10о 6)„
По внешнему виду крахмал является массой белого
цвета, состоящей из мелких зернышек, уд. вес — около 1,5.
Крахмал нерает'ворнм в холодной воде, в горячей же
сильно разбухает, давая густой коллоидальный раствор,
известный под названием крахмального клейстера. Обык
новенно крахмал в воздушно-сухом виде содержит
10 — 20% воды.
При кипячении с разбавленными кислотами крахмал'
полностью превращается в глюкозу. При осторожном
гидролизе кислотами или при нагревании воздушносухого крахмала происходит неполный его гидролиз
с образованием менее сложных, чем крахмал, но все же
довольно сложных полисахаридов, называемых дек
стрином.
От силы гидратации декстринов зависит цвет окра
шивания их с иодом; при сильной гидратаций полу
чается окрашивание фиолетовое, еще более сильной —
бурое, наконец, наиболее сильно гидролизовайные про
дукты не дают с иодом никакого окрашивания.
- Декстрины -г- это смеси различных полисахаридов. Д л я ^
составов применяются крахмал н декстрины, образую
щие с. окислителями смеси, подобные смесям с сахаром.
г?
Mill 1»•
Шеллак
Шеллаквм называется смолообразная масса, получае
мая из гуммилака, который представляет собой смолу,
образующуюся нз сока растений различных видов фи
куса и гуммилакового дерева.
От уколов молодых ветвей насекомыми вытекает смо
листый сок и, стекая па более толстые ветви, застывает
слоями толщиной до нескольких сантиметров. Сюда на
секомые кладут свои яички. Засохший сок с выделе
ниями насекомых (красящие и воскообразные вещества),
подвергнутый измельчению и промыванию для извлече
ния красящего вещества, называется гуммилаком в зер
нах. Д ля получения шеллака зерна гуммилака измель
чают в порошок и нагреванием с водным щелоком осво
бождают от красящего вещества, а затем сплавляют.
Омелу в расплавленном состоянии наносят тонким слоем
на металлическую поверхность; этим достигается обра
зование тонких пластинок, которые измельчают в тон
кие пластинки — чешуйки. По внешнему виду шеллак
представляет собой хрупкие, острограииые, тонкие Про
свечивающие пластинки от оранжево-желтого до буро
ватого цвета.
Химический состав шеллака еще хорошо ие выяснен.
Шеллак состоит из шеллаковой смолы и шеллакового
воска. Уд. вес—1,оо9т—1,036 и температура п лавлени я115—120°С. В воде нерастворим. Растворимость вспирте
достигает 95%, в эфире — 18%, в петрйлейном эфире —
6%, в хлороформе — 15%, в бензине —20%.
Шеллак трудно измельчается в порошок растиранием
в ступке. Для облегчения измедьчения шеллаВ»'реко
мендуется применять его в виде сплава с селитрами
при осторожном нагревании не выше 130°. ХороШот№
ремешанная селитра с расплавленным шеллаком ‘по
охлаждений легко измельчается в тонкий порошок, Ко
торый, после выщелачивания из него горячей водой
селитры, дает мелкий порошок шеллака.
Двойные смеси его с нитратами горят медленно, П # тв
без дыма, с пламенем, Окрашенным в красный цве*яот
стронция, в бледнозеленый — от бария. С хлоргвдмй
образует более энергично горящие смеси, тоже с окрас
кой пламени, считающейся стандартной по своей ч^втЬте
и яркости. Шеллак является одним из лучших фгаппческих цемеитаторов н горючих для образования
пламенных Цветных составов. Приписываемая ему фор
мула:
018н!40,.
Канифоль
Канифоль является продуктом перегонки живицы —
смолы, добываемой путем подсочки (искусственного по- ранения) Д0 ры хвойных деревьев. При перегонке жнвнцы
с паром отгоняется скипидар, а твердый остаток после,
очистки представляет собой канифоль. Куски канифоли
имеют цвет от светложелтого до светлокоричневого.
Масса хрупкая, полупрозрачная, стекловидная, со свое
образным запахом. Уд. вес—1,07—1,08.
При нагревании канифоль начинает размягчаться при
температуре около 70°С и плавиться при ЮТ—135°С.
Растворяется в спирте, эфирных маслах и жирах. В воде
нерастворима. На воздухе изменяется вследствие окис
ления. - '
О окислителями образует смеси, медленно горящие
или вовсе не горящие, в зависимости от энергии взя
того окислителя. Условно канифоли приписывается фор
мула а д . О ,
Идитол
Идитол представляет собой искусственную смолу,
получаемую конденсацией фенола с формалином в при
сутствии катализатора, н относится к группе плавких
смол, которые прц нагревании размягчаются и плавятся,
а по охлаждении вновь затвердевают. Идитол. по внеш
нему виду напоминает канифойь. Кускн шдитола проз
рачны, стекловидны, хрупки и легко измельчаются'
в мелкий порошок. Цвет — от светложелтого'до темно
желтого оттенка. Температура плавления— 80—НО°С. На
чало размягчения хороших сортов смолы при нагрева
нии — около 90°С. Содержание фенола, отгоняемого паром,
доходит до 4%. Нерастворим в воде. Хорошо раство
ряется в спирте н ацетоне.
Имеет формулу:
В составах с успехом заменяет собою шеллак. Составы
с ннм горят энергичнее шеллачных составов.
29
Аравийская камедь (гуммиарабик)
^
Аравийская камедь имеет вид неправильных, округ
ленных или угловатых кусков, цвета от желтоватого до
бурого.
Поверхность кусков неровная, со стеклянным блеском.
Как на поверхности кусков, так и в изломе замечаются
многие тонкие трещинки, характеризующие аравийскую
камедь. Гуммиарабиком, или аравийской камедью, назы
вают застывший на стволах и ветвях сок акаций, расту
щих в Северной Африке. В жаркое время Года сок вы
деляется из трещин коры и затвердевает на воздухе.
Вез запаха. Уд. вес— 1,310—1,482. На воздухе не изме
няется. В тепле кускн крошатся н потом легко превра
щаются в порошок белого цветй.
Аравийская камедь медленно растворяется в равном
по весу количестве воды, образуя густую слизистую
жидкость. Раствор в холодной воде прозрачен, а в го
рячей мутноват. Имеет кислую реакцию. В спирте, эфире,
жирных и эфирных маслах аравийская камедь не раст
ворима. Спирт, бура, солн окиси железа вызывают загустевание водного раствора гуммиарабика в виде плот
ного студня. Применяется как склеивающее вещество
в составах.
- Ф
'
Олифа
Олифами называются окиоленные высыхающие масла,
полученные продолжительной варкой жидких раститель
ных масел, преимущественно с сиккативами или суш
ками, способные в тонком слое быстро Затвердевать в
твердый, упругий, блестящий, непроницаемый для воды .
и воздуха покров нли плеш£у.
Олифы готовятся из масел: льняного, 1конопляного,
макового, орехового, подсолнечного, но главным обра
зом из льняного. Варка и прибавка сушек имеют целью
повысить способность высыхания масла главным обра
зом из-за окисления его кислородом: воздуха,и полиме
ризации, причем сиккативы действуют как катализато
ры, способствуя поглощению маслом кислорода из Воз
духа.
В тонком слое олнфа имеет темножелтый или желто
коричневый цвет. Уд. вео—0,935—0,948. Оценкой ее
является время высыхания, которое для хорошая! «Ор
тов составляет 8—15 час. и не превышает 24 чаев
ав
- "ШИП
«
Образующейся пленка должна быть твердой, блестя
щей, эластичной и не липкой. В пиротехнических' со
ставах олнфа употребляется как хорошее склеивающее
вещество, но сравнительно долгое высыхание ее является
нежелательным явлением. Состав, склеенный олифой,
после высыхания представляет собой прочную монолит
ную массу, трудно раздавливаемую и неспособную кро
шиться.
Ч
ОБРАЗОВАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ
СОСТАВОВ
Существующие принципы образования составов осно
ваны на реакциях горения. Умело и обоснованно соче
тая окислитель с горючими веществами, образуем пер
вичную смесь, состоящую из двух компонентов.
Определенный вид горения создается в зависимости
от природы взятых веществ при взаимодействии их
между собой.
Горение может быть медленным, быстрым и очень
быстрым. Оно может давать объемистое пламя, высокий
термический эффект, дым или давление газообразных
продуктов. Эта первичная двойная смесь и является
основой всякого состава и называется основной смесью.
Она может быть названа составо». если создает нужный
эффект, но в большинстве случаев составы получаются
в результате соединения нескольких первичных двой
ных смесей в одну общую смесь.
Основные снеси
Как было сказано выше, основную смесь образуют
перемешиванием двух веществ между собою. Эта смесь
называется д в о й н о й " о с н о в н о й с м е с ь ю.
Помимо сочетания двух веществ для образования
смеси, можно получить основную смесь и из трех ком
понентов, состоящую из одного окислителя н двух го
рючих веществ. Такие смеси называются тройными основ
ными смесями.
Из сочетапия трех веществ можно получить Смесь
наиболее быстро горящую. Количественное соотношение
веществ смеси определяется реакцией горения омесн.
Для облегчения написания уравнения реакции взаимо32
Действий QKilCJtiiTMU с ГОргоЧим следует НрЙДбрЖИваться следующих правил:
1 ) представить реакцию взрывчатого разложения взя
того окислителя;
2) написать -реакцию гюрепня взятого горючего в чи
стом кислороде;
3) уравнять коэфициснты у атомов кислорода и
4) сложить написанные равенства.
, Такой порядок устраняет трудность подбара числа
молекул веществ, вступающих во взаимодействие. Для
-более ясного представления о сказанном рассмотрнмпрнмер, Нужно определить количественное" отношение
смеси из нитрата бария Ba(NO,)2 и крахмала CsH^Oj.
При составлении этой смесн пишется предположитель
ная реакция взаимодействия взятых компонентов сле
дующим образом. Реакция взрывчатого разлозкения окис
лителя может бить такая:
Ва (NO,), = BaO + N2 + 50(6)
Кислород пишется в атомном виде, но не в молеку
лярном, что гораздо удобнее для подсчета. Реакция
окисления крахмала в чистом кислороде в ..случае
недостатка последнего примет следующий вид:
1
С ,н у э5 + во =4 SCO + 5Н20(5>
Для того чтобеТ уравнять коэффициенты у кислорода,
необходимо' коэффициенты первой реакции увеличить
в в раз, а второй —в 5 ран (в скобках указаны эти мно
жители).
Складываем щолученйые равенства:
. 6Ba (N0,)a = бВа 0 -f 6N2 + зоО
_______ + 5С8Нц,05 + зоО = 30 СО -f 25Н,0________ .
бВа (N03)2 + 5С6Ни 0 5= бВаО +SN 2 + 30 СО + 2311,0
получаем реакцию взаимодействия между взятыми ве
ществами.
Числа молекул, участвующих в. реакции, вполне
определяют количественные соотношения веществ и поз
воляют легко определить рецепт смесн. Эти'вещества
в граммолекулярных количествах получаются:
для бариевой селитры . . . Г . 6-261 = 1^66 г
й крахм ала................... . . 5 -162= 810 „
. Всего смеси 2 376 г
£
"В ведение в п и р о т е х н и к у
33
Или в процентах:
бариевой селитры .
1 586
2 376
■ 100 = 6 6 % ;
810
2 376
34%,
крахмала
с точностью подсчета до целых чисел.
Если смесь рассчитывается на полпос сгорание угле
рода горючего вещества, то в продуктах горения будет
находиться не СО, а-С02; например, нужпо определить
количественное соотношение веществ основной смеси
хлорат калия — шеллак, или, как говорят, определить
рецептуру этой смеси.
Определение соотношения основных веществ совер
шается указанным выше способом:
КС10, = КС1 + 30 (13)
■
г
Ci5H540 5- f 390 = 1600, + 12Н,0
- f 13КСЮ, = 13КС1 + 390___________
1ЗКСЮ„ + С„Нм0 5= 1ЗКС1 - f 16С0, + 12Н20
Реакция горения смеси указывает, что соотношение
компонентов выражается 13 граммолекулами окислителя
и 1 граммолекулой горючего, а отсюда рецепт смеси:
для бертолетовой с о л и ............... 13-122,6=1593,8 3
,, ш ел л ака....................... ... . . !■ 296,2= 296,2 „
Всего смеси 1890 г
иди в процентах:
ббртолетовой соли
1 593,8
•100 = 84,3%; ’
1 890
шеллака
296,2
■100=15,7%.
1 890
В конце книги приведены таблицы для быстрого опре
деления рецепта основной смеси. Пользоваться ими
весьма просто, например для только что указанной смеси
34
ЬеЦеНгуру йо таблицам находят следующим образом.
В табл. 1 „окислители" против хлората калия стоит в
графе 3 „2,55“, а в табл. II „горючие вещества" в графе 4
против названия горючего вещества — шеллак —стоит
„0,47“.
Этими цифрами указывается количество вещества, ко
торое должно входить в омесь; цифры определяют рецеп
туру этого состава:
бертолетовой с о л и .......................................2,55 е
ш еллака..........................................................0,47 „
Всего смеси 3,02 г
или в процентах:
,
2 55
бертолетовой с о л и ............... -100 = 84,4%;
ш е л л а к а ................... ...
.
о 47
•100 = 15,6%.
Обычно же рецепт смеси выражается в целых числах,
и потому для нашей хлоратно-шеллачной смеси ои будет:
бертолетовой с о л а ....................... 84%
ш е л л а к а .......................................................... 18%
К-Двойным осдовпым смесям примыкают тройные смеси,,
которые можно рассматривать как происходящие от сме
шения двух двойных, имеющих один и тот же окисли
тель, но разные горючие. При сравнении свойств трой
ной сцеси со свойствами составляющих ее двойных сме
сей обращается внимание на следующее обстоятельство.
Казалось бы, что скорость сгорания тройной смеси
должна была находиться между пределами скоростей
срорания двойных смесей, а на самом деле практика
показывает, что скорость сгорания тройной смесн далеко
выходит за пределы наиболее быстро горящей двойной
смеси.
Причину происходящего явления нужно искать в со
пряженности реакции. При возникновении реакции го
рения в первую очередь начинает сжигаться горючее
с бблыпим химическим сродством к кислороду. Выделив
шаяся теплота создает улучшенные условия для сжи
гания второго горючего. Начавшееся горение его в свою
очередь способствует более энергичному горению пер
вого, н процесс, быстро нарастая, доходит в скорости до
зв
возможного предела. Происходит концентрация теплота
сгорания, что способствует усилению энергии горения, от
чего увеличивается скорость. Каждое из горючих в от
ношении друг друга служит своеобразным побудителем,
ускоряющим начавшуюся реакцию; каждое улучшает
условия горения другого.
Следствие этих явлений: скорость горения тройной смесн
превышает скорость горения двойных смесей. Горение
тройных смесей совершается по иному пути — по пути,
не обусловливаемому горением составляющих смесей.
Иллюстрацией сказанного може.т служить обычная
тройная пороховая смесь из селитры, серы н угля. Со
став ее можно рассматривать как смесь двух двойных
смесей: селитра -(- уголь и селитра-f сера. Каждая из
этих смесей имеет свою предельную скорость, которая
для первой смесн будет равна 2 лл в секунду, между
тем как вторая в обыкновенных условиях нри поджига
нии совсем не горит и горнт слабо только в нагретом
до 100° С состоянии. Пороховая же тройная смесь сго
рает уже со скоростью от 15 до Ю мм в секунду. РеакЦ 1я горения тройной смеси имеет несколько видов и заг
висит от условий, при которых горение происходит.
Большое значение в этом вопросе имеет давление, при
котором совершается горение. Вообще же процесс горе
ния этих смесей весьма сложен. Для примера можно
указать заключение Бертоло по исследованию им про
цессов горения дымного .пороха. Он находит, что этот
процесс Представляет собой комбинацию следующих
основных реакций:
1.
2.
ji.
4.
5.
2KN03 + з С + 8 = К28 + з С02 + Т$2
+ 1 4 8 ,3 б.-кал
2KN03+ 2,5C = K2C03 + 1,5C02+ N2 -+182,3
2KN03-+3 C = K2C05 + C02+ C 0 + N 2+ 161,2
„
2 KN03 + 2 С + S — K2S04 + 2 CO + N2 + 153,5
„
2KN0, + S + C = K,S01+ C0s + NJ
+ 200,1
„
Все основные смеси можно расположить в трн группы
но характеру их горения: быстро горящие, медленно гоj ящие, совсем не горящие прн обычных условиях.
Смеси первой группы при горении образуют много
сильно нагретых газов, упругостью которых часто поль
зуются для приведения в движение разнообразных, об^:
ектов. Ко второй группе относятся смесн, при,медлен, ном Горезии которых возникает большое пдам^% *
Третья группа включает смеси, неспособные зажи
гаться при обычных условиях, но горящие в соедине
нии со смесями первых двух групп. Служат они для
замедления горения и потому иосят название замедляю
щих смесей. В то же время каждая смесь нз этих групп
может давать окрашенное в один нз цветов спектра
пламя, и тогда они называются еще окрашивающей
смесью.
Как было указано выше, знание свойств смеси позво
лит быстро ориентироваться в вопросе получения нуж
ного пиротехнического эффекта при образованна состава.
Поэтому для начального ориентирования в конце книги
приводится список наиболее употребительных основных
смесей с указанием скорости горения и окраски Ч
Составы
Всякий пиротехнический состав образуется из основ
ных смесей. Смешивая их, получают сложную смесь —
состав. В а&ваоимостн от назначения состава берут ос
новные смеси с соответствующими свойствами. Классифипцровать составы можно по разным признакам, но це
лесообразнее всего — по эффекту их действия, а потому
все составы можно распределить па группы: 1) составы
динамические, гДсоставы пламенные, з) составы дымовые.
■ В свою очередь каждая указанная группа распадается
по цели своего назначения на ряд бо'лео мелких под
групп.
Лервая группа может быть разделена на составы фороовые, ракетные и фонтанные. Эти составы находят при
менение лишь в мирной пиротехнике.
Вторая группа являемся наиболее многочисленной,
' в нее входят подгруппы: а) осветительные, б) сигналь
ные,. в) зажигательные, г) трассирующие и другие
составы.
. И, наконец, третья группа включает составы, обра
зующие'дымы различных цветов.
Динамические составы
Составы этого рода должны удовлетворять следую
щим основным требованиям: быстро гореть, при горении
-
- 1 Слисок заимствован из курса „Опыт рациональной пиротехнии“
И. Цитовича и дополнен некоторыми новыми смесями. Времена горепия состава указаны ориентировочно и требуют'проверки.
3?
давать достаточное количество газообразных продуктов
для создания необходимого давления. Горение состава
должно сопровождаться возможно меньшим образованием
твердого состава (шлака). Он должен быть рыхлым.
Если же остаток будет получаться плотным и вязким,
то при сжнгаиин состава в трубках ок будет с трудом
выбрасываться и частичпо о с т а т ь с я в иих, что будет
задерживать выход газов и повлечет разрыв трубки от
чрезмерного давления.
Перечисленным услозиям вполне удовлетворяют трой
ные осповные смеси и немногие из двойных смесей. В
чистом виде они являются слишком сильными для мно
гих видов применения вследствие быстрого газообра
зования при горении в трубках. Последние ие выдержи
вают давления и рвутся. Ослабление составов дости
гается уменьшением скорости их сгорания, что заметно
снижает газообразование в единицу времени н умень
шает давление. Газы успевают удалиться из трубки, не
разрывая ее.
Понижение скорости горения достигается следующими
мерами:
1) введением в смесь горючего вещества, содержащего
в составе углерод, сгорающий за счет кислорода трой
ной смеси;
'
2) введением в смесь вещества индиферентного;
3) введением-в смесь другой основной смеси, но горя
щей при обычных условиях иа воздухе самостоятельно, и
4) увеличением плотности смеси.
Прибавленном к смесн углеродистого горючего веще
ства достигают замедленного процесса горения; при этом
уменьшается количество образующихся газов в единицу
времени и уменьшается температура их, что н сово
купности создает понижение разрушительного действия
смеси. Вводя в смесь индиферентные вещества, отни
мают часть теплоты иа нагревание прибавленного веще
ства, отчего температура выделяющихся газов снижается
и уменьшается давление. Энергия горения такой смеситакже снижается и потому, что составные части ее разъ
единяются инертным веществом.
Такое же влияние на горение смеси оказывает и
прибавка к пей двойной смеси, медленно горящей илн
ие горящей на воздухе при об.ычных условиях.
И, наконец, замедление горения смесн происходит от
увеличенвя плотности ее, Горение смеси в рыхлом со-
стоянии происходит по всей поверхности отдельных ча
стичек'. Горячие газы, образовавшиеся в первый момент
при заижепии, быстро проникают в массу смеси и за
жигают все отдельные частицы — смесь сгорает со
вспышкой.
При сильном же уплотнении смеси прессованием от
дельные частички будут сближены между собой на
столько, что промежутки между инми сделаются весьма
малыми, и горячие ггзы не смогут проникнуть в глу
бину массы смесн. Горение смеси будет происходить
постепенно, параллельными слоями, и продолжитель
ность времени горения увеличится.
Уменьшение скорости горения смеси путем уплотне
ния может быть доведено только до некоторого предела,
дальше которого скорость делается уже постоян
ной, песмотря на дальнейшее увеличение плотности
смеси.
Таким образом, для получения состава необходимой
силы, руководствуясь изложенными сообраягениями, бе
рут подходящую тройпуго смось и ослабляют ее ука
занным выше способом. В зависимости от степевн раз
бавления получается целый ряд составов, отличающихся
друг от друга быстротой своего горения.
Одной нз сильных тройных основных смесей является
обыкновенная пороховая смесь из селитры, серы и угля.
Ею обыкновенно и вользуютоя для получения динами
ческого состава. Этого рода состав употребляется для
таких 'пиротехнических объектов, как форси, ракеты,
фонтаны; саксонское солнце и т. п. Эти объекты, или,
как их ейщ называют, фейерверочные фигуры, могут
сами двигаться или сообщать движение целой системе
комбинаций нз одиночных фигур.
По производимому ими эффекту они носят соответст
вующие названия.
•
Форсовые составы являются наиболее сильными из
них, так как они предназначены для приведения в дви
жение целой системы одиночных фигур.
Для составления их беретси тройная пороховая смесь
и разбавляется мелким древесным углем в таком колич|еетйв, которое заставляет гореть смесь в направлении
образования окисн углерода:
2 КЖ)3 + 6 С + S = K,S + в СО + N,.
По этой реакции видно, что уйдя требуется в два
раза больше, чем его находится в пороховой смеси,
а так как угля по теоретическому составу содержится
13%, то и добавка его выразится в 1в вес. частях на 100 вес. частей пороховой'мякоти.
Таким образом, основной форсовой состав будет обра
зован из 100 вес. частей пороховой мякоти и 13 вес.
частей мелкого древесного угля. Форсовой состав, при
готовленный из заводской пороховой мякоти и весьма
тонко измельченного угля, все-такн ещо является черес
чур сильным для объектов; при горении он большей
частью рвет бумажные гильзы. Для получения вполне
надежного состава в действии прибегают к другому
способу приготовления. Состав готовится не из завод
ской пороховой мякоти, а нз отдельных составных
материалов по рецепту:
с е л и т р ы ....................... 75 вес. частей
сер ы ............................... 12 „
угля древесного . . . 26 „
Степенью измельчения и смешения их достигается
различная сила состава. Чем лучше измельчены и сме
шаны материалы, тем совершеннее горение состава и
сильнее ого действие.
Искристость струи получается примешиванием к со
ставу крупных частичек таких веществ, которые могли
бы прн горении состава сильно накаливаться и, выбро
шенные газами из объекта, полностью и'лн частично
сгорать •в воздухе, производя эффект летящих ярких
световых точек. Удобными в этом отношении веществами
являются крупные частички угля твердой породы дере
ва и крупные опилки железа, чугуна, стал и / меди,
цинка, алюминия и. некоторых сплавов.
Прибавленные к' форсовому составу, они придают
искристость пламени и ещ е’более ослабляют силу Дей
ствия состава, потому что на раскаливание их тратйтся
некоторая часть тепла.
■
1
Пламенные составы
Пламенными составами называются медленно горящие
составы, образующие при горении ■пламя без искр.
Пламя может быть окрашеис в любой цвет спектра,
а потому составы, дающие такое пламя, называются
40
составами цветных огней. В зависимости о г яркости и
цвета пламени, составы имеют различное применение.
Яркое, блестящее, белое пламя служит для освещения,
и объекты с этим составов назызаготся осветительными
средствами. Изделия же с составами, горящими цветным
пламенем, служат для сигнальных целей и называются "
сигнальными средствами. Помимо военного применения,
эти составы используются в увеселительных зрелищах,
называемых фейерверками.
—Пламя, как известно, представляет собой поток посто
янно возобновляющегося раскаленного газа, в сфере
•которого могут находиться твердые частицы.
'Яркость пламени зависит от природы содержащихся
в нем веществ, от их температуры и плотности. Глав( / ным , фактором яркости пламени являются твердые.
I неплавкие частички веществ, находящиеся в пем. Чем
V выше температура пламени, тем более благоприятные
• условия создаются, для яркости его. При высокой тем
пературе, начиная с 1500° С, наступает для твердых
тел яркой белое каление, усиливающееся с дальнейшим
повышением температуры, ' что обусловливает белый
цвет и яркость пламени. Но совершенно иной характер
имеет лучеиспускание раскалонных газов и паров лету
чих веществ. Эти вещества характеризуются лучеиспу
сканием света только в известных пределах, содержа-^,
лгцнх лучи определенной преломляемости, выражающиеся
спектром, который состоит из отдельных световых лигрш,
различных для каждого газа или пара.
Ь-бамечеяо, что наибольшая чистота и интенсивность
окраски пламени-’ наблюдаются при гореини/юставов,
имеющих своим компонентом хлор,
-_,,Для получения цветных огней высокого качества прнмоцяют^бвртолетову соль KC10S или 1№рхлорат калия
KClfri- Вопросы окраски.Пламени, н с е д ы света в насто
явшее время находятся еще в стадии/начального изуче
ния н для полного выяснения требуют большой опшной
работы. В основе образования пламенных составов лежат
двойные основные смеси, горенне/которых при комбинн-.
ровании друг с другом и создает нужный пламенный
аффект.
,
Осветительные составы
.А Д л я получения яркого белого пламени нужно поль
зоваться двойными смесями, горение которых оопрОвож.41
дается большим выделением тепла, создающим высокую
температуру пламени, в котором могли бы сильно нака
ливаться твердые частички трудноплавких веществ.
До открытия хлоратов в основу Оралась двойная см е с ьселитра -f сера. Хотя эта смесь сама по себе, при обык
новенной температуре, и не горит, по если к ней при
бавить небольшое количество двойной смеси — селитра-f
уголь или тройной пороховой смеси, то получается
медленно горящий состав, образующий довольно яркое
белое пламя. Яркость его можно увеличить прибавкой
двойной смеси — селитра-аптимоний.
Подходящий состав выбирается следующим образом:
берется постоянное количество основной смеси и к ней
прибавляется другая смесь, имеющая свойства, необхо
димые для требующегося пиротехнического эффекта, в
количестве меньшем, чем количество основной смеси,
или равном ей. Затем количество это постепенно увели
чивают до тех пор, пока получившийся состав не нач
нет давать худшие результаты.
Для наглядного примера рассмотрим образование
состава белого огня, указанного выше.' Основной смеси
селитра-)-сера берем 100 вес. частей. К ней прибавляем
тройной пороховой смеси 26 вес. частей, а затем прибавку
второй смеси увелнчиваом постепенно на 25 вес. частей,
и таким образом получаем ряд составов постепенно
меняющейся рецептуры. Приводимая на стр. 43 таблица
показывает весь ход вычисления.
Выбрав наиболее удовлетворительный рецепт, для
улучшения яркости пламени начнем таким же порядком
прибавлять двойную смесь селитра .+ антимоний и, по
стоянно пробуя получаемый новый состав, останавли
ваемся на лучшем из них. Приводимая на стр. 44 таблица
иллюстрирует сказанное.
Таким образом, взяв в различных соотношения4 те
или. иные основные смеси, получим состав, обладающий
нужными световыми свойствами. Лучшие же световые
эффекты получаются при горении магния, алюминия и
некоторых редких металлов: церия, тория. Поэтому
для получения осветительных составов наибольшей
яркости пламени н применяются в составах алюминий
и магний как металлы доступные в технике.
Двойные смеси окислителя с порошками этих метал
лов в незапрессованном состоянии сгорают очень быстро.
Сжигаемые в небольших количествах (1—5 г] кучкой,
«А
Я
в
■
*
Процентноуечеснондоегро нРиеецмеп
сцеолкырхугчлие
ст
бм
ре
аз
Состасвмебссенйовных Сош
дт
ос
епйвсяос
со
ивав жаниесопсотл
ава
ел
R
o
s
a
*
Основныесмеси ч
веесс.тчн.асеаит- сера уголь ра сера уголь сел
и
т сера уголь сел
и
т сера уголь
р
а
р
а
S
S
KNo,
KNO,
KNO,
KNO,
Селитра — сера . .
1
100
и
76
„ 1
Пороховая мякоть .
75.т
26
г
4
5
Селитра— сера . .
100
Пороховая мякоть .
50
Селитра — сера . .
100
Пороховая мякоть .
75
Селитра— сера . .
Пороховая мякоть .
100
Селитра — сера
100
. .
.
Пороховая мякоть
.
1
2
76
1
1
■12'Т 13-Т
3,25 75,8
21,3
2,9
76
21
3
20
4,3
76
20
4
18,8
5,6
76
19
5
28
6,5
76
28
е
17,3
7,2
76
17
24
1
.
7Ь'Т
U-
76
24
1
2
1 113,5
18.-J-
Й _ з
3
75 т U- 4 1а- т
76
75
94,75 27,ОТ
24
12
30
132,5
33
151
зв
6,5
75,7
9,75
_
13
23
75,5
_
24
76
1
1
1 169,75 39
125 7 b .l- j 12,1 4 IS -ll
16,25 75,5
р.
о
Состав основной
смени
i
Основные смеси
в
X
С остав бел о г о о гн я . . . .
1
ф ел и тр аЦ -А н ти м он и й .
2
.
С остав б ел о г о огн я . . . .
С ея и т р а Ц - антим оний . . .
г ?
к
С 5 KNO,
Кя
S
С
100
20
4
76
/
1
25 Г,2-т
14Ю
76
20
4
1
С остав б ел о г о огн я . . . .
100
76
100
52
Процентное содер
жание полученно
го состава
Sb,S3 KNOg
S
S
с
20
4
12
7 1 ,2
16
1 102 20
4
24
68
4
48 64
Sb,Sa KNO,
1
4 8 -Т
50 5 2 ' Т
. С ел и тр а-j - а н тян вн н й . , .
3^
Оостав образовав
ш ейся смео«
89
с
3 ,2
Рецепт с округле
нием ДО Ц6ХЫХ
несен
С Sb2S,
SbjSj KNOg
16
9 ,6
71
16
1 3 ,3 2 ,7
16
68
13
3
16
10 2
24
64
10 2
2i
« •у
20
4
128
48
20
они даю» вспышку, длительностью от о,1 дб 0,03 сек,
В количествах, превышающих 10 г, они способны сгорать
уже со взрывом, переходящим в детонацию, если сжи
гание производится в оболочках. Наоборот, в прессован
ном состоянии, в виде так называемых звездой, эти
составы горят уже гораздо медленнее.
Смесь нитрата бария с магнием Ba(NO()s + 5 Mg, рас
считанная на полное сгорание, при уплотнении ее дав
лением зооо — 3 500 tajcd1,.горит со скоростью 8—ю мм
в 1 сек.
Пользуясь различной степенью уплотнения, получают
различные составы с большим разнообразием по времени
горения и силе света. Разбавляя выбранную смесь с
магнием или алюминием другой основной смесью, горящей-медленно, мы можем подучить ряд составов по
убывающей степени яркости к увеличивающемуся вре
мени горения. Нужно заметить, что основная смесь нит
рата бария- ИЛн аналогичного ему окислителя с магнием
позволяет при расчете ее далеко отходить от теорети
ческого состава в сторону нагрузки ее магнием. Напри
мер, если 1Гзять теоретически рассчитанную смесь, весо
вое соотношеине которой выражается числами 3,-27 :1,52,
или
Ва (N0,), — 68,3%,
Mg — 31,7%,
и прибавлять к пей порошок магния, то будут полу
чаться составы все с большим и большим содержанием
последнего. Яркость пламени будет возрастать, а ско
рость горения останется без изменения? Предел такой
нагрузки смеси магцием лежи* в составе о 70% содер
жания магния и Зо% нитрата.
'Ракой рецепт смеси еще Дает состав, способный гореть,
но дальнейшее увеличение магния приводит к отказам
в Горении. Это получается потому, что магний, занимая
почти первое место в таблице теплот образования окис
лов, обладает способностью, при высоких темпера
турах, отнимать кислород от тех окислов, металлы которых'стоят по тсплообразовательной способности ниже
его. Поэтому при горении указанной смссн направ
ление реакции можно представить себе ие по уравиетш : _
*
J % r - „ Ва (N0,), + 5 Mg = В #0.+ 5 MgQ + N„
: Д "—' -
‘:
-
.
■;№
f. 0. б образованием ОЬисй бария ЁаО, а, НряйнМ&я ВО
внимание высказанное соображение, что между магнием
н окисью бария может возникнуть реакция
ВаО + Mg = Ва 4 - MgO,
направление реакции примет вид:
Ва (NOs)3 + 6 MgO = Ba + 6 MgO + N,.
В этом случае выделение теплоты будет наибольшим
и энергия горения пределыюй.
Кромё того, образуется до известной степени форсовой состав, который можно нагрузить большим избытком
порошкообразного магния, потому что при горении смесн
накаленные частички излишка магния и образовавшегося
бария выделяющимся газом (N,) будут выбрасываться
в воздух и сгорать за счет кислорода последнего, отчего
весьма значительно увеличивается яркость пламени.
При употреблении в составах магния н алюминия не
обходимо принимать в расчет большую реакционную
способность этих металлов, находящуюся в прямой
зависимости от измельчения их, особенно магния.
Влажность состава в некоторых случаях приводит не
только к порче его, но даже и к самовоспламенению.
Мерой устранения или,, по крайпей мере, наибольшего
уменьшения этой способности порошков магния и алю
миния может являться изоляция поверхности вх от неЬосредственного соприкосновения с другими компонен
тами состава. Достигнуть этого можно, покрывая каж
дую частичку их какой-либо изолирующей пленкой
индиферентногр вещества, например, парафином, воском
целлулоидом. Поэтому важно во многих, если не во
всех, случаях приготовления состава, содержащего
магний или алюминий, последние предварительно Пара
финировать, восковать или лакировать, что одновременно
имеет еще одно хорошее качество — уменьшение распы
ления порошков этих металлов во время приготовления
состава.
Осветительные составы употребляются в изделиях
обычно в виде звездок — цилипдриков спрессованного
состава.
Для прочности звездки употребляются склеивающие
вещества; шеллак»идитол, канифоль,'аравийская камедь
(гуммиарабик) и др. Их употребляют в виде растворов,
которыми омачивается состав перед прессованием, или
м
же в виде составной части как горючей; тогда состав
перед прессовкой смачивается соответствующим раство
рителем, и тлеющий раствор образуется в самом составе.
Последующее высушивание звездокч'яод_жно прово
диться осторожно и не быстро. Раньше 'наивысшей
допустимой температурой считалось — 35—40° С. В по
следние годы практика многих пиротехнических лабора
торий и мастерских показала, что температуры сушки
могут быть значительно превышены без ущерба для
качества изделий.
СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
Сигнальные составы должны давать цветное пламя,
хорошо окрашенное в требуемый цвет, с достаточной
яркостью, чтобы бытьщаметным на больших дистанциях.
Эта задача разрешается применением солей металлов,
обладающих.способностью окрашивать пламя в опреде
ленный цвет.
К таким красителям относятся металлы: натрий, окра
шивающий пламя в желтый цвет, барий и таллий—в
зеленый цвет, стронций и литий — в красный цвет, каль
ций— в розовый цвет, нндий н медь — в синий цвет.
. Выбор смеси, служащей основой состава, находится в за
висимости от желания получить тот или иной цвет пламени.
Наиболее простое разрешение вопроса может быть
достигнуто введением соответствующего красителя
в виде составной части выбираемой основной смеси.
Металл-краситель вводится в виде соли.
Вследствие этогб основная смесь одновременно де
лается и смесью окрашивающей, что создает иаилучшие
.уоловия для образования цветного пламени, так как
состав становится не перегруженным подсобными веще
ствами. В некоторых случаях этн подсобные вещества
являются настолько необходимыми, что без них невоз
можно образовать состав, но по отношению к пламени они
являются балластом. В силу этого лучшим составом цвет
ного пламени будет одна основная— окрашивающая
смесь.
Лучшим окислителем этой смеси будут хлораты,
обладающие хорошим термическим эффектом разложения?
'Отщепление кислорода от хлората является экзотерми
ческим процессом, который при соответствующих .усло
виях может усилиться до степени взрыва.
■
47
Если освобождающийся КйсЛорбД Одновременно всту
пает в какую-нибудь термическую реакцию окисления,
то скорость разложения хлората усиливается, и даль
нейшее его разложение начинает протекать*все скорее,
а в некоторых случаях может закончиться взрывом.
Поэтому хлораты сильно взрывают, в присутствии горю
чих, при нагроваиин и даже при растирании или ударе.
Поело того как взрыв начался в одном месте, в неге
могут быть вовлечены также и избыточные (не участву
ющие в самой реакции) количества хлоратов.
В силу -этого хлоратные смеси и называются ударными
смесями, потому что обладают высокой чувствитель
ностью к механическим воздействиям и требуют самого
осторожного обращения с ними.
Из других окислителей больше всего подходят для
тех же целей нитраты с соответствующим красителем
пламени. Обладая менее энергичным процесеом разло
жения по сравнению с хлоратами, нитраты не могут
дать таких же эффектов окраски пламени.
На отдельных примерах рассмотрим случаи образова
ния состава с цветной окраской пламени.
Зеленый огонь
Из металлов, создающих зеленую окраску пламени,известны барий, таллий и медь, но пользуются исклю
чительно только барием, соли которого вырабатываются
в химической промышленности в достаточных количе
ствах. На составы, содержащие соли меди, в литературе
указаний не имеется. Если окислителем для основной
смеси служит хлорат или* перхлорат бария, с любым
горючим, из которых почти всегда на первом месте
будут шеллак, идитол и сера, то получаем состав-зеле
но го огня — один из самых лучших составов по окраске
пламени. Он состоит только из двух компонентов и не
содержит в себе подсобных веществ, что в технике мас
сового изготовления является весьма ценным качеством.
Рецептура этих составов основана на реакции горении
смесн до полного окисления горючих.
При отсутствии бариевых хлората и перхлората воп
рос несколько осложняется. При невозможности полу
чить хорошую окраску от нитратных смесей приходкРея
пользоваться, как было ранее сказало, основой состава
в виде смеси хлората калия о серой, с шеллаком 'ели
с идитолом.
.
*8 ■
'
Г --. !!.!l!JL f4B i
(
Эти осповные смеси при горении, дают необходимые
термические условия, при которых со ;дается нужная
темнорат^ра пламени, н пламя нх легко воспринимает
окраску от соответствующего красителя, который вво
дится второй основной — нитратной смесью.
Таким образом, чтобы образовать состав, необходимо
выбрать соответствующую основу его н примешать к ней
окрашивающую смесь в количестве, необходимом для
получения результата, удовлетворяющего поставленным
требованиям.
Отыскание этого рецепта производится так же, как п
для осветительного состава. Эти смеси являются слож
ными составами, состоящими минимум нз трех компо
нентов и более. В них нет тех выгодных условий обра
зования цветного пламени, как у составов, состоящих
только из одной основной — окрашивающей смесн. Они
имеют излишний, но необходимый балласт, который
влияет ослабляющим образом на создание наиболее
яркого цвета пламени, и потому от этих составов не
удается получить чистое пламя темных тонов, а полу
чаются светлые тоиа. Из других красителей пламени
в зеленый й;вет, кроме бария, имеется металл таллий, но
on имеет зпаченне только,в лабораторных опытах, а медь
в составах, аиалогичпых только что разобранным, дает сн-'
нюю окраску пламени. Автору удалось подметить возмож
ность окрашивания пламени в зеленый цвет солями меди.
Это представляот интерес и для составов огней дру
гих окрасок пламени, так как, видимо, могут быть
благоприятные условия для получения наибольшей
густоты н чистоты цвета.
Если взять основную смесь нитрата бария с идитолом
или с шеллаком, получается состав, горящий в непрес
сованном виде (россыпью), пламенем бледного зеленого
цвета, почтя без дыма и с большим твердым остатком.
Яркости цвета и некоторого усиления окраски пламени
можно достичь прибавлением’ небольших количеств маг
ния или алюминия.
Срвсом другая степень окраски пламени получается,
.если в эту смесь начнем вводить окрашивающую смесь,
состоящую из окисн меди с каким-нибудь полигалоидным
органическим соединением, исходя из предпосылки, что
медь в присутствии галоида имеет свойство окрашивать
бесцветное пламя в синий и зеленый цвета (реакция на
галонд Бельштейна);
1 $ .И д в ж н е а т п г р о т а х а и п у
49
При горении образованного Гакам способом состава
в газообразных продуктах получается свободный хлор,
который является образователем медных галоидных со
единений в парах, излучающих зеленые и.синие лучи,
и, кроме тоге, усилнвателем излучения зеленых лучей
бариевыми соединениями. Опыты, произведенные в этом
отношении, дали хорошие результаты; получился ряд
составов, давших при своем горении пламя великолеп
ной окраски по своей яркости и чистоте.
При своих положительных качествах эти составы
имеют большой недостаток, выражающийся в том, что
при горении получается много шлака, который нисколько
не влияет на пламя при сжигании состава в виде по
рошка; насыпанного кучкой, и совершенно портит его
при сжигании состава в виде звездки.
В этом случае, при медленности горения, показываю
щей на малую энергию процесоа, шлак остается в форме
самой звездки и не разбрасывается до сторонам. Пламя,
сгорающее внутри состава, выбивается наружу через
шлак, отчего объем его очень сокращается, и, кроме
того, пламя теряет свою окраску. Восстановление его
цвета зависит от разброса шлака при горении состава,
что достигается прибавлением энергично горящей основ
ной смеси, дающей пламя той же окраски или пламя
иной окраски, но хорошо перекрашивающееся в зеленый
цвет.
Поэтому прибавка смеси хлората бария с шеллаком
сразу же улучшает цвет пламейн и прн небольшом
количестве ее создает ряд хороших составов.
1
Красный огонь
Принципы образования рецептур красного огня те жо,
что н для зеленого. Для образования пламени красногоч
цвета вместо металла бария берется стронций; соли
лития не имеют применения, так как не являются эко
номичными.
При отсутствии на рынке хлората и перхлората строн
ция состав красного огня образуется смешиванием двух
основных смесей: нитрата стронция с горючим и хлората
калия с горючим.
Прн отсутствии же нитрата стронция окраска пламени
может быть создана и другими солями его, не являю
щимися окислителями, но тогда не удается получить той
so
Окраски, которая получается от Применения нитрата.
■Пламя приобретает тона, переходящие в розовый цвет,
исчезают яркость и чистота его. Такими веществами
являются оксалат стронция и карбонат его. Их можно по
степенно вводить в основу состава — хлоратнуго смесь —
до получения удовлетворительного результата. Такие
составы применяют в виде тройной смеси — хлорат калия -f сера -f оксалат или карбонат стронция.
Сера также может быть заменена другим горючим.
Уравнение реакции представлено в следующем видо:
1. КСЮ3 + S + SiCO, = КС1 + SiS04 + СО,;
2. 4 КСЮ, + з S + з SrC,04= 4 КС1 + з SrS04 + 6 С02.
Карбонат стронция может быть заменен карбонатом
кальция, дающим чисто розовую окраску пламени, на
пример состав (в %):
бертолетовой с о л и ............................. во
с е р ы ....................................................20
мрамора или м е л а .............................20
Состав с мрамором горит хорошим розовым огнем; от
мела окраска получается менее красивой по чистоте
цвета. Не следует беспокоиться по поводу пепадежности
химической стойкости хлоратно-серных составов, если
в них находится карбонат, потому что он является устранителем причины самовозгорания этих составов и их
стабилизатором.
Существует взгляд, что сора на воздухе окисляется,
и потому смеси . ее с хлоратами являются смесями
неустойчивыми. С течением времени, под влиянием сер
ной и сернистой кислот, образующихся при окислении
серы, хотя бы в самых минимальных количествах, хлорат
начнет разлагаться, и процесс обязательно закончится
самовоспламенением смесн. Действие серной кислоты
на хлорат было указано выше.
Но если в составе имеется карбонат, то появления
свободной кислоты от окисления серы можно но опа
саться, так как она при образовании сразу же нейтра
лизуется присутствующим карбонатом, н этим ликвиди
руется причина самовозгорания состава. Поэтому очень
полезно при изготовлении хлоратно-серных составов,
если не имеется в них карбоната, прибавлять до 1%
карбоната, что стабилизует весь состав и дает полную
уверенность в надежности его прн храиеиии.
4*
51
I
Желтый огонь
Пламя окрашивается в желтый цвет солями натрия,
которые можно употреблять в составах в виде нитрата,
карбопата, оксалата н криолита. От применения нитрата
в составе во многих случаях приходится отказываться
из-за гигроскопичности его во избежание опасности
порчи состава от отсырения.
Карбонат и оксалат натрия служат обычпыми краси
телями пламени, причем перед употреблением сода
(Ма,СОг 10Н2О) должна быть лишена своей кристал
лизационной воды, которую она легко теряет во время
сушки в термостате при 120° С. Оксалат натрия хотя и
не имеет кристаллизационной воды, но тоже должен
быть высушеи соответствующим образом. Ои нмеот
преимущества перед содой в том отношении, что не
гигроскопичен, между тем как сода способпа во влаж
ном воздухе втягивать в себя воду. Кроме того, оксалат
разлагается при болое низкой температуре, чем карбонат.
Окрашивание пламени можно производить введением
в хлоратнуго основную смесь соли натрия в минималь
ном количестве, при котором создается необходимая
окраска. Эти соли могут быть введены также в виде
тройных смесей:
Ж
1 . KC103+ S + -N a 1G0, = KGl + Na2S01+ C0a.
2. 4 КСЮ8+ 3 S *f 3 Na1C!0 4= 4 KG1 + 3 N a^O j + 6 С02.
з.
40 KC10S-fЗС„НИ0,
+ 3Na2G10 4= lo K C l
+ 51003 + 3611,0.
+ 3Na2C 0 ,+
Очень хорошая окраска пламени золетисто-желтого,
цвета получается при горении составов, образованных
окрашивающей смесью с шеллаком и щаволевонатриевой
солью. Эти составы горят быстро, с разбрасыванием
шлака, отчего состав всегда горит с поверхности, но
не из глубины массы, сохраняя поэтому объем пламени
и его окраску.
Синий огонь
Лламя синего цвета получается при использовании
солей меди, из которых преимущественно употребляется
карбонат меди, так как другие соли опасны для хлоратных составов по кислой реакции, которая им присуща,
или же обладают малой способностью окрашивания.
м
I
Кроме обычной двойной хлоратной смеси — основы
для составов цветных огней, в этом случае вместо нее
очень подходяща тройная смесь бертолетовой если,
серы н полусерпистой меди:
4 КСЮ, + 3 S 4 Cu,S = 4 КС1 + 2 CuS0 4 + 2 SO,,
которая может быть составлена по следующему рецепту
(в %):
бертолетовой соли ........................... 66
с о р ы .......................................... ... . 13
полусерннетой меди ....................... 21
Эта смесь сгорает быстро и дает голубоватое пламя,
легко переходящее в синий цвет.
Карбонаты меди берутся в виде малахита СиСО,- Оч(ОН),
или медной лазури, ийи сини 2 CuCO,-Cu(OH),. С успе
хом можно применить и основной карбонат мсдн. Из них
образуются составы аналогично составам рассмотренных
огней. Скорость горения нх довольно велика, при горе
нии образуется много шлака. Тройные окрашивающие
смеси образуются по предполагаемой реакции:
с горной синью:
3 КСЮ, + 3 S 4 2 СиСО, ■Си (ОН), = 3 КС1 + 3 CuS04 +
4 2 СО, 4 II,О;
е малахитом:
2 КСЮ, + 2 S + СиСО, Си (ОН), = 2 КС! + 2CuS0 4 4
+ СО, 4 Н,0.
Огни других цветов
Через смешение основных цветов спектра получаются
цвета промежуточных красок. Чтобы образовать состав,
горящий пламенем оранжевого цвета, необходимо сме
шать составы огней красного и желтого цветов, в коли
честве, зависящем от желаемого оттенка. Чтобы получить
фиолетовый огонь, необходимо смешать состав синего
огая с составом красного огня. Преобладание красного
оттенка дает лиловые огни.
Рецептура этих составов определяется опытным путем,
как это указано было раньше.
69
ДЫМОВЫЕ СОСТАВЫ
Пиротехнический состав, образующий при горении
обильные облака цветного дыма, называется дымовом
составом. При горении всякого пиротехнического состава
образуется дым, но в большинстве случаев он бывает
не обильным. Для создания плотного облака дыма, име
ющего большую кроющую способность, нужны особые
составы, которые дают при реакции большое количество
твердых частичек, образующих непроницаемый покров.
Дымовые составы могут быть получены в результате:
а) распыления твердых минеральных красок,
б) химической реакции,
в) возгонки органических красителей.
Распыление минеральных красок
Сущность этого 'метода заключается в разбрасывании
цветной минеральной краски газами. Получение хоро
шего дымового облака затруднено тем, что очень трудно
достичь раздробленности твердого вещества до величины
частичек дыма. Твердое вещество не удается имеющи
мися в технике способами превратить в столь мелкий
порошок, чтобы каждая частичка по величине своей
могла приближаться к величине, которой характери
зуются дымовые частицы, полученные другими спосо
бами.
Эти частицы всогда получаются величиной, во много
раз превосходящей величину частичек истинного дыма,
и потому при распылении масса "их быстро садится
вниз и не может держаться долго в воздухе, а-кроме
того, ие может дать той плотности, которую имеют на
стоящие дымы.
Отсюда ясно, что чем совершеннее становятся Спо
собы измельчения, тем ближе становится возможность
получения истинных дымов этим: способом.
При совремеппых условиях такжо удается получать
довольно хорошие результаты, но для этого необходимо"
брать большие количества измельченной краски. Кап
показывает опыт, не все краски способны давать удов
летворительный результат. Многие из них оказываются
совершенно пегодными для этой цели. Многократными
испытаниями обнаружилось, что из всех красок наибо
лее удовлетворительными оказались лишь синий ультра
марин, свинцовый сурик и киноварь. Они при топком
и
' '
\и8мельченин всегда давали хорошие облака цветного
дыма, вполне различимые на расстоянии до 2 км и дер
жащиеся в воздухе до 40 сек. •
Xu пи чес кая реакции
Химических реакций, сопровождающихся образова
нием обильного густого дыма, известно не так много.
К ннм относятся:
1) реакции неполного сгорания углеродистых веществ,
при которых не вступивший в реакцию окисления избы
точный углерод разлагающегося вещества выделяется
в виде сажи, образующей черный или серый дым;
2) реакции газообразных веществ, при взаимодей
ствии которых образуются твердые вещества, например,
аммиак и хлористый водород, ацетилен и хлор, йоди
стый водород с хлором;
3) реакции, при которых выделяются окрашенные про
дукты в парообразном состоянии или в виде твердых
мельчайших частичек, рассеиваемых газами, образую
щимися одновременно, например; реакции с иодистымн
препаратами, освобождающие свободный иод, который
теплотой реакции обращается в пар фиолетового цвета;
реакции окисления металлов, образующих цветные
окислы с последующим распылением их в воздухе;
реакции магния, алюминия н других металлов с такими
окислителями, которые при раскислении своем дают
окрашенные продукты, например, смесь перманганата
калня 6 вес. частей и порошка магния 1 вес. часть,
образующая вспышку с зеленым дымом, или смесь
кадмия, серы н окислителя, которая дает прн горении
окрашенный дым, и т. д.
Определение рецептуры этих смесей основывается
на реакции получения цветных дымов.
Возгонка органических красителей
Образование цветного дыма может быть осуществлено
переводом окрашенных веществ в летучее состояние
и рассеиванием их в окружающее пространство. Метод
механического распыления красок при помощи взрыва
не дает хороших результатов, поэтому перевод вещества
в парообразное состояние 'и рассеивание его в окру
жающую атмосферу создают настоящие условия для
образования истинного дыма.
№
' Пар вещества при своем быстром охлаждепии в воз-'
духе, изменяя агрегатное состояние от парообразного до
твердого, создает чрезвычайно мелкую раздробленную
массу вещества, из которой и образуется то, что назы
вается дымом.
Природа некоторых органических красителей дает
возможность исходить из'этого принципа и получать
хорошие цветные дымы.
Исходя из общих положений получения цветного дыма
из оргапическнх красителей н большого опытного мате
риала американских источников, можно сказать, что
образование состава требует соблюдения следующих
условий:
1. Краситель должен быть химически прочным при
горонии состава; быть способным выдерживать нагрева
ние без разложения прн телщерагурах процесса реак
ции, иметь способность легко возгоняться или обраг
щаться в пар.
2. В елучае норехода красителя в жидкое состояние
до превращения в нар он должен иметь точки плавле
ния н парообразования, близко лежащие друг от друга,
чтобы не скоплялось большого количества жидкости,
замедляющей, а иногда и совсем прекращающей горе
ние состава, так как она разъединяет частички основ
ной горящей смеси, обволакивая их нзолирующой обо
лочкой.
S. Основная смесь, теплотой горения которой поль
зуются для возгонки ’красителя, должна иметь, как по
казали опыты, в продуктах горенця большое количе
ство водяного пара н сравнительна низкую температуру
горения.
4.
Сжигание дымового состава, должно производиться?
без доступа кислорода воздуха, так как иначе краси
тель будет разрушаться (сгорать), а не претерпевать изме
нения своего агрегатного состояния.
' Соблюдение зтих основных условий способствует по
лучению дыма.
Ориентировочные определения, указывающие на при
годность органического красителя для указанных целей,
можно произвести прн простом и легком опыте. Неболь
шое количество красителя нагревается в пробирке'. Бели,
краска при этом обнаруживает признаки легкой воз
гонки или парообразования, то она может оказаться,
пригодной, если же она плавится задолго до появления
БЬ
'паров или же начинает разлагаться; то это служит ука
занием на ее непригодность для применения в составе.
Таким способом производится отбраковка исследуемого
материала.
И в этом случае основой является двойная смесь, и к
ней предъявляются требования, указанпые выше.
Наиболее подходящей оказывается смесь, содержа
щая своим окислителем хлорат. Нитраты же являются
гораздо менее пригодными для дымовых составов, по
тому что не могут дать таких ж о условий для образо
вания дыма.
Из горючих веществ признаны лучшими сахар молоч
ный и тростниковый, при горении которых получается
много водяных паров. Поэтому хлоратно-сахариая основ
ная смесь и употребляется почта во всех дымовых со
ставах как создающая наиболее благоприятные .усло
вия получения дыма из Органических красителей.
Рецептура этих смесей сильно изменяется со свой
ствами красителя, заставляя увеличивать количество
окислителя или сахара, что сообразуется с характером
перехода красителя в пар. Количество прибавляемого
к основной смеси красителя зависит от образующегося
дыма, что определяется опытным порядком—сжиганием
в замкнутой оболочке с ограниченным числом отверстий
для выхода газов н дыма, чтобы предохранить горя
щий состав от притока воздуха к нему, потому что при
слишком большом притоке воздуха" получается только
пламя без всякого дыма. Поэтому лучшими оболочками
считаются цилиндрические, хорошо закрытые с обоих
концов и сделанные из картона или металлические,
с достаточной прочностью сгенок, чтобы выдержать давitBHHe газов. Газы, выходя из узких отверстий, с боль
шой силой увлекают с собой находящиеся в летучем
состоянии красящие вещества.
Из многочисленных опытов было выяснено, что если
красителю приходится пройти через раскаленный оста'ток (шлак) горящего состава расстояние больше 3,5—
4,0 см, то он значительно разлагается. Поэтому число
отверстий в оболочке делается с расчетом, чтобы ни
одна частица состава не отстояла от выходного отвер
стия дальше 4 см и диаметр выходного отверстия был
около з мм, потому что меньшие отверстия пропускают
слишком мало дыма. Следовательно,* для увеличения
объема получаемого дыма Можно увеличить длину обо-
.точки, сохраняя диаметр около 7,5—8 см, или, сохраняй
длину, равную той же величине, увеличивать диаметр.
Если нужно увеличить скорость образования дыма,
можно брать состав основной смеон с полной энергией
горения, без уменьшения ее избыточным окислителем,
илн сделать большее число отверстий в оболочке. Это
значит, что каждому данному размеру оболочки соот
ветствуют состав определенного рецепта и определен
ное число отверстий, от перемены которых может изме
ниться время горения и количество дыма.
Белый дым
Состав для образования дыма белого цвета широко
применялся в империалистической войне под названием
смеси Бергера. Следует заметить, что белый дым в Качестве
сигнального средства 'применения не нашел, и все
вопросы, связанные с ним, относятся к ебласти маски
ровочных дымов. Он давал великолепный маскирующий
дым. Для его получении была использована реакция
между цинком и четыреххлориотым углеродом СС14 или,
вместо него — гексахлорэтаном OsCle:
2 Zn + CC!j = 2 Zn Clj -|- С.
Выделяющийся углерод, во избежание порчи цвета
дыма, может быть сожжен кислородом окиелвделя, при
бавляемого в состав. Хлористый цинк, выделяясь в паро
образном состоянии и поглощая жадно влагу воздуха,
образует облако белого дыма.
В первом варианте рецепт состоял (в %) из:
четыреххлористого углерода ....................... 50
цинковой п ы л и ....................................................25
окнси ци нка........................................................... 20
к и з е л ь г у р а ..............................................................5
Последние два вещества брались в качестве поглоти
телей для жидкого СС14.
Во втором варианте эта смесь была изменена для унич
тожения выделявшегося углерода, который портил цвет
дыма, сообщая ему серый оттенок, а также для усиле
ния плотности и густоты образующегося дыма прибав
кой к нему вещества, дающего при возгонке также дым
белого цвета.
—дагшшр
... .
Рецепт этого состава (в вес. частях) был следующий:
цинковой пыли ................................................ 32,0
четыреххлористого углерода.........................41Д
хлората натрия
............................................ 16,3
хлористого аммония.......................................... 8,7
к и з е л ь г у р а ..........................................................1,7
В Америке этот состав был переработан, и получилась
смесь, также образующая великолепный белый дым, но
г не безвредный, а обладающий уже токсичностью, так
I как в нем содержатся фосген С0С1г, окись углерода
СО, хлористый водород НС1 и хлор С12.
;■
f
у
;
*-
,
----- - ^ .Р е д е пт_эт9.гдj j o c r a g a ^ ^
гексахлорэтана . . . ......................
48°/0
бертолетовой с о л и ........................................ 47в/0
у г л я ........................... ... .................................. 5°/о
Цинковая пыль, находящаяся в составе, удорожает его
стоимость. У нас в СССР выработан состав на оспове
возгонки нафталина и хлористого аммония, образующих
хорошие облака дыма. Состав называется смесью Ершова
н изготовляется по рецепту (в %):
бертолетовой с о л и ................................................ 20
у г л я ....................................................................... 10
- хлористого аммония............................................ 50
нафталина ............................................................20.
Недостатком этой смеси является сильная ее гигро
скопичность.
Черный дым
-Черный дым можно получить путем разложения ве
ществ, богатых углеродом, представителями которых являготся непредельные углеводороды, вроде нафталина,
антрацона и др. Теплотой горения обычной основной
смеси эти вещества разлагаются, выделяя углерод в виде
сажн, образующей черный дым. Но можно воепользоваться и реакцией, происходящей между цинком и че
тыреххлористым углеродом или гексахлорэтаном. Мед-,
ленность горения этих смесей заставила заменить цинк
более энергично действующим металлом, кал магний или
алюминий. От количества нафталина в смеси изменяются
оттеикн дыма— от серого до густого черного цвета.
Б»
В Америке был предложен рецепт состава, горевшего
со скоростью 10 см в 24 сек. и дававшего густой черный дым. Оа состоял из следующих составных частей
(в %):
гск с ах л о р эт ан а ................................................ 60,5
магния порош ком ............................................ 18,6
нафталина............................................................20,9
Летучесть нафталина, расстраивавшая "Состав, ft-низ
кая точка плавления смеси нафталина с гексахлорэтаном являлись большими недостатками этой смеси (точка /
плавления нафталина 80°С, гексахлорзтана 184°С, а. смеси
8 частей первого с 20 частями второго — 53,5°С). Поэтому нафталин был заменен антраценом, который в то
же время служил н замедлителем скорости горения состава, что позволяло регулировать действие последнего.
Антрацена бралось 9 вес. частей вместо 8 вес. частей
нафталина.
.
Размер частиц магния также влияет на скорость горения: чем крупнее порошок, тем медленнее идет реак
ция. При сжигании этой смесн очень важно, чтобы оно
происходило прн свободном притоке кислорода. Если
приток его хотя сколько-нибудь затруднить, как это
обычно устраивается для других дымовых составов, т.-е.
если дым выпускать через относительно малые отвер-'
стия, то он становится серым, и не черным. Антрацен
при этом, по всей вероятности, ие разлагается, а возго
няется и улетучивается..Запалом состава делается смесь
(в вес. частях):
.
" '
перманганата к а л и я ...................................,. . 8
.восстановленного ж ел е за ............... • --1Дым получается густой и' черный, лучший, чем: из
остальных составов.
Желтый дым
Дым этого цвета получается возгонкой подходящих
жеттых красителей, из которых хорошие результаты
дает желтый аурамнн, но дым от него получается с зе
леноватым оттенком, который уничтожается добавкой
оранжевого хризондина, образующего отличный оран
жевый дым. Проверкой комбинаций этих краеителейвЫработан состав (в %):
во
•
j ;
г
;
:
(
бертолетовой с о л и ................................................33
молочного сахара .............................................. 24
желтого аураыина................................................34
оранжевого хризоидяна...................................... 9
Скорость сгорания Ю см состава равна 72—75 сек.
Зажигание производится спрессованными столбиками
бертолетовой смеси с углем или пороховой мякоти с
декстрином.
Красный дым
' Красный дым получается от^ применения красителя,
называемого „красной паранитранилиновой", выбранного
после многих изысканий н признанного наилучшим по
получаемому ив него дыму.
Рецепт состава (в %):
бертолетовой с о л и ................................................20
молочного сахара . . . . ; .............................20
красной царавитранилиновой.............................60
Скорость сгорания 10 см состава — 100 сек. Уменьше
нием количества хлората и увеличением на то же коли
чество красителя, при постоянном количестве сахара,
можно получать замедление горения и увеличение гу
стоты дыма. Другими красителями, дающими тот ж.;
‘эффект, являются родамин и паратонер, которые можно
употреблять в отдельности и в комбинации друг с дру
гом (1 :3).
Зеленый дым
Зеленый цвет дыма не был получен из зелоных кра
сителей, его удалось получить лишь из смеси сипего
красителя с желтым. Причем красители, входящие в
смесь, должны обладать по возможности одинаковой
летучестью, т. е. переходить в летучее состояние при
одной и той же температуре и улетучиваться с одина
ковой скоростью, иначе цвет дыма не будет постоянным.
Изменением количественных соотношений, входящих в
Смесь красителей, получаются различные оттепкн дыма.
Темнозелепый- дым получается при горении состава
Чв%):
бертолетовой с .о л и ............................................ 33
молочного сах а р а ......................................
26
индиго искусственного ................................... 2G
аурамина ж елтого................................................ 15
91
Синий дык
Хороший дым получается от применеаия синих краси
телей: синтетического индиго, метиленовой синей и др.
Лучшие составы дает синтетический индиго, образующий
хорошее облако темаоеинего дыма. Примерный рецепт
о этим красителем (в %):
бертолетовой' с о л н ............................................ 35
молочного с а х а р а ................................................ 25
и н д и г о ................................................................... 40
Дымовые составы, применяемые в порошкообразном
запрессованном состоянии, горят относительно медлен
но, что дает возможность получать дым на длительный
промежуток времени.
При необходимости же получить мгновенно большое
облако дыма составы сжигаются в гранулированном со
стоянии в мешочках из ткани.
ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ И ТРАССИРУЮЩИЕ СОСТАВЫ
Зажигательными называются такие составы, которые
при горении легко зажигают всякий горючий и даже
трудногорючий материал, приведенный с ними в сопри
косновение. Этн составы при горепин должны выделять
очень много теплоты, чтобы могла быть температура
примерно свыше 1 000° С.
В этом случае происходит легкое заяшгание дерева
и других легковоспламеняющихся горючих. Удовлетво
ряющие этой цели составы имеют своими компонентами
алюминий, магний или другие металлы, выделяющие
при горении большое количество теплоты. Иавеетво,
что алюминий может хорошо реагировать с окислами
металлов. Он при взаимодействии отнимает кислород у
окисла и выделяет металл в чистом состоянии. Эти
реакции сопровождаются высоким термическим эффек
том, что заставляет продукты горения нагреваться до
2 500—3 000° С. При соприкосновении их с горючими ве
ществами последние легко воспламеняются.
В первом же составе такого рода был применен тер
мит, представляющий собой смесь окиси железа 1с по
рошком алюминия, рассчитанную согласно следующей
реакции:
■Ре20 3 + 2А1 = 2Fe.+ А1,0,. ..д-.v.C
62
Термитная смесь реагирует по спорости различно.
Чем мельче компоненты, тем быстрее проходит горе
ние, и наоборот. Температура горения этой смеси до
ходит до 3 000°С.
Восстановленное железо находится в жидком состоя
нии, оно вместе со шлаком (А120,) излучает ослепительно
яркий свет. МаГний в действии аналогичен алюминию.
По теплотворной способности магний стоит рядом с
алюминием, несколько даже превышая его; однако он
не применяется вследствие своей дороговизны. Если
I алюминий легко разлагает окислы металлов, то разлоя£еиие при его помощи окислителей происходит еще
легче. В этом случае смеси алюминия о окислителями
представят собой взрывчатые смеси.
Все термитные составы с успехом применяются для
зажигательных целей. Термит, помещенный в снаряде,
при горении легко расплавляет оболочку сегмента, и
расплавленная масса, выливаясь наружу, зажигает в этом
месте вое, это способно гореть. Последнее время стали
употреблять для корпусов авиабомб сплавы магния с
алюминием. Горящий сплав такого состава обладает
большой энергией горения, и тушение его весьма за
труднительно.
Вода, горящим сплавом разлагается (2Н20 = 2Н2 + 0 2)
и продуктами диссоциации улучшает условия горения.
Песок, представляя собой в основной массе кремнезем
SlOj, тоже способствует горению, так как при темпера
туре горениясплаваявляется окислителем: Si02 + 2Mg =
= Sl + 2MgO К
•. Сплавы магния получили собирательное название
„электрон". Оан в основном состоят из магния (90—91%)
с Прибавлением циика, алюминия и меди. Имеют тем
пературу плавления около 625°0. Спдавы устойчивы
к действию щелочей, но подвержены влиянию - кис
лот.
' Термитные составы имеют тот недостаток, что очень
трудно зажигаются. Для зажигания таких составов
необходимо пользоваться вспомогательными составами.
Вспомогательные переходные составы приготовляются
из таких горючих смесей, у которых температура вос1 Для тушения электрона и термита может быть прнменеп песок,
но лишь в большом количестве, способном охладить горящий элек
трон. 11 результате охлаждение горение электрона и термита пре
кращается.
'
, -
пламепения постепенно понижается настолько, что на
чальный состав может свободно зажигаться от любой
нитратной, не говоря ужо о хлоратной, смеси. Зажжен
ная начальная смесь безотказно передает воспламене
ние от состава к составу, и последний переходный со
став свободно зажигает термитную смесь.
Зажигательные составы применяются не только для
авиабомб, но и для зажигательных пуль, глазное наз
начение которых — зажигание жидкого горючего.
Близко подходят по составу к зажигательным смесям
трассирующие составы, назначение которых — показы
вать путь полета пули или' спаряда. Горение трасси
рующего состава, помещенного в дне пули нли снаряда,
ночыо и днем облегчает корректирование огня. Для
этой дели состав должен иметь наибольшую яркость
пламени, чтобы свет его можно было видеть на расстоя
нии нескольких километров.
, .
Поэтому главным компонентом трассирующего состава,
кроме окислителя, является магний, так как он резко
усиливает яркость пламени и скорость горения. Он один
среди химических элементов превращает большое коли
чество своей энергии в световые лучи, тогда как в дру
гих веществах большая часть энергии превращается в
тепловую (инфракрасные лучи).
Окислителями для трассирующих составов берут пе
рекись бария, питраты, хлораты, бихромат калия и др.
Из них большее предпочтепие отдают перекиси бария
как очень активному окислителю.
Третьим компонентом состава является вещество, свя
зывающее составные части.- Если окислитель н магний
запрессовать в пулю без склеивающего вещества, то
столбик смеси при толчке (при выстреле) способен раз
дробляться и рассыпаться, что вызывает быстрое его
сгорание, а потому и малое время его действия или
отказ. Однородность массы н значительная связанность
ее достигаются только применением цементирующего, ве
щества, в качестве* которого могут служить олифа, не
которые смолы, воск.
Так как от состава требуется медленное горение,
чтобы действие его продолжалось на большое расстоя
ние полета пули, а указанный выше состав не может
гореть медленно, то к трем приведенным компонентам
прибавляют еще четвертый. Роль его заключается в за
медлении горения и увеличении надежности горения.
64
■
К лучшим веществам Этого рода относятся некоторые
соли органических кислот.
Из этих четырех составных частей н создают трас
сирующий состав. К составу прибавляется еще пятое
вещество, увеличивающее яркость пламени и окраску
его. Пламя состава делается двух цветов: зеленого и
красного.
Трассирующий состав трудно зажигается, и потому
для его воспламенения применяют переходные зажига
тельные составы, аналогичные составам для термитных
смесей.
ВОДОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
Вспомогательными средствами в пиротехнике назы
ваются те пиротехнические. изделия, которые служат
в основном для воспламенения составов.
К самым простым средствам воспламенения пиротех
нических составов относятся: пороховая подмазка, сто
пин, бйкфордов 'шнур, фнтнль.
- Пороховая подлазка
Для воспламеяепня состава пиротехнических изделий
в виде звездой, палительных или фигурных свечей или
других фейерверочных изделий применяется логко за
горающаяся от пламени и искры пороховая мякоть.
Для прикрепления ее к составу, который легко за
жигается горящей 'пороховой мякотью, необходимо сде
лать из нее подмазку.
Пороховая мякоть насыпается в фарфоровую посуду,
в которую подливают понемногу .клеевого раствора, за
тем размешивается роговой ложечкой до коисистенцйи
жидкого теста.
Ив клеевых растворов можно употреблять раствор
аравийской камеди (гуммиарабика), концентрацией до
10% иа воде или в 40% спирте (в случае необходи
мости болео быстрого высыхания подмазки). Можно
также применять и другие-клеевые растворы г мездро
вого, вишневого клея, декстрина и т. п. Лаки спирто
вые, ацетоновые н н а других быстро высыхающих раст
ворителях также находят-применение. Операция'под
мазки пороховой мякотью называется обычно заго-
Для заготовки спрессованного Состава йоДмазка_ на
носится на ■состав роговым шпателем в виде слоя н
оставляется па нем. Высохшая подмазка довольно прочно
держится и хорошо зажигает состав.
Стопин
Стопин представляет собой несколько ниток хлопча
тобумажной пряжи, соединенных в пучок и обмазанных
пороховым тестом или другим каким-либо быстро горя
щим составом. По внешиему виду стопин представляет
собой ленточку сухого порохового теста, прочно дер
жащегося на нитках. ""
Хороший стопип на воздухе горит со -скоростью от
3,5 до 6 cMjteK. В приводной трубке (бумажная -дЛипиая гильза) он сгорает почти мгновенно. Готовится стопин
из нессученной бумажной пряжи. Каждая нитка нама
тывается на отдельную дощечку, вес которой известен,
для того чтобы, зиать вес намотанной нитки. На каж
дую дощечку нитки наматывают до желаемого веса,
которым определяется одинаковая длина каждой нитки
на каждой догцечке. Мотки, снятые с дощечек, кла
дутся в 20°/0 раствор калиевой селитры, которого бе
рется в пять раз по весу, больше, чем ниток. Эта опе
рация производится для того, чтобы сделать иитку сто
пина незатухающей и в том случае, если иа ней в не
которых местах не окажется порохового теста.'
По прошествии 2 часов нитки вынимаются из селйтронного раствора, отжимаются от излишка и подвеши
ваются для просушки (провяливания) до слегка влаж
ного состояния. Затем нитки пропитываются пороховым
тестом, для чего они постепенно разматываются с каж
дого мотка, протягиваются через пороховое теста и- по
выходе из него соединяются вместе в один -общий пучок
или общую иитку, которая наматывается на деррвяиную.
раму.
При этом наблюдают, чтобы на нитках пороховое тесто
лежало ровным слоем» а ие кусками, чтобы стопикные '
нитки не слипались на раме с соседними нитками, и
имели вид ровной ленты. '
По заполнении'рамы' столищ)*;, ее веш&ют для проч*,'
суйки последнего. >;
Просушка досада® быть медленной. Если желают по
лучить стопин- горят,™ болеё быстр’о, то поел# пеболь»
.Шого Провяливания стопин на раме обсыпают сухой По*
аховой мякотью или, как говорит, опудривагот его мя'тщо и затем уже окончательно высушивают. Вu г;ex
it стопин срезают с рам в виде ниток, связанных
лучки по 400—боо г, и хранят в сухом помещении.
'Пороховое тесто готовится по следующему рецепту.
ЗЗ'медиуго или эмалированную чашку наливают воды по
есу в пять .раз больше веса ииток и в ней растворяют
Аравийскую камедь или вишневый клей в количестве,
Составляющем 0,25 веса ниток. Затем в такой клеевой
•раствор понемногу всыпают пороховую мякоть, взятую
в количестве, превышающем вес ииток в 12 раз. ВсЬт
пание мякоти производят при хорошем размешивании
ее в воде, отчего к концу операции получается одно
родная полужидкая пороховая масса. При замене воды
40% спиртом тесто на нитках высыхает быстрее.
Бикфордов шпур
Бикфордовым шнуром называется медленно горящий
огнепровод,. представляющий собой слабо спрессован
ный столбик шнурового дымного пороха,. заключенного
■в две оплетки из ниток джута, льна или пеньки. Через
пороховой столбик проходит Одна или две контрольные
хлопчатобумажные нити. Шнур готовится для взрыбаиия капсюлей детонаторов, воспламенения дымного по-'
роха и пиротехнических составов. В зависимости от при
менения шнур иаготовляется трех видов:
а) белый — для взрывных работ в сухих местностях;
б) черный асфальтированный — для подрывных работ
■д сырых местах;
t ,,в) гуттаперчевый, коричневый — для подводных работ.
^.•Днурввой порох имеет следующий состав: селитры
“ фясвой 78%, серы 10% и угля 12%.
Р н у л !’не Должен иметь трещин, переломов и следов
"дмошот.' Асфальтированный и гуттаперчевый шнуры
Йляены быть* водонепроницаемы, оболочки их при тем!;ратуре 28“ 6;не должны делаться мягкими и липкими,
при темпер$фуре — 15° С они ие должны ломаться. ■От
резок шнура к ,600 мм длиной должен гореть 58—68 сек.,
В месте горения допускается лишь небольшое искреВ омельниз^ точках шнура.
ощй^йбывнвйёиного шнура, выделывается также
нетлешцей оболочкой. Этот сорт бикфордова
шнура отличается от обычного тем, Что оплетка его Про
питывается огнеупорным составом, устраняющим тлеине
оболочки и искрение при горении сердцевины.
ФнтЫв
Фитилем называется пучок хлопчатобумажных нитей,
оплетенных снаружи такими же нитками. Он имеет вид
шнура толщиной 10—20 мм, любой длины. Шнур про
питывается в растворе бихромата калия и окрашивается
им в желтый цвет. Фитиль легко загорается от пламени
спички и-тлеет, образуя раскаленный уголек, Способ
ный прожигать лист бумаги и зажигать различные пи
ротехнические составы. Скорость- горения фитиля в без
ветренном месте — около 4 0 -4 5 см в час. На ветру он
горит скорее.
Фитиль является необходимейшей принадлежностью
при сжигании фейерверка или каких-либо одиночных
пиротехнических изделий как постоянный источник огня
для поджигания.
ЛАБОРАТОРНОЕ ПРИГОТОВЛЕНИЕ
СОСТАВОВ
Хорошего действия пиротехнического состава, т. е.
получения от состава полного эффекта действия, на ко
торый он способен, моасне достигнуть только при сле
дующих условиях;
1 ) необходимым н 5практически достижимым измельче
нием компонентов состава н
2) наиболее полным смешением их между собой.
При этих условиях образующиеся смеси будут обла
дать свойствами, необходимыми для полноты взаимодей
ствия веществ смеси между собой. Исходя из этих по
ложений, работа по приготовлению составов разделяется
на измельчение составных частей н на последующее
смешивание их между собой, со всеми вытекающими
из свойств состава мерами предосторожности.
з
,
Иамельчение веществ
'
В лаборатории измельчение веществ, в зависимости
от их природы, чаще всего производится путем расти
рания или толчения. В небольших количествах многие
1 вещества измельчаются растиранием их в ступках, фар
ф оровы х или стеклянных, соответствующими пестиками.
; Измельчение веществ в количествах, превышающих
'.200—300 а, в1ступках производится слишком медленно,
!<а 'потому для ускорения прибегают к растиранию ве^ществ на стирочных лотках и столах, к измельчению
""Я кожаных мешках или измельчению в железных, дёревинных или кожаных Рочках (барабанах).
fL
Стирочный стол
tj, ’ .Стирочный стол изготовляется из какого-нибудь тверА‘
дерева. Поверхность его гладко и ровно выстругн1, / я ^ р я /'Р а з м е р ы -его произвольны. Он делается в виде
неправильного восьмиугольника, который получается
срезыванием углов у прямоугольного стола (рис. 1).
Шириной стол делается не более 1 л, для того
чтобы работающий, наклоняясь, мог легко достать-до
середины етола, длина же его может быть равной ши
рине или раза в полтора больше. К краям стола приде
лывают закраины высотой 2,5—3,0 см, для того чтобы
растираемые-вещества не могли ссыпаться иа пол.
На середине одной из сторон стола, в закраине, де
лается выемка, в которую во время работы вкладывается
вставка, предохраняющая из
мельчаемое вещество от просы
пания на пол. После измель
чения нужно вынуть вставку
и вещество можно легко ссы
пать со стола в подставленный
ящик. Подставки для столов
должны устраиваться прочными,
чтобы во время работы стол не
шатался. Поверхность стола и
закраина должны всегда содер
жаться в надлежащей чистоте и
сохранности. Поэтому столы, ког
Рис. 2, Стирочный лоток да па них не работают, должпы
быть покрыты хорошей клеенкой.
Вместо стирочного стола для растирания веществ в не
большом количество можно употреблять стирочные лотки,
которые устраиваются совершенно так жо, как и стиро'чные столы, ио отличаются от них меньшими разме_ рами и не имеют подставок (рис, 2).
Размер их большей частью не превышает 1 л подлине
и 0,5 м по ширине. Растирание рещеетв иа отОлах или
лотках производится деревянными стирками, называе
мыми курантами (рис. 3), которые изготовляются также
из твердой породы дерева. Они имеют вид плоского
круга, снабженного с одной стороны, в самом цевтре,
довольно длинной рукояткой.
Стирки изготовляются преимущественно ‘из клена, а за
неимением е г о —из бука или из хорошей березы.
Нижняя поверхность стирки имеет диаметр 15—25 см,
а толщину в середине— около 4—4,5 см, уменьшающуюся
к краям. Для собирания (сгребания) растираемых ве
ществ в одно место употребляются деревянные лопа'точки (рис. 4), Называемые шпателями. Делаются они
Рис, 3. Кураат
Рис. 4. Ш патель
из клена иди березы и,такой величины, чтобы было
удобно ими работать.
Внешне они подобны тонким малярным шпателям с до
вольно острыми нйяшнми краями, срезанными несколько
наискось, для того чтобы они плотнее прилегали этими
краями к поверхности стола и чище собирали с него
измельчаемое вещество.
После* измельчения вещество обычно просеивается
через сита — волосяные или шелковые. Лучше, конечно,
пользоваться шелковыми ситами, потому что оии отсеи
вают гораздо более тонко измельченные частички рас
тёртого вещества и тем самым способствуют приготов
лению хорошего состава.
При просеивании вещества через сито для устране
ния разлета мельчайших частичек его сито вставляется
в поддон, а сверху накрывается крышкой.
Как поддоны, так и крышки имеют такое же устрой' ство, как и сита, но отличаются от них только тем, что
дно их затянуто не волосяной или шелковой сеткой, а
хорошей тонкой кожей или клеенкой. Диаметр их де
лается таким, чтобы они плотно находили на сито.
Процесс растирапия веществ на стирочном сто те нли
Лотке производится* следующим образом; материал, н&-
V,
!
значениый для измельчения, высыпается на стол или
лоток в небольшом количестве, примерно около 1—1,5 кг
на стол, а на лоток — 500—750 г, и подвергается рас
тиранию стиркой. Стирка накладывается на измельчае
мый материал, придавливается к нему при помощи ру
коятки одной или двумя руками н кругообразным вра
щением раздавливает н растирает измельчаемое веще
ство. Это вещество разбрасывается по столу или л о т у
тонким слоем, затем снова собирается со всего стола
или лотка в общую кучу и вповь подобным же образом
растирается до нужной степени измельчения. После этого,
собрав весь измельченный материал в одно место, осто
рожно, чтобы он не пылился, прн помощи одного илн,
лучше, двух шпателей его перекладывают в сито,
вставленное в поддон, закрывают крышкой и качательными движениями на руках просеивают. Или же, поста
вив сито па два бруска, положенные на стирочном столе
или каком-либо другом столе, двигают сито вперед и
назад но этим брускам. Для более успешного просеи
вания сито по временам встряхивают, ударяя по нему
руками или производя легкие удары поддоном о бруски.
Просеянное вощество, после разборки сита, высыпают
из поддона н затем продолжают работу. Остатки, пору
чаемые в сите, снова растирают н проееиваюд. Поело
просеивания всего измельченного материала поддон н
крышку хорошо вытряхивают, обметают щеткой или гу
синым пером и окончательно обтирают полотенцем или
чистой ветошью. То же самое делают. и со стироч
ным столом или лотком, наблюдая, чтобы они после
каждой операции были совершенно чистыми, чтобы на
иих пе оставалось и следов растираемого вещества. Осо
бенно это важно в том случае, когда растирался хло
рат. Для растирания хлоратов лучше иметь специально
только для этого предназначенный стол или лотов во
избежание всяких неприятных последствий. На стироч
ных столах обыкновенно растирают соли, а также поро
ховую мякоть, если она слежалась в комки. Иногда н
порох обращают в мякоть на столах.
Бочки
Бочки, или барабаны, для измельчения веществ изго
товляются нз дубовых досок и обтягиваются для яре-5
пости двумя медными обручами* Окотря по ко J ..... '
измельчаемых веществ, они делаются различной,вмести", мости. Диаметр бочки обычно бывает от 50 до 75 см,
|'$ высота — от 17 до 25 см, т. е. в трн раза меньше диа¥Йв1|ра (рис. Ь). На внутренней боковой поверхности баЦравана прикрепляются на равном расстоянии между
ГООбой закругленные бруски высотой 10—20 ям, выпол‘ йяющие роль лопаточек, поднимающих измельчаемый
’ материал е шариками во время вращения барабана на
некоторую высоту, с которой он и сползает снова вниз
по слою поднимаемого нового материала. Снаружи бочки
Рио. б* Вочва для измельчения веществ.
на боковой поверхности делается четырехугольное от
верстие, служащее для загрузки и выгрузки материала.
Отверстие закрывается плстно пригнанной крышкойвтулкой, края которой заходят за края отверстия по
крайней мере на 10—12 мм и для более плотного при
легания обиваются сукном или байкой. Поперек втулки,
близ се концов, прикрепляются две медные полоски. На
выдагощихсяконцах этих полосок делаются 4 отверстия,
которыми втулка насаживается на 4 болта, укрепленных
в соответствующих местах поверхности бочки; на концы
этих болтов навинчиваются гайки, что и позволяет проч
но вакредлть на месте вставленную в отверстие бочки
крышку-втулку.
Бочка насаживается на горизонтальную железную ось,
т у щ п . айшнЩ-ю деревом, а снаружи на одном конце
(
’
'
имеющую рукоятку для приведения бочки во вращатель
ное движение рукой работающего или шкив ремня от
электромотора. Для работы при помощи бочки устраи
вается специальное помещение. Измельчение веществ
в бочке производится при помощи небольших бронзовых
шариков, диаметром 10—12 мм. Количество шариков,
употребляемых для измельчения, берется по весу раза
в два больше взятого вещества. Скорость вращения
бочки — в пределах 15—20 об/мин. Время измельчения —
от 2 до 4 часов.
Для отделения измельченного вещества по окончаини
работы от бронзовых шариков в боковое отверстие бочки,
вместо втулки, вставляют медную решетку о мелкими
отверстиями, устроенную подобно втулке, но только в ввде
рамки, в которой прочно укрепляется медная решетка.
Для собирания просеиваемого материала под бочку
ставят ящик, а на верхние края его устанавливают
клеенчатый чехол, покрывающий всю бочку и устраняю
щий распыление материала. После этого бочка снова
приводится в движение, но с меньшей скоростью, отчего
вещество постепенно пересыпается из бочки в ящик, а
бронзовые шарики остаются в ней.
Затем бочку останавливают, дают осесть пыли и, сняв
чехол, хорошо обметают в ящике ручной щеткой места,
иа которых осела пыль измельченного материала. Затем
измельченный материал просеивают и насыпают в банки
или в ящики, в зависимости от свойств вещества и его
количества.
В последнее время появились для измельчения хруп
ких веществ фарфоровые мельницы. Мельница •состоит
из фарфорового цилиндра высотой,, равной диаметру или
несколько менее диаметра. Цилиндр имеет два сплош
ных дна. В одном нз них сделано загрузочное отвер
стие, закрываемое пробкой-втулкой. Вращение такого
цилиндра производится двумя двиясущимися в одну сто
рону катками, на которые цилиндр и кладется цилин
дрической поверхностью. Катки приводятся в движение
механической уотановкой. Измельчение материала в цилиндро производится фарфоровыми шариками, засыпае
мыми в иего вместе с веществом.
Кожаные вешки
Для превращения дымного пороха в мякоть дли круп
ного- \г,чя в мелкий порошок употребляют Цожадый ■
Н
мешок, сшитый из плотной мягкой гофтовой кожи. Мешки
делаются в виде цилиндра длиной около 60—70 см, а
шириной около- 30—to ел. С одного конца цилиндра
пришивается дно, а с другого — рукав, стягиваемый про
тянутой скйозь него прочной бечевкой или ремнем.
В такой мешок насыпают порох или раздробленный
в ступке уголь в таком количестве, чтобы они свободно
могли в нем пересыпаться; затем, завязав плотно мешок,
кладут его на толстый деревянный чурбан или колоду
и бьют по нему большой деревянной колотушкой дотех
пор, пока не станет заметно, что находящийся в мешке
материал уже значительно измельчился; тогда развязы
вают мешок и полученный порошок просеивают.
Просеивание измельченного пороха производится толь
ко через шелковое сито, чтобы Ъ мякоти не осталось
крупинок пороха. Для просеивания угля употребляют
разные сита, смотря по тому, для какого рода состава
он будет употребляться. Если он предназначен для пла
менных составов, его просеивают через шелковое сито,
а если для искристых — то через волосяные сита в даже
грохот.
Хранение измельченных веществ
Раетортые и просеянные -вещества в небольших коли
чествах хранят в плотно закупоренном виде в стеклян
ных или в фарфоровых банках илн в небольших ящи
ках и боченках о крышками. В больших же количествах
вещества хранят в бочках или больших ящиках, также
tc крышками. Внутри ящики выкладываются хорошей
гладкой бумагой. Все гигроскопичные вещества укупо
риваются в герметически закрываемую укупорку и хра
нятся, в сухих помещениях. На укупорке наклеивают
бумажный ярлык- с обозначением вещества, его веса и
состояния чистоты.
Перемешивание состава
В перемешивании составных частей между собой до
получения однородней смеси заключается дроцеос при
готовления пиротехнического состава. Для перемешива
ния веществ, входящих в составы, употребляются раз
личные способы, в зависимости от свойств образующей
с я смеси. Цель, этого процесса заключается в равномер
ном распредёлеции fecex составных частей сложной «меси.
1 вя 0я этого возможно достигнуть легче и соР а«гР вДле, если вещества будут перемешиваться не
в.ерOf®9 # имеете, а постепенно, таким образом, что песразУ ВОлю'ГсЯ сначала два вещества, затем к ним прир е м е ^ ^ ^ р е т ь е , которое смешивается с двумя первыми,
бавл^ют rfe к тРойн°й смеси прибавляют четвертое и т. д.
пою »1 У^дротовленни пламенных составов полезно сиаПрА п1учить смесь всех горючих веществ и к нии в
чала полУ- очередь прибавить окислитель, а которым
посЯ^Д^меШ вть первую смесь.
xopot110
перемешивания зависит от времени оиераКа<*еС1 *боЛ*,ше времени она проводится, тем полнее
распределение компонентов между собой
Чин;[Т
ша“е ональпо
^
соверш
взятым количествам, конечно, до неррЦШ^
^
**
п р о а ^ Шпредела.
котороГ°
?ог„° ре^ешивання веществ состава употребляют те
ш А п ®|л0обления, что и для их измельчения, т. е,
‘|J1^nBcii°0
------- ступки,
--------- --------— лоткн,
JlPB й столы,
мешки, кожаные бочки,
°< НЫбаЗм’ а в
илн
л некоторые другие аппараты.
мазеТеР1щ 0чНИ? столах или лотках составы приготовНа ст 0среДством тех же ^ р о к и шпателей, причем
ляготС'я п 2ютеЯ те же приемы, как и при растирании
употУеСлЧ1р 0 этом тщательно наблюдают за тем', чтобы
веще<?т®' инструменты смешивания были совершенно
столг* Иче имели на себе каких-нибудь посторонних,
4HCTtJ 11 >верДых>веществ, как, например, песка, ныли,
особе*1®0 п.
грязй и 1"^одится динамический состав, в который вхоЕсЯ® ГОра, сера, “ елкий уголь, пороховая мякоть, то
дят селНтт 0чередь отвешивают нужное количество' по
в пер®Уго_еяяпРы и ссыпают ее с чашки весов иа лист
рецеп^У
лучше, в специальную деревянную лакиробумаг® Я1 щйУ нли ящик, из которых и высыпают селиванну*0 4 ца стирочный стол или лоток, где растирают
тру у'ие дм, Для того пт°бы уничтожить в ней слежавее кура®т щчки- Затем таким же порядком отвешивайт
ц щ е с Д ^ ^ - - хcCiJHaB
Т Т Т Я П
АР.
Т
ТЛ растертой
П Я Л Ф А П гпЛ Й Л
А .ТГС Т Ф П А
П А П А А ГА ТТШ по
селитре,
перемепшсеру
деревянными шпателями, а потом куранвагот йнач1 я его кругообразно и в то же время слегка
том, вр*®* g столу, .отчего смесь, так же как и При
приж0м8Я,, веществ, распределяется по столу тонким
растир1??*’ меРе т°Го как происходят это рассыпание,
‘ слоем- gjpa»T ншателем в общую кучу и опять расти-
.№
paro-t курантом, продолжай это до тех пор, пока Оба
вещества хорошо перемешаются между собой.
Если смесь собрать и провести по пей слегка куран
том, то на образовавшейся полосе не должно -быть за
метно ни белых, нн желтых пятен или полосок, что
н является признаком хорошего смешения.
Перемешав таким образом селитру н серу, прибавляют
к ним мелкий уголь и перемешивают его точно так же,
как и селитру с серой; наконец, к полученной тройной,
смеси примешивают пороховую мякоть, и окончательно
смешанный состав собирают шпателем к тому месту
стола, где в нем сделана выдвижная завранна. Выиув
закраину, осторожно ссыпают состав в чашку или ящик
с крышкой и относят для храиеняя или для следующей
операции.
После приготовления состава стирочный стол обме
тают ручной щеткой или гусиным крылом, как можно
чище, н потом уже хорошо вытирают холщевым поло
тенцем или тряпкой; наконец, для предохранения от
пыли покрывают стол клеенкой.
Сметки со стола, а также просыпавшийся на пол
состав собирают вместе н ссыпают в посуду с неболь
шим количеством воды. Если в состав входит круп
ный уголь или металлические опилки, то эти два
вещества стирками' не растирают, а прибазляют к гото
вому уже составу, причем уголь перемешивают с иим
тут же на столе, при помощи только шпателей. Что
же касается опилок, то и х . прибавляют к составу на
клеенке Или в том ящике, куда ссыпают готовый состав.
' , ОпйлКИ перемешивают с составом шнателем или иро| руками, продолжая это до тех пор, пока, они равно
го распределятся по воей массе состава.
1тобы ие испортить составы с крупным углем или
г опилками, оберегают их от всякого сотрясения, так как
Уйв сотрясения опилки опускаются вниз, а уголь подни
м а е т с я кверху. Такие составы перед употреблением
1;.Ввобходимо перемешивать вновь.
У'1 В ступках состав приготовляется рвдво и притом
"в небольшом количестве. Ступки для этой, цели приме" Ияются из серпентина, а пестики к иим, для безопасно
сти, делаются из какого-нибудь мягкого, неслоистого
|а^дерева, как, например, из березы или липы.
За неимением серпентииовых ступок можно употреб
л я т ь етупки стеклянные Или фарфоровые с деревянщ-
нЫми пестиками, Барабаны для смешения йен/еств упот
ребляются такие же, как н для измельчения материалов,
с той лишь разницей, что барабаны делаются не только
деревянные, но и кожаные, и ось вращения не прохо
дит через барабан, а состоит из двух частей, которые
на одпом конце устраиваются,в виде четырехкоиечной
лапы, прикрепляющейся ко дну барабана медными шу
рупами.
При смешивании в барабанах-бсчках вещества закла
дывают сразу все вместе, за исключением только круп
ного угля и металлических опилок. Сюда помещают и
деревянные кубики твердой породы дерева, например,
бакаутового, в количестве, равном весу состава.
Все содержимое бочки пересыпают вместе с кубикайи
и перемешивают при скорости вращения 20—25 об/мин.
Время обработки — от 30 мин, до 1 часа. Количество
приготовляемого состава — не больше 10—15 кг.
Составы с хлоратами
Составы с бертолетовой солью или другими хлоратами
или перхлоратами всегда приготовляются небольшими
порциями, примерно юо —200 г и даже менее вслед
ствие возможных воспламенений состава при неакку
ратной и невнимательной работе. Приготовление таких
составов производится смешением компонентов на глад
кой бумажной или клеенчатой подстилке, а еще лучше —
на лайке илн замше, под которые подкладывают плот
ный слой войлока или сложенное в несколько раз сукно.
Для этой цели обыкновенно употребляют небольшие
деревянные лотки, которые предварительно обивают
войлоком или сукном, а потом поверх уже обтягивают
клеенкой илн кожей (лайкой, замшей, сафьяном). Лотки
делаются с закраинами, но без выдвижных вкладок.
Для смешивания веществ на таких лотках употреб
ляются резиновые пробки или мягкие, так называемые
бархатные, пробки, не содержащие в себе никаких таердых частичек. Для собирания состава применяют рого
вые ложки, совки и ножн.
Пробками растирают смешиваемые вещества по возложности без давления на состав, не сильно прижимая
пробку к клеенке или коже.
Основным правилом приготовления таких составов
является порядок перемешивания компонентов. Хлорат
78
йЛи перхлорат прибавляется к еМесй последним, т. е.
после того как вое вещества, входящие в состав, будут
хорошо уже смешаны'между собой.
Другим безопасным способом смешения веществ
является мешочный способ. Мешки делаются из мягкой
кожи- шириной от .7 до 10 см, а длиной— от 25 до
40 см. О открытого конца мешок затягивается ремнем
или тонкой бечевкой. В такой мешок всыпают все веще
ства, входящие в состав по рецепту, и, завязав откры
тый конец, перетирают компоненты .руками, время от
времени пересыпая их из одного конца мешка в дру
гой. Операцию ведут в течение 1 5 — з о мин. В мешке
указанных размеров можно смешивать в один прием от
0,5 до 1 кг Веществ.
)
ИСПЫТАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ
СОСТАВОВ
' Пиротехнический еостав представляет собой смесь,
подготовленную для реакции. Внешнее воздействие
теплоты возбуждает взаимодействие соединенных компо
нентов, и в зависимости от количества воздействующей
тепловой энергии в составе могут возникнуть разлит»
ные реакции, включительно до реакции воспламене
ния.
Другим важным фактором, дейстаующим на состав, •
будет влажность. Она изменяет существующие условия
сухого состава на условия, наиболее благоприятные для
взаимодействия смешанных веществ, создавая самое
лучшее соприкосновение их между собой; с другой
стороны, вода, увлажняющая состав, является веще
ством, вступающим в реакцию с некоторыми из компо
нентов состава.
Для суждения о пиротехническом составе необходимо
знать его отношение к различным внешним воздей
ствиям на него.
С этой целью составы подвергаются испытаниям:
1 ) на чувствительность в удару и трению, 2 ) на опре
деление температуры вспышки, з) на воспламеняемость,
4) на самовоспламеняемость, б) на гигроскопичность.
Эти основные испытания или пробы могут характери
зовать состав с точки зрения возможности применения
его дли практических целей. Для полной же характери
стики состав нужно подвергнуть еще целому ряду дру
гих испытаний, обусловленных не только общими свой
ствами состава как взрывчатого вещества, но и его
специфическими свойствами как состава динамического^
пламенного или дымового и т. п. Ниже будут описаны
л и т ь перечисленные выше испытания. ■
-д а
' 4
Определение чувствительности к удару и трепшо
Чувствительность состава к удару и треииго опреде
ляет его механическую стойкость, т. е. способность его
в практических условиях выдерживать без воспламене
ния или взрыва все случающиеся толчки, удары
и т. п.
' Знание этой характеристики создает представление об
условиях обращения с составом н служит критерием
для установления мер безопасности при работах с ним.
Испытание производится на копре для определения” !
чувствительности в удару ВВ, в штемпельном аппарате '
Каста. Обыкновенно испытания ведутся о о,05 г состава. J
Д ля каждой высоты падения груза делается е ударов.
По составу не производят больше одного удара. Поверх
ности штемпеля, попадающие под действие взрыва,
каждый раз тщательно очищаются; поврежденные съем
ные детали заменяются новыми.
Температура опыта ие должна выходить из опреде- )
ленных границ и обычно может колебаться в пределах 1
15—20° 0.
1
Границей чувствительности к удару считают ту высо- I
ту падения груза, начиная о которой происходит хотя 1
бы один отчетливый взрыв в ряду по возможности непре
рывных испытаний. Несмотря на простоту и ясность
способа, абсолютные величины при испытании на копре
получить невозможно.
1
В зависимости от конструкции, внешних условий (воз
дух и температура), физической структуры и влажно
сти состава, числа ударов, выдержанных аппаратом '
Каста, получаются для одного и того зве испытуемого
состава неодинаковые результаты.
*На определение чувствительности к трению до настоя
щего времени нет официально принятого прибора.
Для зтой цели пользуются фарфоровой ступкой с фар
форовым пестиком. Самое минимальное количество соот.ава растирается в ступке, и если при этом наблю
дается потрескивание иля маленькие взрывы, то, оче
видно, этот состав требует большой -осторожности
в обращении с ним. Более точно чувствительность к тре
нию можно определить на маятниковом аппарате, при
нятом в Америке для определения чувствительности ВВ
к трению (рис. 6). Этот аппарат состоит из стальной
Прочно установленной плиты, по поверхности которой*
. V
*1
скользят о трением металлический башмак, укреплен
ный на маятниковом подвесе.
Плита имеет гладкую поверхность в 8,3 см шириной
н в 30,6 см длиной. По середине поверхности выдолб
лены три параллельных" желобка в направлении, перпен
дикулярном движению башмака. В желобки помещают
испытываемый состав. Башмак может быть одет дере-
Р яе. А. Маятниковый прибор ддя испытания на трение
иом или другим материалом. Вес его изменяется в .пре
делах 1—20 кг. Радиус кривизны башмака- 28,7 см.
Высота падения колеблется от 0,5 до 2 .я.
"л~~"
Определение воспламеняемости состава,
Воспламеняемость состава определяется кратковремен
ным повторным воздействием пламени бунзеновской
горелки и воздействием луча огня бикфордова шнура.
Для сравнения величии чувствительности к воеплаиерениго по первому способу_^а_ндалон принимается какоенибудь стандартное ле сковоспламеняемое вещество, на
пример винтовочный порох: Воспламеняемость по первому
методу определяется прибором, устройство которого
показано на рис. 7.
6
82
-
.
-
(^Испытуемый состав помещается в железной чашечке,
разглаживается шпателем, причем снаружи чашечка
весьма тщательно обтирается от попавшего иа наруж
ную поверхность состава при насыпании. Внутренние
размеры чашечки: глубина 0,25 см н диаметр 2,8 см.
В состоянии равновесия чашечка находится от отвер
стия горелки на 2,5 см. Она помещается на маятпике,
свободно качающемся между двумя стойками, укреплен
ными вертикально на прочной металлической площадке.
ияеыости состава
Угол отвода маятника для качания определяется дуго
вой шкалой. Перед каждым определением проверяются
длина пламени и давление газа в сети. После каждого
опыта горелка устанавливается нз вертикального в гори
зонтальное положение, для того чтобы пламя направля
лось в сторону и ■ не нагревало головку горелки
при длительных испытаниях. Испытуемый состав, по
мещенный в чашечку, качанием маятника, пущен
ного с другой шкалы, проносится через пламя газовой
горелки до тех пор, пока не наступит воспламене
ния.
6* '
83
Ч Й * . 489
л..'-л
W.
Отмечают или начальное положение маятника {угол
отклонения), при котором воспламенение наступает при
порвом качании, или же число качаний при данном от
клонении, требующемся для воспламенения состава.
Испытание чувствительности к воспламенению от луча
огня горящего бикфордова шнура не требует специаль
ной установки и приборов. Испытуемый состав спрессо
вывается в небольшую цилиндрическую звезду (10 г), и
к одному из оснований впритык подводится укреплен
ный в штативе отрезок бикфордова шнура и с другого
конца поджигается. Такое испытание считается жесткой
пробой, так как состав подвергается действию луча
огня горящего дымного пороха, имеющего высокую тем
пературу.
Определение температуры вспышки (воеилачеиеипя)
Существуют два способа определения температуры
вспышки. Одни из них основан на медленном нагрева
нии испытуемого вещества, другой — на быйгром. По
первому способу испытание проводят следующим обра
зом. Прибор для испытания представляет собрй желез
ную чашку диаметром Ы см н высотой 7 бм; чашка
наполняется сплавом Вуда с таким расчетом, чтобы
уровень его находился ниже верхнего среза чашки на
2 см. В центре баии на глубине 30 мм устанавливается
термометр, защищенный от повреждения при взрыве.
Стеклянные пробирки для испытания имеют внутренний
диаметр 14 мм, длину 120 мм и толщину стеиок ие
меньше 0,5 мм. Они опускаются в баню на глубину •
20 мм., Температура бани выравнивается - посредством
мешалки и должна быть при опускании пробирок в Ю0°С.
Пробирки о навеской состава от 0,05 до 0,1 г помещаются
в баню, температура которой с этого момента повышается,
на 20° С в минуту до тех пор, пока не произойдет
вспышки или разложения состава. Испытание повто
ряется три раза.
Способ определения быстрым нагреванием заключает
ся в следующем. В железном тигле помещают 1—1,5 кг
сплава Вуда и нагревают газовой горелкой до тсмпера'туры, при которой ожидается воспламенение состава.
Для устранения большой потери теплоты нагреваемого
тигля его одевают асбестовой рубашкой. Сверху тигель
покрывается асбестовым кружком с отверстиями для
84
термометра и дЛя металлической гйльзоДки с испытуе
мым составом.
Несколько выше дна Тигля в асбестовой рубашке
делают по окружности В-*—4 отверстия для выхода газов
горящей горелкн. Большинство же таких приборов на
гревается электрической энергией. Навеска состава
в о,'05 г насыпается в металлическую гильзочку длиной
8—ю см, дйаме^ром 5—6 мм и толщиной стекок 0,25—
0,30 мм. Легкими ударами дном гнльзочКи о стол состав,
приставший к стенкам, стряхивается на дно, и затем
гильзочка с составом помещается в нагретый' сплав.
Погружение гильзочки с составом в сплав делаетсятолько тогда, когда устанавливается постоянная его
температура. Вспышка о сильным звуком, происходя
щая через 2—4 сек., является признаком температуры,
значительно большей истинной температуры вспышки.
Тогда понижают температуру сплава на 10—J5° С н, по
установлении ее, вновь погружают в сплав новую гиль
зочку с составом. Если вспышка не наступает в тече
ние 60 сек., то температура считается низкой и, повы
сив ее на несколько градусов, повторяют опыт до тех
пор, пока не начнут получаться вспышки за период
времени в 6—60 сек. Найденную температуру принимают
за температуру вспышки состава.
Испытание иа самовоспламеняемость
Возникновение самовоспламенения в пиротехнических
составах наблюдалось и наблюдается в следующих слу
чаях: прн отсырении некоторых составов, при приго
товлении составов из недостаточно чистых компонентов, /
при приготовлении составов из компонентов, перед сме-п
шением сильно высушенных, а затем хранеыии приго- (J
товленного состава открытым в теплом и влажном месте. *
Склонность к самовозгоранию замечается у составов,
содержащих перманганат калия, окись медн, бертоле- товую соль с примесью бромата калия.
Было замечено, что и составы нз нитрата стронц^
или нитрата барня вместе с серой и хлоратом калия
склонны к самовоспламенению прн хранении открытыми.
•Поэтому при образовании пиротехнических составов
нужно с особым вниманием относиться к Т9му, чтобы
в состав не входили такие вещества, которые способны,
особенно прн действии влажности, взаимодействовать
д р у г -с другом при выделепии тепла.
85
По Мейшмейеру, испытание йа самовоспламеняемость
производится следующим образом: 5 г состава помещают
в тигель н нагревают 2 часа на песчаной бане до 100° С.
После остывания состав смачивают небольшим количе
ством воды н вновь нагревают при тех же условиях.
Воспламенение состава при этом испытании указывает
на его плохую химическую стойкость.
Для улучшения Методики испытания, Для избейаиня
потери тепла от лучеиспускания, рекомендуется взять
пробу состава весом в 10 г, поместить в пробирку диа
метром -2,5 ем, прикрыть' ее пробкой со вставленным
в нее термометром, помещенным в середину состава, и
пробирку поставить в баню о нагреваемой жидкостью.
Измерение температуры состава и бани производится
с помощью двух термометров: одного — находящегося
в составе, другого — в жидкости бани у самой пробир
ки. Температуру поднимают скачками, например с 40
на 60, 80 и 100° С.
Прн каждой из этих температур пробу выдерживают
2 часа. Через час нагревания при данной температуре,
а также в конце нагревания прибавляют к составу по
капле воды. С момента, когда начинается экзотермиче
ская реакция, в составе появляется более высокая тем
пература, чем в бане. Затем обычно она быстро поднимаетсд до воспламенения. Периодический, отсчет темпе
ратуры позволит получить кривые, которые дадут воз
можность лучше судить о воспламеняемости состава,
чем при определении отдельной температурной точки
разложения.
Испытание на гигроскопичность
Это испытание имеет значение для определения спо
собности состава увлажняться при -открытом хранении.
Увлажнение же состава приводит к его порче или
к самовозгоранию. Поэтому эту способпость важно знать для сохранения состава в нолаой годности и принятия " \
соответствующих мор.
- /
Испытание на гигроскопичность заключается вйомещении испытуемого состава во влажную атмосферу
с постоянной относительной влажностью и ежедневном
определении прибыли в весе взятой иавески состава.
Для этой цели приготовляют насыщенный раствор хло
ристого аммония, наливают его в нижиюю часть эксика- . i
тора Платнера и туда же ставят иа сетку открытый
бюйс с точно отвешенной навеской состава. Эксикатор
ставят в помещение, в котором колебание температуры
не превосходит 1 —2°. Через каждые 24 часа бюкс с со
ставом вынимается нз эксикатора и точно взвешивается.
Взвешивание продолжается до тех пор, пока не пере
станет наблюдаться прибыль в весе. Увеличение в весе
за 24 часа, пересчитанное на проценты и выраженное
в графике, даст кривую гигроскопичности.
»
Таблица I
ОКИСЛИТЕЛИ
№ по
пор.
1
2
3
4
5
6
' 7
8
9
10
11
п
13
14
15
16 '
17
18
19
20
21
Название окислителя
Перхлорат калия, КСЮ* . . . . .
Перхлорат бария, Ва (СШ ^ • , .
Хлорат калия, КСЮа . ....................
Хлорат бария, Ва(СЮд)2 . . . . . .
Нитрат калия, KN03 ..........................
Нитрат натрия, NaN03 . . . . . .
Нитрат кальция, Са (NOgb • • • •
Нитрат бария, Ba(N 03)2 ...................
Нитрат стронция, Sr (N03}2 . . . .
Нитрат свинца, fd (Wug^"*1" . . . .
Нитрат тория, Th(N 08)4 ...................
Перманганат калия, КМпО* . . . .
Хромат калия, K^CiO*.......................
Хромат свинца, Р Ь С Ю *...................
Бихроыаг калия,
...............
Перекись бария, Ва02 .......................
Двуокись свинца, Р Ь 02 ...................
Двуокись марганца, Ми03 ...............
Окись меди, С и О ...............................
С в и н ц о в ы й сурак, РЬ30 4 . . . . .
Железный сурнк, Fe203 ...............
K^Cz^Oj
г
1 кислорода
Молекупяр- виделяетея
из
ный вес
граммов
138,6
336,3
122,6
304,3
101
85
164,1
261,4
211,6
330
480
158,2
.194,5
323,2
294
169,4
239,2
87
80
685,6
231,5
2,16
2,62
2,55
3,17 4
2,53
2,13
2,05
3,27
2,65
4,13
3,00
3,95
8,09
13,47
6,12
10,59
14,95
5,44
5,00
42,85
14,47
Таблиг^а II
ГОРЮЧИЕ ВЕЩЕСТВА
1г
пор ,
Мочеку*
Мйзвяъсве горю чих
веществ
кислорода, ожигает
вещества, в а
вео
So
<58,
до про
дуктов
полного
окислении
_
1
Уголь древесный, С . . , .
12
0,75
0,38
2
Сера, S
32
-
-
1,66
3
Магний, M g ...........................
24,32
—
—
1,52
4
Алюминий, А 1 .......................
26,97
—
—
1,12
5
Цинк, Z a .........................................
15,38
-
-
4,09
6
Железо, Fe , . . . ...................
55,84
-
—
2,33
7
Сурьма, Sb . , ...........................
121,76
-
-
5,07
8
Антимоний, Sb2S3
...............
339,7
-
—
2,56
9
2,50
..................................
Полуеернистая медь, Cu2S .
159,2
-
-
* 10
Сернистая медь, CuS . . . .
96,0
--
—
и
Крахмал, СеНю05 .......................
162
1,69
0,85
12
Сахар, C ig H g g O ii.......................
342
1,75
0,89
-
13
Шеллак, С^Н-^Об . . . . . . .
296,2
0,80
0,47
—
2,00
• -
14
Иднгол,
735 4
0 , b8
0,40
-
15
Канифоль, СэдНзоОг..................
3 0 2 ,2
0,57
0,36
-
16
Олифа, CieHjfiOa
250,2
0 ,5 8
0 ,3 6
—
17
Парафин, СгвНз4 .......................
226,3
0 ,4 3
0,29»
—
18
Оксалат натрия, Na2C20 4 . .
134
~
8,37
—
19
Оксалат етровция, S tC^O* .
1 7 5 ,6 3
“
10,98
—
. . . . . .
. .
. . .
20
Оксалат бария, ВаСзО^. , .
2 2 5 ,4
—
14,09
—
21
Оксалат меди, СиСгО* . . .
15
—
9,48
—
22
Пикрат аммония,
CgHg (N02)g0NH4 . . . . .
24 S .1
7,69
1,92
—
23
Нафталан, Сц)Н8 ...................
128,1
0,57
0 ,3 3
-
24
Аитрацен, Cu H io .......................
1 7 8 ,0 3
0,58
0,34
—
88
4.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
3
ВВЕДЕНИЕ
ОКИСЛИТЕЛИ
Соли азотной кислоты ( н и т р а т ы ) .................................................
Нитрат к а д и я ............... .......................... .................................................
Нитрат б а р и я .................................. .................. ' ..........................
.
Цитрат стр о вц н я..............................................’ [ .............................. .
Нитрат св и н ц а...................................... ‘ ‘ . ‘ ‘ . . / , ‘
Соли хлорноватой и хлоркой кислот , . . , ...............................
Хлорат к а л и я .........................................................
....................... ...
Хлорат б а р и я .................................................
....................’ ,
Перхлорат к али я. . ' ....................................................
Другие окислители ....................... I ! . . . ! ! , . . ! ! , , ,
Перманганат к а д и я ........................
......................................
Скислы м е т а л л о в .........................................................
Перекись бария .......................................; ..........................|
,
\\
Двуокись овннца...........................................,
Двуокись марганца
^
Свинцовый сурик
Окись меди ................................................. ’
.....................
‘
, ...............
7
8
»
—
10
11
14
—
10
—'
11
—
—
18
——
ГОРЮЧЕЕ ВЕЩЕСТВА
Уголь древесный . .
Сава . . . . . . .
■fJepa. . . . . . . .
!Загний < ...............
фраминяй............
/Ж е л е з о ..................
Ш я к .................. .
С у р ь м а ..................
Антимоний ...............
Цодуеернистая. медь
п
20
22
23
24
25
ge-д л Б г а р ..............
Шрафин..................
^1йтрацеи
..............................
Досрочный с а х а р ......................
Тростниковый пищевой сахар
К рахм ал....................................
28
Канифо.ль
1*
■^5
.
29
Аравийская камедь . . . .
.................................................................
О л и ф а...........................................................................................................
Стр.
3©
—
ОБРАЗОВАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
Основные с м е с и ..........................................................
С о с т а в ы ..........................................................................................................
Динамические состав ы ............................................................................
Пламенные с о с т а в ы ................................................................................
Осветительные с о с т а в ы ...........................................................................
Сигнальные с о с т а в ы ..................................................
Зеленый огон ь..............................................................................................
Красный ого н ь ..............................................................................................
Желтый о г о н ь ..............................................................................................
Синий о г о н ь ...............................................................................................
Огни Других цветов
...........................................................
Дымовые с о с т а в ы ...........................................................................
Распыление минеральных красок . .....................................................
Химическая реакция ............................................................................. .
Возгонка органических красителей.............................................. , .
Белый дым ..................................................................................................
Черный д ы м ..................................................................................................
Желтый д ы м ....................................................................................... . .
%Красный д ы м ..............................................................................................
'"Зелены й д ы м ...........................................................................................
Сиинй д ы м .................................. ... . . ..................................................
Заж игательны е и трассирующие с о с т а в ы ..................................
Вспомогательные с р е д с т в а ....................................................................
Пороховая п о д м а з к а ................................................................................
С топин......................................................... * ................. ..........................
Бикфордов ш н у р ................................................................................
.‘
Фнтияь ........................................................................................... * . .
. . . . 'Г-. .
37
....
40
41
48
60
62
63
64
—
66
—
68
69
60
61
—'
62
—
65
—
68
6?
68
ЛАБОРАТОРНОЕ ПРИГОТОВЛЕНИЕ СОСТАВОВ
Измельчение в е щ е с т в .............................................................: . , ,
Стирочный с т о л ........................................................................................
Б о ч к и ................................................................................ '
................
Кожаные м е ш к и ........................................................................................
Хранение измельченных в е щ е с т в ....................................................
Перемешивание состава . .................................................... ....
Составы о хлоратами .............................................................................
69
—
78
74 76,
—
71
ИСПЫТАНИЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ . . ,
Определение чувствительности к удару и трению .
Определение воспламеняемости с о с т а в а ................... '
Определение температуры вспышки (воспламенения)
Испытание на самовоспламеняемость...........................
Испытание на гигроскопичность . .
.......................
Таблица I. Окислители.....................................................
Таблица П. Гор очие вещества . . . .
Таблица Ш. Описок основных смеее#..
Таблица ГУ. Рецепты составов цветных orHeJ^Ui^
Список использованной литературы
!1
100
ed
88;‘
84,
86'
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
sheba .spb . hu/ za
Хочу
Юный
всё з н а т ь
(теорий)
ТЕХНИК (ПРАКТИКА)
ДО МОВ ОДС Т В О (УСЛОВИЯ)