Про технологии производства спичек.
Состав зажигательной массы за все время существования спичек непрерывно эволюционировал и продолжает совершенствоваться по настоящее время. В фосфорной массе используется 6 компонентов, а в зажигательной – все 17, и нахождение их идеального соотношения – поистине творческая задача.
Современные производители спичек, как правило, имеют собственные рецептуры зажигательных масс, состав которых тщательно охраняется. Этот сложный химический «винегрет» создавался, и создается по сей день, для одной единственной цели – осветить нам путь и согреть в холода.
Для устранения тления соломки и закрепления шлака от головки соломку пропитывают веществами, образующими на ее поверхности при горении пленку. Благодаря этой пленке прекращается сгорание угля. Кроме того, эта пленка закрепляет шлак от головки. В качестве противотлеющих веществ используют фосфорную кислоту и ее соль.
Для обеспечения эффективного перехода пламени от головки к соломке последняя около головки пропитывается расплавленным парафином. Спички с не парафинированной соломкой гаснут практически вслед за сгоранием головки. Парафин легко воспламеняется при горении головки и дает яркое пламя, что важно в случае использования спички как источника света. Кроме того, он обладает хорошей теплотворной способностью, способствующей возгоранию соломки, безопасен при хранении спичек, не выделяет при горении копоти, дыма или вредных газов.
За период более чем 150 лет было использовано большое количество рецептур зажигательных масс, из которых изготавливают головки спичек. Они являются сложными многокомпонентными системами. В них входят: окислители, дающие кислород, необходимый для горения; горючие вещества (сера, животные и растительные клеи, сульфид фосфора); наполнители – вещества, предотвращающие взрывной характер горения головки (измельченное стекло, железный сурик); склеивающие вещества (клеи, ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНЫЕ ДИСПЕРСИИ), которые одновременно являются и горючими; стабилизаторы кислотности; вещества, окрашивающие спичечную массу в определенный цвет (органические и неорганические красители).
Фосфорная (терочная) масса также является многокомпонентной. Она наносится на узкие боковые наружные стороны спичечной коробки. В состав наиболее распространенной терочной массы входят: красный фосфор, сульфид сурьмы, железный сурик, пиролюзит, мел, клей. В качестве клеящих веществ в составе намазки также весьма широкое распространение получили ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНЫЕ ДИСПЕРСИИ.
Приведем краткую характеристику и назначение некоторых основных компонентов зажигательной массы: *Чистая сера представляет собой жёлтое кристаллическое вещество, плавящееся при 119 °C и кипящее при 445 °C. Она очень плохо проводит тепло и электричество. Чистая сера не ядовита. В небольших дозах применяется даже в лекарственных медикаментах.
*Бертолетова соль – окислитель, необходимый исключительно для обеспечения горения головки.
*Оксид цинка и мел добавляют для устранения побочных химических процессов, возникающих при повышенной кислотности зажигательной массы.
Температура горения спичечных головок достигает 1500 °C, а температура их воспламенения лежит в пределах 180 – 200 °C.
Считают, что при трении головки о фосфорные намазки тепловой импульс направлен в основном не на нагревание зажигательной массы до температуры воспламенения, а на сублимацию (возгонку) красного фосфора. В результате сублимации красного фосфора образуется белый, который легко взаимодействует с кислородом воздуха с выделением большого количества теплоты.
Одним из важных показателей качества спичек является легкость воспламенения головки спички о терку. Этот показатель называют чуткостью спичек. Она должна находиться в определенных пределах. Спички с очень высокой чуткостью способны воспламеняться при трении о неактивные шероховатые поверхности и потому не отвечают требованиям безопасности. При транспортировке таких спичек возможно самопроизвольное воспламенение. Опытом установлено, что чувствительность спичек зависит от соотношения окислителей и восстановителей в зажигательной смеси и от состава намазной массы терки. Температура воспламенения зажигательной массы имеет меньшее значение, чем головки.
Следует отметить, что реакция, протекающая при сгорании головки спички, – это один из наиболее бурных химических процессов. В больших масштабах она является и одной из наиболее опасных. Поэтому производство спичек требует к себе уважительного отношения и регламентируется различными нормативно-техническими документами и государственными стандартами. В России для производства спичек бытового назначения существует ГОСТ 1820-2001 «Спички. Технические условия», в котором описаны основные требования, параметры и характеристики выпускаемой предприятиями спичечной продукции.
Помимо обычных (бытовых) спичек современными производителями изготовляются также всевозможные специальные виды спичек различного назначения:
* Штормовые (охотничьи) спички – поддерживающие горение при сильном ветре (до 29 м/сек). Так же эти спички обладают повышенной влагостойкостью, «не боятся» сырости. * Термические спички – развивающие при горении более высокую температуру. Они необходимы в промышленности, в частности, для сварки.
