ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СОСТАВАМ И УСТРОЙСТВАМ
Основным требованием, предъявляемым к пиротехническим средствам является, получение от них максимального специального эффекта при наименьшей массе и объеме, а также способность к длительному хранению без потери их свойств. Кроме того они должны:
1. иметь возможно меньшую чувствительность к несанкционированным механическим и тепловым воздействиям,
2. иметь минимальные взрывчатые свойства, кроме тех случаев, когда это необходимо для достижения максимального специального эффекта,
3. будучи спрессованными иметь большую механическую прочность,
4. быть дешевы в производстве.
Для изготовления пиротехнических составов необходимо тщательно продумать выбор основных компонентов окислителя — горючего и точно рассчитать соотношение между ними. Таковой расчет значительно усложняется тем, что в большинстве пиротехнических составов кроме основных компонентов присутствуют дополнительные, выполняющие то или иное специальное назначение. В случае составления неклассических составов в большинстве случаев приходиться действовать не столько расчетным, сколько опытным путем.
НАЗНАЧЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ СОСТАВА
Вещества, входящие в пиротехнический состав (смесь) можно разбить на следующие категории.
1. Окислители.
2. Горючие.
3. Цементаторы (склеиватели), обеспечивающие механическую прочность прессованных изделий.
4. Вещества, сообщающие окраску пламени.
5. Дымообразователи (в том числе и цветных дымов).
6. Специальные вещества. В эту категорию входят флегматизаторы, уменьшающие чувствительность смеси к различным воздействиям; стабилизаторы, увеличивающие химическую стойкость смеси; вещества, увеличивающие или замедляющие процесс горения и прочее.
ОКИСЛИТЕЛИ
Смесь горючего с окислителем или их соединение составляет основу всякого пиротехнического состава. Казалось бы, что для получения тепла, необходимого для создания специального эффекта, проще всего сжечь горючее, используя кислород воздуха. Однако, горение в воздухе обычно происходит медленнее, чем сгорание горючего в кислороде, содержащемся в окислителе, что не позволяет при горении в воздухе получить значительных плотностей тепловыделения. В связи с этим, сжигание горючих в кислороде воздуха в пиротехнике применяется сравнительно редко, в основном в зажигательных и фотосредствах.
Окислители должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Содержать в себе максимальное количество кислорода и достаточно легко отдавать его при горении, при этом не будучи слишком чувствительными к термическим и механическим воздействиям.
2. Быть твердым при температуре не ниже 60°С и химически устойчивым в интервале от –60°С до +60°С.
3.Не разлагаться под действием воды и быть негигроскопичными.
В качестве окислителей в классической пиротехнике употребляются следующие вещества.
Соли: Ba(NO3)2— нитрат бария.
Sr(NO3)2— нитрат стронция.
KNO3 — нитрат калия.
NaNO3 — нитрат натрия.
KClO3 — хлорат калия.
Ba(ClO3)2•H2O — хлорат бария.
KClO4 — перхлорат калия.
NH4ClO4 — перхлорат аммония.
KMnO4 — перманганат калия (ограниченно).
Перекиси:BaO2 — перекись бария.
Na2O2 — перекись натрия.
K2O2 — перекись калия.
Окислы:Fe2O3, Fe3O4 — окислы железа.
MnO2 — диоксид марганца.
Pb3O4 — закись-окись свинца.
PbO2 — диоксид свинца (ограниченно).
Полинитросоединения: тринитротолуол, гексоген, октоген и другие.
Иные окислители используются в классической пиротехнике достаточно редко и не приводятся в данной книге.
Таблица 1. Свойства окислителей
Уравнение реакции в условиях горения состава с данным окислителем
Теплота
образования в
ккал/г-моль
В каких составах используется
Окис-
лителя
Продуктов
распада
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
KСIO3
123
2, 3
370
2КIO3=2КСI+ЗО2
39
2, 55
96
106
+0, 08
сигнальных, иммитационных, дымовых, специальных