Darmowa dostawa od 400,00 zł
Zapisz na liście zakupowej
Stwórz nową listę zakupową

Pirotechnika – Czym tak właściwie jest?

2023-12-01
Pirotechnika – Czym tak właściwie jest?

Pirotechnika (w tym fajerwerki) jest dużą gałęzią chemii oraz techniki zajmującą się bezpośrednio konstrukcją urządzeń z wykorzystaniem materiałów, które są stworzone w celu generowania efektów poprzez ciepło, światło, dźwięk, gaz/dym lub ich kombinację. Dzieje się to dzięki niedetonacyjnych samowystarczalnych reakcji egzotermicznych. Jedną z ważnych cech substancji pirotechnicznych jest to, że nie polegają na tlenie ze źródeł zewnętrznych.

Pirotechnika znajduje zastosowanie w zarówno w celach cywilnych, jak i wojskowych. Produkty pirotechniczne oraz urządzenia tego typu często znajdują zastosowanie w procesie tworzenia fajerwerków np. petardy, wyrzutnie fajerwerków, zimne ognie. Ponadto, są szeroko używane jako środki bezpieczeństwa w militariach, służbach specjalnych oraz w sytuacjach, takich jak wzywanie pomocy za pomocą race ratunkowych czy w technologiach związanych z bezpieczeństwem samochodowym, takich jak napinacze pasów, poduszki powietrzne czy gaśnice.

 

Składy materiałów pirotechnicznych

 Materiały pirotechniczne muszą zawierać co najmniej jeden utleniacz (utleniacz i akceptor elektronów) oraz jedno paliwo (reduktor i donor elektronów). Dodatkowo, w składzie materiałów pirotechnicznych często znajdują się inne elementy, takie jak dodatkowe utleniacze i paliwa, substancje wspomagające w procesie reakcji, flegmatyzatory, modyfikatory szybkości spalania, oraz składniki nadające określone efekty.

Składnik: Przykłady substancji: Zawartość substancji w masie (%)
Paliwo Magnez, tytan, cyrkon, cynk, bor, aluminium, antymon, węgiel drzewny, krzem, fosfor, siarka, polimery węglowodorowe, węglowodany 5-60
Utleniacz Azotany, chlorany, nadchlorany, dinitramidy, nadtlenki, siarczany, chlor i związki fluoru 40-75
Środki barwiące Związki sodu, metali ziem alkalicznych (Ca, Sr, Ba), Mo, Cu, Sm, Yb, Eu, Tm 0-15
Źródło halogenowe PVC, chlorowana parafina, heksachloroetan 0-15
Modyfikator szybkości spalania CuO, Fe2O3, sadza, grafit 0-5
Wzmacniacz powierzchni spalania Grafit ekspandowany, związki pęczniejące 0-5
Źródło aerozolu Czerwony fosfor, chlorek amonu, chloroacetofenon (CN) 0-65
Spoiwo Guma arabska, poliakrylany, polioctan winylu 0-15
Przewodnictwo cieplna Włókna węglowe, proszek miedzi, nanodiamenty 0-5
Wspomaganie tarcia oraz środek flegmatyzujący Proszek szklany, węglik krzemu, siarczek antymonu Stearynian cynku, PTFE, azotek boru 0-5

 

 

Bilans tlenowy materiałów pirotechnicznych

Materiały pirotechniczne nie potrzebują tlenu atmosferycznego do spalania, ale otoczenie, takie jak atmosfera na dużych i małych wysokościach, woda morska, próżnia w otwartej przestrzeni, zawsze wpływa na proces spalania. Ten wpływ ma istotne znaczenie dla szybkości, stopnia uwalniania energii oraz jakości i zakresu pożądanego efektu. Bilans tlenowy w kompozycjach pirotechnicznych może znacząco się różnić i można go podzielić na negatywny, neutralny lub pozytywny.

Bilans Tlenowy Przykłady
Negatywny Dymy maskujące oparte na czerwonym fosforze, kolorowe dymy
Neutralny Generatory gazu, paliwa rakietowe, ładunki donośne, kompozycje gwizdające, czarny proch, zasłony dymne maskujące węglowodorowe, termit
Pozytywny Generatory tlenu, stroboskopy

 

Wymogi materiałów pirotechnicznych

Pirotechnika musi spełniać określone kryteria, aby można było je wytwarzać, testować i stosować:

  • Zarówno składniki, jak i produkty reakcji, muszą być bezpieczne pod względem higieny pracy i nie szkodzić środowisku.
  • Składniki preparatów pirotechnicznych muszą być ze sobą zgodne - kompatibilne
  • Składniki powinny być łatwo dostępne na rynku w odpowiednich ilościach i jakości
  • Preparaty pirotechniczne powinny być możliwe do wytworzenia przy minimalnej złożoności technicznej, aby obniżyć koszty produkcji oraz zapobiec wadom wynikającym z niewłaściwej obsługi.
  • Preparaty pirotechniczne muszą gwarantować bezpieczeństwo w trakcie produkcji, przechowywania i użytkowania.
  • Preparaty pirotechniczne powinny utrzymać swoją stabilność podczas przechowywania, szczególnie w różnych strefach klimatycznych oraz różnych warunkach atmosferycznych.
  • Preparaty pirotechniczne nie mogą utracić swojej przydatności do użytku w wyniku przechowywania w różnych warunkach, niepodlegającej zmianom w ich właściwościach fizycznych i chemicznych.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Źródło: Ernst-Christian Koch, "High Explosives, Propellants, Pyrotechnics", wydawca: De Gruyter, 2021

Polecane

Zaufane Opinie IdoSell
4.84 / 5.00 1449 opinii
Zaufane Opinie IdoSell
2024-02-28
Rewelacja, szczerze polecam!
2024-02-23
Gorąca polecam
pixel