Сірники, задумка

Здавалося б, що може бути простіше сірників? Але і вони мають свою історію. Звичайні сірники, безсумнівно, належать до найдивовижніших винаходів людського розуму. Щоб переконатися в цьому, досить згадати, скільки зусиль вимагало розведення вогню в колишні часи. Способи добування вогню шукали ще первісні люди. Енергійне тертя двох шматків дерева - один з таких способів. Самозаймання деревини відбувається при температурі вище 300 ° C. Зрозуміло, які м'язові зусилля необхідно докласти для локального розігрівання деревини до такої температури. І тим не менше, в свій час оволодіння цим способом було найбільшим досягненням, так як використання вогню дозволило людині в значній мірі зняти з себе залежність від клімату, а значить, розширити простір для існування. У середні століття з'явилося для цієї мети зручніше пристосування - кресало, а й з ним розпалювання вогню вимагало чималої вправності і зусиль. Найчастіше кресало являло собою футляр з металу або шкіри, що мав у собі кремінь, металеве кресало і трут. При ударі стали об кремінь висікалася іскра, яка потрапляла на труть, просочений селітрою. Труть починав тліти. Приклавши до нього аркуш паперу, стружку або будь-яку іншу розпалювання, роздмухували вогонь. Потім, придумали вмочити суху лучину в розплавлену сірку. В результаті на одному кінчику скіпи утворювалася сірчана головка. Коли головку притискали до тліючого труту, вона спалахувала. Від неї спалахувала вся лучинка. Очевидно, так і з'явилися перші сірники.

Отже, сірник - це паличка з горючого матеріалу, забезпечена на кінці запальною голівкою, що служить для отримання відкритого вогню. Слово «сірник» є похідним від староукраїнського слова «сірники» - множинної незліченну форми слова «спиця» (загострена дерев'яна паличка, скалка). Спочатку це слово означало дерев'яні цвяхи, які використовувалися при виготовленні взуття (для кріплення підошви до голівки). У такому значенні слово і зараз використовується в ряді регіоновУкаіни. Спочатку для позначення сірників в сучасному розумінні використовувалося словосполучення «запальні (або самогарние) сірники» і тільки з повсюдним поширенням сірників перше слово стало опускатися, а потім і зовсім зникло з ужитку.

За матеріалом сірникової палички сірники можна поділити на дерев'яні (виготовлені з м'яких порід дерева - осики, липи, тополі, американського білого сосни і т. П.), Картонні і воскові (парафінові - виготовлені з бавовняного джгута, просоченого парафіном).

За методом запалювання - на тёрочние (зажигающиеся при терті про спеціальну поверхню - тертку) і бестёрочние (зажигающиеся при терті про будь-яку поверхню).

ВУкаіни найбільш поширеними є осикові тёрочние сірники. Тёрочние сірники різного типу є основним масовим видом сірників в усьому світі. Бестёрочние сірники випускаються в основному в Англії і США, в обмеженій кількості.

У сірники температура полум'я 750-850 градусів, при цьому 300 градусів - температура займання дерева, а температура горіння дерева дорівнює приблизно 800-1000 градусів.

Історія винаходів і відкриттів у хімії в кінці 18 - початку 19 століття, яка призвела до винаходу різного типу сірників, досить заплутана. Міжнародного патентного права тоді ще не існувало і країни Європи в більшості проектів часто змагалися за першість один одного, і всілякі винаходи і відкриття з'являлися іноді майже одночасно в різних країнах. Тому має сенс говорити тільки про промислове виробництво сірників.

У 1812 році Шансель винайшов перші самозапалювалися сірники, ще досить недосконалі, проте з їх допомогою можна було добути полум'я набагато швидше, ніж за допомогою кресала. Сірники Шанселя представляли собою дерев'яні палички з головкою з суміші сірки, бертолетової солі і кіноварі (остання служила для забарвлення запалювальної маси в красивий червоний колір). У сонячну погоду така сірник запалювався за допомогою двоопуклої лінзи, а в інших випадках - при зіткненні з крапелькою концентрованої сірчаної кислоти. Ці сірники були дуже дорогі і, крім того, небезпечні, так як сірчана кислота розбризкувалася при запаленні головки і могла викликати опіки. Зрозуміло, що ці сірники не набули широкого поширення. Практичнішими повинні були стати сірники з головками, що спалахують при легкому терті.

Головки в сірниках Джона Уокера (англійського хіміка і аптекаря) складалися з суміші сульфіду сурми, бертолетової солі і гуміарабіку (в'язкої рідини, що виділяється акацією). Датується даний винахід 1826 роком. При терті такий сірники про наждачний папір або іншу досить шорстку поверхню її головка легко запалювалася. Правда, кажуть, що запах вони мали жахливий. Сірники Уокера були довжиною в цілий ярд (0,9144 метра!). Вони пакували в олов'яні пенали по 100 штук. Пізніше стали продаватися сірники менші за розміром.

Основним недоліком сірників Уокера і Соріано була нестабільність запалювання держака сірники - час горіння головки було дуже мало. Вихід знайшовся у винаході фосфорно-сірчаних сірників, головка яких виготовлялася в два етапи - спочатку держак вмочати в суміш сірки, воску або стеарину, невеликої кількості бертолетової солі і клею, а потім в суміш білого фосфору, бертолетової солі і клею. Спалах фосфору запалювала більш повільно палаючу суміш сірки і воску, від якої запалювався держак сірники. Ці сірники залишалися небезпечними не тільки у виробництві, але й у використанні - погашені живці сірників продовжували тліти, приводячи до частих пожеж. Цю проблему вдалося вирішити, просочивши держак сірники фосфорнокислим амонієм. Для стабільного горіння держака його почали просочувати воском або стеарином (пізніше - парафіном).

У 1855 році шведський хімік Йохан Лундстрем завдав червоний фосфор на поверхню наждакового паперу і замінив їм же білий фосфор у складі головки сірника. Такі сірники вже не приносили шкоди здоров'ю, легко запалювалися про заздалегідь приготовлену поверхню і практично не займається. Йохан Лундстрем запатентував першу «шведську сірник», яка дійшла до наших днів майже без змін. Пізніше фосфор був повністю виведений зі складу головок сірників і залишався тільки в складі намазки (терки).

Випуск фосфорних сірників почався вУкаіни приблизно в 1833-37 роках, але ні упаковки, ні етикетки перших фабрик не збереглися, та й точних документальних даних по їх розташуванню поки не виявлено. ВУкаіни досить рано звернули увагу на надзвичайну небезпеку білого фосфору - вже в 1862 році з'явилися обмеження на оборот білого фосфору, а в 1882 році на сірники з білого фосфору було встановлено акциз удвічі більший, ніж на «шведські» сірники. До початку 20 століття виробництво сірників з використанням білого фосфору вУкаіни поступово зійшло нанівець.

З 1863 року вУкаіни почалася поступова механізація сірникової виробництва, і до 1914 року більшість сірникових фабрик було оснащено принаймні декількома механічними верстатами, які працювали в основному від парових машин.

До 1922 року все сірникове виробництво в СРСР було націоналізовано. З цього часу починається чергове відродження сірникової виробництва. На першому етапі обладнання, що простоює з закрилися фабрик зосереджується на працюючих. Кілька дрібних фабрик, розташованих поблизу один від одного, були об'єднані. Але і до середини 1930-х років виробництво сірників все ще не забезпечувало потреби країни. До 1940 року на багатьох фабриках була проведена реконструкція, були встановлені перші сірникові автомати, і виробництво сірників значно збільшилася. Країна стала експортувати сірники в комерційних масштабах.

Крім звичайних (побутових) сірників стали виготовлятися також спеціальні:

Штормові (мисливські) - палаючі на вітрі, у вогкості і під дощем.

Термічні - розвиваючі при горінні вищу температуру і дають при згорянні головки більшу кількість тепла.

Сигнальні - дають при горінні кольорове полум'я.

Фотографічні - дають миттєву яскравий спалах, яка використовується при фотографуванні.

Камінні - дуже довгі сірники, щоб запалювати каміни.

Газові - меншої довжини, ніж камінні, щоб запалювати газові пальники.

Декоративні (подарункові, колекційні) - обмежені випуски коробок з різними малюнками (подібно поштовим маркам), самі сірники часто мали кольорову головку (рожеву, зелену). Випускалися також окремо набори етикеток розміром з коробок.

Особливим сортом сірників є вітрові. Вони дозволяють використовувати полум'я при силі вітру в 10 ... 12 балів. Тривалість горіння таких сірників дорівнює 5 ... 10 с. На відміну від звичайних сірників у вітрових подовжена форма головки (10 ... 12 мм). Для продовження часу горіння до складу головки вводять крохмаль. Для посилення вітростійкості сірників (до 12 балів) до складу головки вводять нафталін. При виготовленні влагоупорние сірників їх головки покривають нітроцелюлозній плівкою.

За період більш ніж 150 років було перепробувано велика кількість рецептур запальних мас, з яких виготовляють головки сірників. Всі вони є складними багатокомпонентними системами. У них входять: окислювачі (хромпик, бертолетова сіль, пиролюзит), що дають кисень, необхідний для горіння; горючі речовини (сірка, тваринні та рослинні клеї, сульфід фосфору); наповнювачі - речовини, що запобігають вибуховий характер горіння головки (подрібнене скло, оксид заліза); склеюють речовини (клеї), які одночасно є і горючими; стабілізатори кислотності (ZnO, CaCO3 і ін.); речовини, що забарвлюють сірникову масу в певний колір (органічні і неорганічні барвники).

Температура горіння сірникових головок досягає 1500 градусів, а температура їх займання лежить в межах 180 ... 200 градусів.

Фосфорна (терочная) маса також є багатокомпонентної. Вона наноситься на вузькі бічні зовнішні боку сірникової коробки. До складу найбільш поширеною терочной маси входять: червоний фосфор, сульфід сурми, залізний сурик, пиролюзит, крейда, клей.

Як ми бачимо, сірники не такі прості, якими здаються на перший погляд, і реакція, що протікає при згорянні головки сірника, - це один з найбільш бурхливих хімічних процесів. У великих масштабах вона є і однією з найбільш небезпечних. Тому виробництво сірники (яка хоча і називається безпечної) вимагає до себе поважного ставлення. Крім того, навіть в одній маленькій сірнику зосереджена не тільки велика енергія, а й досвід багатьох поколінь і праця багатьох людей.