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煙花爆竹安全技術(shù)主講:徐銳黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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第一章煙花爆竹的基礎(chǔ)知識(shí)
第一節(jié)概述煙花爆竹具有易燃易爆的危險(xiǎn)性爆竹民間娛樂用品工藝美術(shù)品民用爆炸用品
火藥,又被稱為黑火藥。是中國(guó)四大發(fā)明之一。人類文明史上的一項(xiàng)杰出的成就?;鹚幵谶m當(dāng)?shù)耐饨缒芰孔饔孟拢陨砟苓M(jìn)行迅速而有規(guī)律的燃燒,同時(shí)生成大量高溫燃?xì)獾奈镔|(zhì)。在黑火藥問世的隋、唐時(shí)期,有人把黑火藥裝入竹筒,利用火線點(diǎn)然使之爆炸,這就是早期的竹筒爆竹。人們?cè)谌挤疟駮r(shí),常發(fā)現(xiàn)爆竹頂部有噴火現(xiàn)象,受此啟發(fā),制造出了噴花,即早期的煙花。到了宋代,我國(guó)煙花爆竹產(chǎn)品的品種繁多,并且具有煙、火、光、聲等不同的效果。南宋時(shí)期國(guó)內(nèi)已開始舉辦多種大型煙花晚會(huì),當(dāng)時(shí)的許多煙花爆竹制作技術(shù)一直沿用至今。
最早的“爆竹”,是火燒竹子所發(fā)出的爆裂聲。《荊楚歲時(shí)記》載:“燃火投竹,爆破有聲,能辟惡魔”。唐朝初年,“藥王”孫思邈(公元581-682年)最早記敘了把硝石、硫磺、含炭物質(zhì)混合在一起創(chuàng)造火藥的“硫磺伏火法”。傳說(shuō)孫思邈曾隱居瀏陽(yáng)。瀏陽(yáng)城東歷來(lái)有“孫隱崖”、“洗藥橋”等地名,有“升沖觀”,如今還新建有“思邈公園”。唐初,“花炮始祖”李畋(生于公元601年)為驅(qū)除瘟疫,將火藥裝在竹筒中,用引線點(diǎn)燃起爆,發(fā)出更大的響聲和濃烈煙霧,驅(qū)散山嵐瘴氣。這是“裝硝爆竹”的雛形。
宋代,民間開始用紙筒裝裹火藥,并用麻莖編結(jié)成串,做成“編炮”。這種傳統(tǒng)工藝一直延續(xù)近千年。清康熙《瀏陽(yáng)縣志》記載:“后人卷紙作筒,實(shí)以硝磺,名為大爆竹,饋遺者,號(hào)曰春雷。往歲小除夕,響聲不絕。”——在此,爆竹已廣泛用于送舊迎新、婚喪嫁娶等場(chǎng)合。清末民初,瀏陽(yáng)縣城商人李熙雅“恢復(fù)和發(fā)展先祖失傳技藝”,制作出焰火四射的“煙花”。當(dāng)時(shí)一個(gè)名為“地老鼠”的品種,一直流行到上個(gè)世紀(jì)末。
20世紀(jì)80年代初期,瀏陽(yáng)開始研制出具有國(guó)際水準(zhǔn)的“禮花彈”,完成了由“玩具煙花”到“大型煙花”的飛躍。此后,“瀏陽(yáng)花炮”頻頻亮相于國(guó)內(nèi)國(guó)際的大型煙火表演,讓這個(gè)世界黑色的夜空光芒四射!進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期,瀏陽(yáng)的煙花開始出現(xiàn)電子點(diǎn)火頭,為實(shí)現(xiàn)煙花燃放由電腦控制,電子,遙控點(diǎn)火提供了必備的條件,使現(xiàn)代煙花,焰火燃放更加安全,表演形式也更加艷麗,豐富多彩。古代的煙花爆竹的經(jīng)歷及特點(diǎn)經(jīng)歷:火藥的發(fā)明、爆竹的問世、煙花的出現(xiàn)、煙花爆竹的興旺特點(diǎn):品種多(造型、旋轉(zhuǎn)、地面、水上、空中)行業(yè)興旺(煙花生產(chǎn)企業(yè)、賣煙花、煙花文化藝術(shù))燃放規(guī)模大(規(guī)格大、場(chǎng)面壯觀、耗資巨大)燃放效果逼真(銀花火樹,光彩照人)形成重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)現(xiàn)代的煙花爆竹的經(jīng)歷及特點(diǎn)經(jīng)歷:緩慢發(fā)展(50~70)蓬勃發(fā)展(1978~1987)穩(wěn)定發(fā)展(1987~)特點(diǎn):頒布《煙花爆竹安全與質(zhì)量》《煙花爆竹計(jì)數(shù)抽樣檢查規(guī)程》《煙花爆竹勞動(dòng)安全技術(shù)操作規(guī)程》《煙花爆竹工廠設(shè)計(jì)安全規(guī)范》安全第一,預(yù)防為主第二節(jié)
煙花爆竹的危險(xiǎn)性
一、火藥和炸藥1、火藥:多組分的固體可爆性混合物,能在絕氧的情況下,有規(guī)律地按平行層燃燒,并形成可用于發(fā)射炮彈(槍彈)、推進(jìn)火箭和其他目的的氣體產(chǎn)物。火藥分為纖維素硝酸酯火藥(無(wú)煙火藥)和機(jī)械混合火藥(包括有煙火藥)兩大類。纖維素火藥按照溶劑的成分與種類又分為:硝化棉火藥,巴力斯特型火藥和柯達(dá)型火藥。
硝化棉火藥一般含有91-96%的硝化棉成分,1.2-5%的揮發(fā)物(酒精、乙醚和水),1.0-1.5安定劑(二苯胺,用于提高儲(chǔ)存時(shí)的安定性,減緩水分和溶劑的揮發(fā)),2-6%的鈍感劑(減緩藥粒表面燃燒速度),0.2-0.3%的石墨和消焰添加劑。硝化棉火藥可以制作成各種形狀的裝藥,用于槍械和火炮的彈藥中作為戰(zhàn)斗部的推進(jìn)劑。其主要缺點(diǎn)是:貯存時(shí)因?yàn)榛鹚幍乃趾腿軇?huì)揮發(fā)而降低含量,造成火藥的彈道性能降低,而且制造周期比較長(zhǎng)。一般制造過程為:溶解膠化硝化棉----壓縮藥膠-----切割成需要的形狀-----排除溶劑----各種應(yīng)用前處理。巴力斯特型火藥的主要成分為纖維素硝酸酯和難揮發(fā)的溶劑,因此又叫雙基藥。根據(jù)溶劑的不同,可成為硝化甘油火藥和二乙二醇火藥等。巴力斯特型火藥可制成管狀、片狀、環(huán)狀和帶狀。按用途可分為:火箭火藥(用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和氣體發(fā)生器的火藥),炮用火藥(發(fā)射藥)和迫擊炮火藥。與硝化棉火藥相比,巴力斯特火藥制作快,吸濕性小,可以制成直徑一米的大型裝藥,安定性高和彈道穩(wěn)定性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是:因?yàn)槿軇橄趸视?,所以制作危險(xiǎn)。制作的工藝過程是:將各組分(弱棉、硝化甘油、二硝基甲苯、安定劑)在熱水中拌合----擠出水分----用加熱滾壓機(jī)重復(fù)滾壓-----用藥模壓制或切割。
柯達(dá)型火藥是以含氮高(13-13.5%)的硝化纖維經(jīng)過用硝化甘油和丙酮增塑后為基礎(chǔ)制作的火藥。又稱為線狀火藥。與巴力斯特火藥相比,它的優(yōu)點(diǎn)是能量大、儲(chǔ)存期長(zhǎng),缺點(diǎn)是制作周期長(zhǎng),對(duì)膛線的燒蝕嚴(yán)重?,F(xiàn)在一般使用降低硝化甘油組分的辦法降低燒蝕性??逻_(dá)型火藥是目前歐美軍隊(duì)廣泛采用的火藥。
機(jī)械混合火藥現(xiàn)在一般作為固體火箭燃料,大約含有60-70%的高氯酸胺(氧化劑),15-20%做粘合作用的聚合物(可燃),10-20%的鋁粉(提高熱效益)和各種添加劑。與巴力斯特火藥相比,燃速與壓力、溫度的關(guān)系小,調(diào)節(jié)燃速幅度大。最早的火藥是中國(guó)發(fā)明的有煙火藥。13世紀(jì)傳到歐洲,1884年法國(guó)人發(fā)明了硝化棉火藥,1888年瑞典人諾貝爾發(fā)明巴力斯特火藥,1897年英國(guó)人發(fā)明柯達(dá)型火藥,20世紀(jì)30年代,蘇聯(lián)把巴力斯特火藥用于火箭彈。2、炸藥:
在一定外界作用下能發(fā)生爆炸,同時(shí)釋放能量并形成高溫氣體的化合物或者混合物。炸藥按照化學(xué)組分分為兩大類:?jiǎn)钨|(zhì)炸藥和混合炸藥。單質(zhì)炸藥一般是含有氧化物,具有無(wú)空氣參與快速氧化(爆炸)的性能,通常有不穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)。感度高、安全性小。混合炸藥由兩種或兩種以上彼此不發(fā)生化合作用的物質(zhì)組成。有固體、液體、氣體三種。*按用途炸藥分為:1、起爆藥2、猛炸藥3、發(fā)射藥(火藥)4、煙火劑起爆藥用于激發(fā)其他炸藥裝藥的爆炸變化。特點(diǎn)是感度高,主要的起爆藥有雷汞、疊氮化鉛、特曲拉辛等。在軍事上用于底火、火帽、雷管、電雷管、炮彈雷管和各種點(diǎn)火具、自炸裝置。
猛炸藥對(duì)外界作用的感度較遲鈍,主要靠起爆藥來(lái)激發(fā)爆炸變化。根據(jù)其主要成分,可以分為幾大類。
1、硝化基化合物。TNT、硝基甲烷。
2、硝胺。特曲兒、黑索今、奧克托金、乙烯二硝胺等。
3、醇類硝酸酯。硝化甘油、纖維素硝酸酯等。
4、其他類混合猛炸藥。高氯酸鹽炸藥、阿莫尼特炸藥等。
TNT炸藥:猛炸藥?;瘜W(xué)活性小,能長(zhǎng)期儲(chǔ)存,對(duì)各種初次沖擊不敏感,被子彈(彈片)穿透一般不燃燒、不起爆(有的軍事小說(shuō)中出現(xiàn)殉爆的場(chǎng)面是不太科學(xué)的)。通常為白色結(jié)晶,儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)后變?yōu)辄S色晶體。熔點(diǎn)81攝氏度,爆點(diǎn)290攝氏度,爆熱4190千焦耳|公斤,爆速7000米|秒,氣體生成為730升|公斤。TNT的制備方法:用硫酸和硝酸的混合酸將甲苯進(jìn)行硝化,隨后用亞硫酸鈉洗滌。TNT以及TNT和其他猛炸藥的混合物在戰(zhàn)時(shí)大量運(yùn)用。
黑索今炸藥:猛炸藥。威力和感度TNT,苦味酸和特曲兒高。熔點(diǎn)204攝氏度,爆點(diǎn)230攝氏度,爆熱5.4兆焦耳|公斤(特別厲害之處),爆速8350米|秒。黑索今是無(wú)色晶體,不溶于水,微溶于醇類溶劑。被子彈(彈片)擊穿能起爆。黑索今主要用于裝填大威力戰(zhàn)斗部,也可與TNT,鋁粉等混合使用。太恩炸藥:猛炸藥,爆轟能力超強(qiáng),機(jī)械感度高,白色晶體。熔點(diǎn)141.3攝氏度,爆點(diǎn)200攝氏度,爆熱5803千焦耳|公斤,爆速8300米|秒。太恩炸藥由四元酮與濃亞硝酸硝化而成。一般于TNT熔合后用于裝填聚能彈藥,也可制造威力強(qiáng)大的塑性炸藥
火藥和炸藥的區(qū)別是什么?火藥屬于炸藥中的一類。火藥和炸藥一般以作用的形式區(qū)分,產(chǎn)生爆轟的為炸藥,產(chǎn)生爆燃或燃燒的為火藥。炸藥爆炸變化的主要形式是爆轟,對(duì)外界作爆破功,作用瞬間功率極高;火藥作用的形式通常是爆燃或燃燒,對(duì)外界主要由產(chǎn)生的高溫高壓氣體作拋擲功,作用時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)一些?,F(xiàn)代對(duì)于火藥和炸藥的區(qū)別是:爆燃速度為每秒500米以下的是火藥,以上的為炸藥?;鹚幒驼ㄋ幍南嗷マD(zhuǎn)化二者統(tǒng)稱為火炸藥火炸藥:在較小的外界能量(聲、電、光、波、熱、機(jī)械撞擊)的作用下,能迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時(shí)產(chǎn)生大量的高溫、高壓氣體,并對(duì)周圍介質(zhì)作巨大的功的物質(zhì)。黑火藥:燃燒、化學(xué)反應(yīng)速度較慢,但在密封的容器內(nèi)燃燒會(huì)迅速轉(zhuǎn)為爆炸。TNT:反應(yīng)速度較快,但如露天存放或薄薄散開,此時(shí)只會(huì)燃燒而不爆炸。二、火炸藥爆炸和其他爆炸的區(qū)別各種火炸藥當(dāng)其在一個(gè)密閉容器中時(shí),發(fā)生爆炸是一個(gè)自身的氧化還原過程,其爆炸和非火炸藥的化學(xué)爆炸的不同點(diǎn)是不需要外界再提供氧例:粉塵在真空中是不會(huì)爆炸的。三、煙火藥特性煙火藥(煙火劑):有可燃劑、氧化劑為主要組成成分,為了改善性能和工藝上的需要,有時(shí)還適當(dāng)加入少量的粘合劑、鈍感劑或安定劑等。其在軍事和民用方面是利用其點(diǎn)燃后產(chǎn)生的一種或幾種效應(yīng),高溫制成燃燒彈、強(qiáng)光制成照明彈、色彩制成禮花彈、信號(hào)彈以及煙花娛樂品等。煙火花與火藥和炸藥的區(qū)別火炸藥發(fā)生作用后必須是具有高溫、高壓的大量氣體迅速對(duì)周圍介質(zhì)作功。煙火藥利用化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)或幾個(gè)效應(yīng)。適合做煙火藥的化學(xué)藥品的種類繁多,因此在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用過程中嚴(yán)防煙火藥發(fā)生事故比火炸藥更重要。四、煙花爆竹的燃燒與爆炸(一)煙花爆竹煙火藥的燃燒條件1、可燃物:禁用鎂粉,常用鎂合金粉。2、氧化劑:禁用氯酸鉀,常用高氯酸鉀3、有著火源:煙花爆竹生產(chǎn)企業(yè)為“特級(jí)放火單位”,嚴(yán)控火種和自燃。(二)煙花爆竹煙火要的爆炸條件1、具有自成一體的供氧系統(tǒng)2、藥物化學(xué)反應(yīng)速度快反應(yīng)的發(fā)生、延續(xù)、爆響的過程具有放熱量大、反應(yīng)速度快、生產(chǎn)大量的氣體的特征。第三節(jié)煙花爆竹產(chǎn)品分類及技術(shù)要求
一、產(chǎn)品分類(一)煙花分類
煙花爆竹品種繁多,分類方法各有不同。過去一般把煙花爆竹簡(jiǎn)單分為煙花(煙火)和炮竹(爆竹)兩大類,但隨著品種不斷增加,這種分類已不能適應(yīng)。
按照不同運(yùn)動(dòng)形式和燃放效果分類,可分為十三類:噴花類、旋轉(zhuǎn)類、旋轉(zhuǎn)升空類、火箭類、吐珠類、線香類、小禮花類、煙霧類、造型玩具類、爆竹類、磨擦炮類、組合煙花類;、禮花彈類。
按爆竹燃放效果和制造工藝分類??煞譃?類:
升空禮花(50米以上)、小禮花(10米以上)、煙霧、噴花、吐珠、旋轉(zhuǎn)煙花、線香煙花、玩具煙花、地面煙花。按照種類不同燃放方法不同燃放吐珠類煙花時(shí),應(yīng)將煙花固定在地上或75-90度角對(duì)空燃放,嚴(yán)禁手持煙花互相對(duì)射,以免傷人或引起火災(zāi)。燃放煙花組合時(shí),應(yīng)將煙花直立平放于地面,四周夾緊并固定,防止燃放時(shí)因振動(dòng)而傾斜或傾倒。燃放旋轉(zhuǎn)升空及地面旋轉(zhuǎn)煙花時(shí),必須注意周圍環(huán)境,放置平坦地面,點(diǎn)燃引線后,離開一段距離觀賞。(二)爆竹產(chǎn)品的分類硝酸鹽炮類:以硝酸鹽為氧化劑的爆響藥制成的產(chǎn)品,含有金屬粉的硝酸鹽炮又稱為硝光炮;
高氯酸鹽炮類:以高氯酸鹽為氧化劑的爆響藥制成的產(chǎn)品;
氯酸鹽炮類:凡含有氯酸鹽為氧化劑的爆響藥制成的產(chǎn)品,含有金屬粉的高氯酸鹽、氯酸鹽炮又稱為電光炮;
其它炮類:以其它非禁用藥物作爆響藥制成的產(chǎn)品。二、煙花爆竹產(chǎn)品的技術(shù)要求
1、煙花爆竹:以煙火藥為原料制成的工藝美術(shù)品,通過著火源作燃燒(爆炸)并伴有聲、光、色、煙、霧等效果的娛樂產(chǎn)品。
2、煙花:燃放時(shí)能形成色彩、圖案、產(chǎn)生音響效果,以視覺效果為主的產(chǎn)品。
3、爆竹:
燃放時(shí)主體爆炸但不升空并能產(chǎn)生爆音、閃光等效果,以聽覺效果為主的產(chǎn)品。
4、警示:
產(chǎn)品包裝上的警告性安全用語(yǔ)或圖案標(biāo)記。
5、燃放說(shuō)明:有關(guān)燃放方法等安全用語(yǔ)。
6、主體:
裝有煙火藥或涂敷有煙火藥的單個(gè)產(chǎn)品的整體。
7、引火線:
用于煙花爆竹點(diǎn)火、傳火、控制時(shí)間的煙火藥制品。
8、燒成:
產(chǎn)品在燃放時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)效果的現(xiàn)象。
9、未燒成:
產(chǎn)品燃放時(shí)未達(dá)到設(shè)計(jì)效果的現(xiàn)象。
10、熄引:
引火線被點(diǎn)燃后,中途熄火或沒有點(diǎn)燃主體內(nèi)煙火藥的現(xiàn)象。
11、沖頭:
燃放時(shí),主體內(nèi)的煙火藥產(chǎn)生不應(yīng)有的將噴射口沖掉或?qū)⒈竦念^部沖開,并伴有噴火或爆音的現(xiàn)象。12、沖底:燃放時(shí),產(chǎn)生不應(yīng)有的將產(chǎn)品底塞或底座沖開,并伴有爆音的現(xiàn)象。
13、沖射:
產(chǎn)品的燃放時(shí)產(chǎn)生不應(yīng)有發(fā)射狀燃燒現(xiàn)象。14、倒筒:
立于地面燃放的產(chǎn)品,在燃放過程中倒在地面,且仍有色火向外噴射的現(xiàn)象。
15、炸筒:
燃放時(shí),煙花產(chǎn)品筒體產(chǎn)生不應(yīng)有的炸裂現(xiàn)象。
16、散筒:
燃放時(shí)產(chǎn)生不應(yīng)有筒體開裂或筒體間分離的現(xiàn)象。
17、穿孔燃放時(shí),煙花產(chǎn)品筒體產(chǎn)生不應(yīng)有的孔洞,并伴有火苗、火星噴出的現(xiàn)象。
18、低炸:
燃放時(shí)升空產(chǎn)品(不含A級(jí))距離地面在3m以下發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。
19、火險(xiǎn):
燃放時(shí),升空爆發(fā)的色火或帶火殘?bào)w下落到離地面3m以下尚未熄滅的現(xiàn)象。
20、露白:
筒標(biāo)紙尺寸過窄或粘貼不嚴(yán)而露出筒體的現(xiàn)象。
21、包頭包腳:
筒標(biāo)紙粘貼不整齊或尺寸過長(zhǎng)而超出筒體一端或兩端的現(xiàn)象。
22、露頭露腳:
筒標(biāo)紙粘貼不整齊或尺寸過短而使筒體露出一端或兩端的現(xiàn)象。23、發(fā)射偏斜角:
升空產(chǎn)品發(fā)射時(shí),偏離水平面垂線的角度。24、燒成率:
產(chǎn)品燃放后,統(tǒng)計(jì)燒成數(shù)占燃放總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。
25、底座:
為使立于地面燃放的煙花產(chǎn)品在燃放時(shí)不倒筒而設(shè)計(jì)安裝的部件。
26、底塞:
為防止煙火藥燃燒、發(fā)射、速燃時(shí),火焰、氣體等從底部噴出而設(shè)計(jì)筑填在底部(或中間)的部件。
27、引燃時(shí)間:
從點(diǎn)燃引火線至引燃主體的時(shí)間。
28、速燃:
煙火劑以大于設(shè)計(jì)反應(yīng)速度而燃燒的現(xiàn)象。29、爆燃:
燃放時(shí),煙火藥劑以接近爆炸性反應(yīng)速率進(jìn)行猛烈燃燒的現(xiàn)象。
30、色火:指各種色彩的火焰、火星、帶火殘?jiān)取?/p>
31、急炸:指升空產(chǎn)品在點(diǎn)燃后,產(chǎn)品未飛離地面而發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。
32、斷火:
產(chǎn)品在燃放時(shí),主體中途熄滅或留有未被點(diǎn)燃煙火藥劑的現(xiàn)象。
33、殉爆;火藥的爆炸能激發(fā)與其相距并被隋性介質(zhì)隔離的另一火藥爆炸。
34、護(hù)引紙:
用于保護(hù)引火線的部件。35、發(fā):
構(gòu)成組合煙花的每一單筒或禮花彈的每一彈體。36、部件:
煙花主體筒殼以外所設(shè)計(jì)的各種附件。
37、穩(wěn)定桿:
為穩(wěn)定產(chǎn)品在空中運(yùn)動(dòng)的方向而設(shè)計(jì)安裝的部件。技術(shù)要求(一)外觀1、產(chǎn)品整潔,表面無(wú)浮藥、無(wú)霉變、無(wú)污染。2、簡(jiǎn)標(biāo)紙粘貼吻合平整、無(wú)遮蓋、無(wú)露頭露腳、無(wú)包頭包腳和露白現(xiàn)象。文字圖案清晰。3、產(chǎn)品外形無(wú)明顯變形、無(wú)損壞。
(二)引火線1、引火線應(yīng)表面整潔干燥、無(wú)破損漏藥、無(wú)藕節(jié)、無(wú)空引和無(wú)霉變。2、氯酸鉀引火線不得含有硫磺和硫化物。3、吐珠類引火線應(yīng)在6-10s引爆主體,小禮花彈類引火線應(yīng)在8-12s引燃主體,其他各類產(chǎn)品的引火線在3-6s內(nèi)引燃主體。4、引火線應(yīng)安裝牢固,應(yīng)能吊起規(guī)定重量的重物,保持1min不脫落;(1)產(chǎn)品在10g以下的,應(yīng)吊起10g重物;(2)產(chǎn)品在10-50g,應(yīng)吊起自重二倍的重物;(3)產(chǎn)品在50g以上的,應(yīng)吊起100g重物.
(三)簡(jiǎn)體1、簡(jiǎn)體長(zhǎng)度在100mm或100mm以上,允許偏差為正負(fù)2%;簡(jiǎn)體長(zhǎng)度在100mm以下,允許偏差為正負(fù)3%。2、簡(jiǎn)體外徑允許偏差為正負(fù)5%。3、簡(jiǎn)體應(yīng)粘合牢固,不開裂、不散筒。(四)底座1、放置在地面靜止燃放的煙花,筒高超過筒外經(jīng)三倍者,必須安裝底座。底座的外徑或邊長(zhǎng)大于主體高度(含安裝底座后增高的高度)三分一,至少超過筒外徑10mm。2、底座應(yīng)安裝端正,產(chǎn)品放置在與水平面成12度的斜面上不得傾倒。3、底座應(yīng)安裝牢固,在倒垂的主體上加30g重量吊起,拿住底座保持1min主體不脫落。
(五)底塞底塞應(yīng)安裝牢固。跌落實(shí)驗(yàn)中,不開裂、不脫落。(六)禁用、限用藥種和單個(gè)產(chǎn)品最大裝藥量。1、產(chǎn)品禁止使用砷化合物、鉛化合物、沒食之酸、苦味酸、鎂粉(含鎂合金粉除外)、六氯代苯、磷等。硫化銻不得與氯酸鹽配伍。2、煙花產(chǎn)品禁止使用氯酸鹽(煙霧類除外)。3、禁止使用氯酸鉀配制煙火劑生產(chǎn)煙花爆竹。4、煙花類單個(gè)產(chǎn)品最大裝藥量(不包括引火線藥量):(1)噴花類:不得超過75g;(2)旋轉(zhuǎn)類:有固定軸不超過60g,無(wú)固定軸不超過30g;(3)升空類:旋轉(zhuǎn)升空產(chǎn)品不超過20g,大型火箭不超過20g,中型火箭不超過10g,小型火箭不超過2g;(4)吐珠類:不得超過40;(5)線香類:不得超過10g;(6)地面禮花類:不得超過25g;(7)煙霧類:不得超過200g;(8)造型玩具類:不得超過15g;(9)小禮花彈類:不得超過35g。5、爆竹類單個(gè)產(chǎn)品最大裝藥量(不包括引火線藥量):(1)硝酸鹽炮不得超過2.0g,中炮不得超過1.0g,小炮不得超過0.2g;(2)高氯酸鉀炮不得超過0.6g,中炮不得超過0.3g,小炮不得超過0.15g.(3)氯酸鹽炮不得超過0.05g(氯酸鉀禁用)。6、單個(gè)產(chǎn)品裝藥量在10g或10g以上的允許重量偏差為正負(fù)10%,在10g以下的允許重量偏差為正負(fù)5%,在1.0g以下的允許重量偏差為正負(fù)20%。各類產(chǎn)品不得超過該類產(chǎn)品允許的最大裝藥量。(七)煙花類產(chǎn)品燒成率1、噴花類不小于93%;2、旋轉(zhuǎn)類:有固定軸的不小于96%,無(wú)固定軸的不小于93%;3、升空類:旋轉(zhuǎn)升空類不小于93%,大型火箭不小于96%,中型火箭不小于93%,小型火箭不小于90%;4、吐珠類不小于90%;5、線香類不小于96%;6、地面禮花類:珠花型不小于93%,傘花型不小于90%;7、煙霧類不小于96%;8、造型玩具類不小于90%;9、小禮花類不小于96%。(八)爆竹類產(chǎn)品爆響率1、硝酸鹽炮:大炮不小于93%,中炮不小于90%,小炮不小于85%;2、高氯酸鹽炮:大炮不小于93%,中炮不小于90%,小炮不小于85%;3、氯酸鹽炮不小于90%。(九)聲級(jí):爆竹產(chǎn)品爆炸時(shí)最大聲級(jí)不得大于150dB。(十)煙花產(chǎn)品的其他要求1、噴花類產(chǎn)品的噴射高度不大于3m。2、旋轉(zhuǎn)類產(chǎn)品的允許飛離地面高度不大于0.5m,旋轉(zhuǎn)直徑范圍不大于2m。
3、旋轉(zhuǎn)升空產(chǎn)品發(fā)射斜角不大于45度,火箭產(chǎn)品發(fā)射斜角不大于20度。大型火箭發(fā)射高度不大于30m,中型火箭發(fā)射高度不大于20m,小型火箭發(fā)射高度不大于10m.4、手持吐珠產(chǎn)品的亮珠發(fā)射水平距離小于5m的亮珠數(shù)不大于總珠數(shù)的10%,地面吐珠產(chǎn)品亮珠發(fā)射垂直高度小于4m的亮珠數(shù)不大于總珠數(shù)的10%。5、線香型產(chǎn)品燃放時(shí)不得爆燃或火星落地。6、煙霧類產(chǎn)品燃放時(shí)不得出現(xiàn)炸筒或明火。
7、造型玩具類產(chǎn)品行走距離不大于2m。8、地面禮花類產(chǎn)品發(fā)射斜角不大于20度,發(fā)射高度不小于10m。9、小禮花類發(fā)射高度:直徑為25mm的,不小于20m;直徑為38mm的,不小于25m。10、各類升空類煙花產(chǎn)品不得出現(xiàn)火險(xiǎn)和低炸。11、各類煙花產(chǎn)品手柄或手持部分10cm內(nèi)不得裝藥或涂敷藥物。12、各類煙花產(chǎn)品的吊線長(zhǎng)度在50cm以上。吊線強(qiáng)度應(yīng)能在產(chǎn)品主體上加50g重量的重物后吊起,保持1min,吊線不脫落不斷線。
第二章煙花爆竹藥物
基本性能及原理
第一節(jié)煙花爆竹藥劑的性能要求在煙花爆竹中所使用的的藥劑是煙火藥。這些藥劑,在燃燒和爆炸時(shí)產(chǎn)生光、熱、聲、色、煙和運(yùn)動(dòng)。為了使生產(chǎn)出來(lái)的煙花爆竹達(dá)到好的質(zhì)量和安全,煙花爆竹火藥必須具有以下性能。一、以一定的速度均勻地燃燒一定的速度:火箭煙花升空需要一定的速度,笛音劑的發(fā)音需要一定的燃燒速度,禮花彈的拋射,亮珠的燃燒都需要一定速度。均勻的燃燒:煙花爆竹煙火藥必須具備這種特性,如果藥物燃燒不均勻,煙花爆竹就會(huì)出現(xiàn)斷火、沖炸等問題引火線藥劑對(duì)此要求經(jīng)更嚴(yán)格。
二、在長(zhǎng)期的貯存中,應(yīng)具有良好的化學(xué)、物理安定性煙花爆竹生產(chǎn)后到消費(fèi)者手中,要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(有效期應(yīng)在二年以上),這就對(duì)煙火藥提出了很高的要求。要求其具有良好的物理化安定性。在貯運(yùn)過程中不出現(xiàn)自燃、爆裂和藥物吸濕、變質(zhì)等理化現(xiàn)象。例如:鎂粉是一種非?;顫姷慕饘倭巳嘉铮谒岷望}的作用下容易氧化變質(zhì)、失去其作用,化學(xué)性能很不穩(wěn)定。受潮后或與水作用生產(chǎn)氫氧化物,并放出氫氣,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱。在這種情況下,如果強(qiáng)氧化劑作用,反應(yīng)更快,如不及時(shí)散熱,會(huì)產(chǎn)生自燃或自爆,所以煙花爆竹藥物中禁止使用鎂粉。其它金屬粉如鋁粉、鎂鋁合金粉與水作用也應(yīng)注意放熱現(xiàn)象。此類自燃事故在花炮亮珠生產(chǎn)中亦有很多。
三、藥劑對(duì)機(jī)器作用(沖擊、摩擦)敏感度應(yīng)盡量小這一點(diǎn)是為了保障安全生產(chǎn)提出來(lái)的,從國(guó)內(nèi)的煙火發(fā)展歷史來(lái)看,由于安全事故所造成的損失是慘重的,根據(jù)火工行業(yè)一個(gè)調(diào)查資料表明:在調(diào)查的69起事故中,由于煙火藥受機(jī)械沖擊和摩擦而發(fā)生的事故占53%。例如:砷化物(主要是雄黃)、汞化合物、磷所配置出來(lái)的藥物都是極不安全藥物,如與氯酸鉀混合,
輕微撞擊摩擦就會(huì)著火(赤磷等主要是作摩擦劑使用,有些特殊出口產(chǎn)品,如圣誕煙花拉炮等生產(chǎn),需要公安部特別批準(zhǔn),并用濕法生產(chǎn)),另外用苦味酸、沒食之酸作原料的笛音劑對(duì)機(jī)械作用也很敏感,所以以上這些藥種在煙花爆竹生產(chǎn)中禁止使用。還有用氯酸鉀作氧化劑的煙火藥也十分敏感。
四、消耗少量的藥劑而產(chǎn)生大的效果煙花爆竹產(chǎn)品中的藥量都受到一定限制,為了消費(fèi)者的安全,國(guó)內(nèi)外都對(duì)煙花爆竹藥量進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。例如無(wú)固定軸旋轉(zhuǎn)類煙花,我國(guó)規(guī)定不超過30g,日本進(jìn)口煙花條例更嚴(yán),不超過4g。還有禮花彈產(chǎn)品需要發(fā)射到200米左右的高空,但發(fā)射藥物為100g左右,這就要求藥量用得少而產(chǎn)品的作用大。
五、對(duì)熱作用不太敏感這也是從煙花爆竹安全生產(chǎn)方面提出來(lái)的,當(dāng)溫度稍升高時(shí),藥物不會(huì)自燃或產(chǎn)生其它類似情況。煙花爆竹生產(chǎn)都有一個(gè)干燥過程,干燥就需要加熱,煙花爆竹行業(yè)曾發(fā)生不少藥物在烘干和曬干過程中,由于藥物對(duì)熱作用敏感而發(fā)生的事故。煙花爆竹藥物熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)一般為:在75度溫度中烘干48小時(shí)而藥物穩(wěn)定,不分解。
六、在燃燒反應(yīng)生成物中,不含毒性較大的物質(zhì),以免污染空氣。這是對(duì)保護(hù)人體健康和保護(hù)環(huán)境提出來(lái)的,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)都有明確規(guī)定,煙花爆竹在燃燒過程中,不能產(chǎn)生毒氣很大的物質(zhì)。磷、汞化合物、砷化合物、鉛化合物、六氯代苯都是毒性很大的物質(zhì),吸入和食入都是極毒的。有的物質(zhì)在燃燒后放出毒性很大的氣體,如紅丹(四氯化三鉛),現(xiàn)在很多煙花爆竹企業(yè)仍然用其作煙花中帶響亮珠(起氧化劑作用),但燃燒后產(chǎn)生的煙氣對(duì)人體健康危害很大,故應(yīng)禁止使用。
七、制造工藝不復(fù)雜如果制作工藝復(fù)雜,將對(duì)煙花爆竹生產(chǎn)安全、質(zhì)量管理帶來(lái)困難并且不能滿足生產(chǎn)要求,從經(jīng)濟(jì)成本上來(lái)講也不合算。八、不含稀有成分因?yàn)橄∮谐煞謥?lái)源不易,供應(yīng)有問題,再者從經(jīng)濟(jì)規(guī)律來(lái)講,不符合煙花爆竹價(jià)廉物美的要求。稀有成分如鋯、鋰鹽等,雖然有其特殊效應(yīng),但因?yàn)橄∮谐煞侄丛跓熁ū裰惺褂谩?/p>
九、不含對(duì)人體有害物質(zhì)在煙火藥的生產(chǎn)過程中,工人都直接與藥物接觸,藥劑中如含有有害的成份,對(duì)人體的健康必將帶來(lái)?yè)p害。上面所述的磷、汞化合物、砷化合物、鉛化合物、六氯代苯均對(duì)人體有害,特別是六氯代苯,現(xiàn)在不少煙花爆竹企業(yè)仍然在使用,應(yīng)該堅(jiān)決予以禁止。
第二節(jié)煙花爆竹用煙火藥的分類
根據(jù)煙火藥在煙花爆竹產(chǎn)品中使用的效應(yīng)不同,我們將其分為以下幾類:一、動(dòng)力藥劑動(dòng)力藥劑指的是能產(chǎn)生發(fā)射和推進(jìn)效應(yīng)的煙火劑。將藥劑裝在一個(gè)特定的容器內(nèi),燃燒時(shí)由于藥劑產(chǎn)生高溫而、高壓氣體的膨脹,把容器內(nèi)專有的物體拋射出來(lái)(如禮花彈發(fā)射),或者是利用藥劑燃燒后氣體膨脹,從容器中噴射出來(lái),產(chǎn)生后推力,使容器本身運(yùn)動(dòng)(如火箭煙花)。前者為拋射效應(yīng),后者為推進(jìn)效應(yīng)。
二、照明劑它是產(chǎn)生高強(qiáng)度光亮的煙火效應(yīng)藥劑,在軍事上用來(lái)裝填照明劑。在煙花爆竹藥劑中銀白光劑實(shí)際上是照明劑的一種,如銀閃、銀椰子、大鵬騰空、銀白光等。三、有色發(fā)光劑能產(chǎn)生彩光效應(yīng)的煙火劑叫有色發(fā)光劑,也叫彩光劑,軍事上常用來(lái)作信號(hào)劑。在生產(chǎn)中彩光劑的應(yīng)用十分廣泛。
四、燃燒劑它是產(chǎn)生以熱效應(yīng)為主的煙火劑,一般又分為高熱燃燒劑和高熱劑,高熱劑燃燒時(shí)一般不產(chǎn)生或少產(chǎn)生氣體生成物,而且高熱劑通常點(diǎn)燃比較困難。在煙花爆竹產(chǎn)品中莞茜花、電光花都是采用這種藥劑制成。五、延期藥劑能產(chǎn)生延期效應(yīng)的煙火劑。藥劑具有一定的燃燒速度,以便在一定的時(shí)間將燃燒傳遞給另一種藥劑。所以它的燃燒性能是嚴(yán)格控制的。在煙花爆竹中通常用來(lái)制導(dǎo)火索等,用來(lái)控制燃燒時(shí)間。
六、哨聲劑哨聲劑是一種特殊效應(yīng)的藥劑,現(xiàn)已廣泛用于煙花爆竹中,使用煙花爆竹產(chǎn)品達(dá)到聲色并茂,有聲有色的效果,如全家樂煙花哨聲,還有笛音火箭。七、爆音劑能產(chǎn)生爆炸效應(yīng)的煙火劑,在煙花爆竹中主要用來(lái)作為生產(chǎn)爆竹藥劑,在煙花中也應(yīng)用不少,如雷閃開花、春雷、五響花等。
八、煙霧劑燃燒時(shí)能產(chǎn)生大量的煙霧,在煙花爆竹中主要是利用燃燒產(chǎn)生的彩色煙霧給人們以觀賞,煙花產(chǎn)品彩色煙球等。九、點(diǎn)火劑點(diǎn)火劑又叫燃藥。在煙花中主要利用燃燒后產(chǎn)生的高溫起點(diǎn)火作用,用量少其作用大,在玩具煙花產(chǎn)品和禮花彈藥產(chǎn)品中均使用。
十、磨擦劑利用藥劑摩擦發(fā)火,并產(chǎn)生各種效果,如茶地炮、拉炮等產(chǎn)品均是該藥劑制成,藥劑對(duì)機(jī)械作用非常敏感,在生產(chǎn)中應(yīng)特別注意安全。以上講述了煙火劑十個(gè)種類和主要用途,這種分類主要是從藥劑本身來(lái)分。煙火藥劑和煙火裝置結(jié)合起來(lái)(如紙筒等)就構(gòu)成了煙花爆竹產(chǎn)品,煙花爆竹是多種多樣的,在煙花爆竹技術(shù)中煙火劑的行事不但要考慮所需要的效應(yīng),而且要有美的造型,并且將各種煙火劑效應(yīng)綜合起來(lái)。如全家樂煙花,就是將多種效應(yīng)結(jié)合起來(lái)的煙花。
第三節(jié)煙花爆竹煙火藥劑的基本組成和作用
煙花爆竹煙火藥劑是機(jī)械混合物,是由各種成分組成的,煙火劑根據(jù)所要求的煙火效應(yīng)不同,組成也有所不同,但其基本組成成分有以下五類:1、氧化劑;2、可燃劑;3、粘合劑;4、使火焰著色的物質(zhì);5、其它附加物(包括含氯有機(jī)物、防潮劑、鈍感劑等)
以上組分中,氧化劑與可燃物是構(gòu)成煙火藥的基本成分,氧化劑與可燃物決定了煙火藥燃燒爆炸的特點(diǎn)。粘合劑的作用是將煙花爆竹藥劑粘合造粒、成型,并使煙火藥各成分混合均勻,保證傳火和具有一定燃燒速度。使火焰著色的物質(zhì)構(gòu)成了煙花爆竹特定的焰色效應(yīng)。其他附加物是根據(jù)產(chǎn)品要求和煙火劑的特性添加的,含氯的有機(jī)物能提高焰火顏色純度,防潮劑能防止煙火藥吸潮,笛音劑能產(chǎn)生悅耳的哨聲,防腐劑起防腐作用,鈍感劑能降低煙火的敏感度
另外一方面,在煙火藥中,一種組分也可以具有二種或二種或多種功能。黑火藥中硫磺,即是可燃物又是粘合劑,硝酸鍶在紅色彩光劑中,即是氧化劑又是使火焰著色的物質(zhì),有些粘合劑本身也具有鈍感劑和防潮劑的功能。在高氯酸鉀、蟲膠、碳酸鍶的紅光劑中,蟲膠既是可燃物又是粘合劑,高氯酸鉀既是氧化劑又是含氯的物質(zhì)。
一、氧化劑(一)一種自供氧的氧化-還原反應(yīng)我們知道,任何可燃物的燃燒都需要氧,日常生產(chǎn)中用柴火煮飯、柴火燃燒需要氧,火柴桿之所以燃燒也是因?yàn)榕c空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng),當(dāng)空氣不足時(shí),燃燒就會(huì)逐漸減弱直至熄滅。實(shí)驗(yàn)室酒精燈的燃燒也是這個(gè)道理,當(dāng)我們蓋上玻璃罩后,燃燒就熄滅了,這也是因?yàn)楦魯嗔搜醯墓?yīng)。
但是煙花爆竹中的煙火劑,則不能完全靠空氣來(lái)供給氧而燃燒,其原理有二個(gè),其一是為了達(dá)到煙花爆竹的效果,火藥必須具有很快的燃燒速度,這種燃燒速度猛烈,空氣中的供氧量達(dá)不到這種要求。靠空氣中的氧來(lái)燃燒是緩慢的,即使供得上,也不夠猛烈。另外煙花爆竹都是煙火藥裝在紙筒中,在密封的條件下燃燒爆炸的,因?yàn)榕c外界空氣隔絕,不可能靠空氣來(lái)供氧。根據(jù)以上二個(gè)原因,我們必須準(zhǔn)備足夠的氧化劑,使煙火藥爆炸實(shí)際上是一種自供氧的氧化――還原反應(yīng)。
(二)氧化劑的選擇氧化劑在煙火藥中占極其重要的地位,選用什么樣的原料作煙火藥的氧化劑十分重要的,按照氧化劑在煙火藥中的作用,選擇氧化劑應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1、氧化劑應(yīng)為固體;2、當(dāng)火藥燃燒時(shí),容易放出氧;3、為一種化合物,在正負(fù)60度溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定受水作用不分解;4、用其配制的煙火劑對(duì)機(jī)械作用不敏感(沖擊、摩擦);5、為稀有物質(zhì)、原料來(lái)源廣泛,成本要低;
6、對(duì)人體無(wú)害;7、所選擇的氧化劑應(yīng)保證煙火藥具有所要求的燃燒速度;8、不能采用會(huì)改變火焰顏色的氧化劑,特別是在色光劑中。9、含主要氧化劑的物質(zhì),含量大于98.5-99.0%。10、水分含量極少,一般不超過0.1-0.2%。11、吸濕性小,含Ca2+/Mg2+等雜質(zhì)少。12、氧化劑的水溶液一般為中性反應(yīng)。13、氧化劑中不含還原性雜質(zhì)和增高煙火劑對(duì)機(jī)械作用敏感度不高的固體雜質(zhì),如砂石,渣等。
14、不含有在保存中會(huì)降低煙火劑化學(xué)穩(wěn)定性的雜質(zhì)。在這里我們必須著重提出,設(shè)計(jì)一種煙花爆竹藥劑除了應(yīng)當(dāng)保證它被引燃后產(chǎn)生需要的煙花爆竹效應(yīng)外,還應(yīng)在使用、制造、存放以及燃放中做到安全和穩(wěn)定。這就要求我們選擇氧化劑時(shí),應(yīng)盡量選擇所配制藥劑對(duì)機(jī)械感度不高且理化性能安全的物質(zhì)。
常用氧化劑有以下幾種:(一)高氯酸鉀(又稱高鉀、過氯酸鉀)一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,分子式:KClO4,分子量:138.55性質(zhì)和用途無(wú)色斜方晶系結(jié)晶或白色粉末,相對(duì)密度2.52,熔點(diǎn)610度,溶于水,幾乎不溶于醇和醚,有清涼味,其火焰為紫色。高氯酸鉀含氧量46.19%,加熱至400度分解,到610度分解為氯化鉀和氧氣。
2KClO4---2KCl+4O2--174卡由于高氯酸鉀的分解溫度較高,分解時(shí)需要吸收熱量,遇強(qiáng)酸不分解,它的化學(xué)穩(wěn)定性比次氯酸鉀好,對(duì)機(jī)械敏感度沒有氯酸鉀高,因此廣泛應(yīng)用于煙花中。當(dāng)氯酸鉀、溴化鉀、銅、鐵存在時(shí),其分解反應(yīng)會(huì)加速進(jìn)行;與有機(jī)物或可燃物混合時(shí),易發(fā)生分解。
高氯酸鉀是由氧化鉀二次電解而得,或由氯酸鉀再次電解而成,因而價(jià)格較高,約為氯酸鉀的兩倍。在煙花藥物中,高氯酸鉀的作用與氯酸鉀差不多,實(shí)踐證明,高氯酸鉀基本可以代替氯酸鉀。為了安全,應(yīng)該用高氯酸鉀代替氯酸鉀。2、質(zhì)量要求外觀為白色結(jié)晶粉末,其他要求應(yīng)符合ZBG12005-87,見表:高氯酸鉀質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%優(yōu)等品一等品合格品氯酸鉀含量
≥99.20
≥99.00
≥99.00水份
≤0.02
≤0.03
≤0.04氯化物
≤0.02
≤0.03
≤0.03
PH值7±1.57±1.57±1.5
(二)硝酸鉀(又稱硝石、土硝、火硝、鹽硝)一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,分子式:KNO3,分子量101.101、性質(zhì)和用途無(wú)色斜方晶或白色粉末,相對(duì)密度2.109,熔點(diǎn)334度。易溶于水、液氨和甘油,不溶于無(wú)水乙醇和乙醚,具有防腐性。水溶液呈中性。硝酸鉀加熱至400度時(shí)分解放出氧,并轉(zhuǎn)變成亞硝酸鉀,繼續(xù)加熱則生成氧化鉀。
純硝酸鉀在空氣中不易潮解,其吸濕性隨著其他鹽類雜質(zhì)的增高而增強(qiáng),為強(qiáng)氧化劑,與有機(jī)物接觸能引起燃燒爆炸,并放出有刺激性氣味的有毒氣體。與碳粉或硫磺共熱時(shí),能發(fā)生強(qiáng)光和燃燒。硝酸鉀與硫磺、木炭混合即生成最常用的黑火藥,通過燃燒會(huì)產(chǎn)生大量氣體,廣泛用于發(fā)射、推進(jìn)和延期藥。如軍工硝和噴花硝、引線硝等。
2、質(zhì)量要求硝酸鉀為白色晶狀粉末,不得含有機(jī)械雜質(zhì),其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合GB/T1918-1998
(三)高氯酸銨(又稱過氯酸銨)一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,分子式:NH4ClO4,分子量:117.491、性質(zhì)和用途高氯酸銨為白色晶體,相對(duì)密度1.95,易溶于水,水溶液偏酸性。微溶于乙醇、丙酮,加熱分解,為強(qiáng)氧化劑。高氯酸銨與可燃物或還原性物質(zhì)相混合,能引起燃燒和爆炸。由于高氯酸銨不含金屬元素,且燃燒后產(chǎn)生氣體,灰分少,因而廣泛應(yīng)用于無(wú)煙煙花中。
但是由于高氯酸銨易吸潮及偏酸性,在煙花爆竹生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意防潮,不可和硝酸鉀或黑火藥相配伍;在與金屬粉相混合時(shí),注意相容性。2、質(zhì)量要求(見表)
高氯酸銨質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)
外觀
白色無(wú)肉眼可見雜質(zhì),無(wú)大塊晶體灰分≤0.25%吸濕性≤0.40%高氯酸銨≥99.5%
PH值5.0~7.0水份≤0.05%氯化物≤0.05%
(四)硝酸鈉硝酸鈉又名智利硝、粒硝、鹽硝、發(fā)藍(lán)粉。分子式:NaNO3
分子量:84.991、性質(zhì)和用途硝酸鈉是一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,是一種白色細(xì)小結(jié)晶,帶淡灰色或淡黃色,味微咸苦,易溶于水和液氨,微溶于甘油和酒精。比重2.257,熔點(diǎn)309.5度,加熱到380度以上成亞硝酸鈉和氧,是強(qiáng)氧化劑。
具潮解性,遇潮結(jié)塊,成分降低。在含有極少量氯化鈉雜質(zhì)時(shí),潮解性極具加強(qiáng)。與有機(jī)物、硫磺或亞硫酸氫鈉混在一起能引起燃燒爆炸。硝酸鈉由于分解溫度低,是比較好的氧化劑,尤其有較好黃金色光,我國(guó)北方(北京禮花彈廠)用在禮花彈等產(chǎn)品中,獲得比較好的效果。但由于硝酸鈉極易吸潮,煙火藥容易變質(zhì),我國(guó)南方一般不用。2、質(zhì)量要求見表:
硝酸鈉質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%硝酸鈉含量≥99.2水份≤0.2氧化鈉含量≤0.4
亞硝酸鈉含量≤0.02碳酸鈉含量≤0.1水不溶物≤0.08鐵含量≤0.005粒度(目篩余物)≤10.0
硝酸鈉應(yīng)儲(chǔ)存于干燥、通風(fēng)、陰涼的庫(kù)房,不可堆放于露天。庫(kù)溫度高不超過30度。避免日光直射。宜專庫(kù)專用,嚴(yán)禁與酸類、堿類、易燃易爆物品、氧化劑、還原劑以及其他有機(jī)物共儲(chǔ)混運(yùn)。隔絕熱源和火種。庫(kù)房要保持清潔,地面散落的粉末,應(yīng)隨即用軟掃帚打掃干凈。硝酸鈉易吸潮,儲(chǔ)存期限以不超過6個(gè)月為宜。
(五)硝酸鋇一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,分子式:Ba(NO3)2,分子量:169.871、性質(zhì)和用途無(wú)色或白色立方晶體,相對(duì)密度3.24,熔點(diǎn)592度,溶于水和濃硫酸不溶于醇和濃硝酸,加熱時(shí)分解成亞硝酸鋇,再分解成氧化鋇,含氧量36.7%,有效氧30%,微具吸潮,有毒。硝酸鋇相對(duì)比較安全。與鋁粉、合金粉等金屬混合時(shí),能很好燃燒并發(fā)出強(qiáng)光。
而與三硫化銻、硅鐵粉燃燒不好。硝酸鋇也是綠色著色物質(zhì)。作為氧化劑和綠光劑,由于硝酸鋇氧化性不強(qiáng),在配制綠光時(shí),一般需要其它氧化劑。硝酸鋇作為綠光劑是以分子輻射(氧化亞貝)發(fā)出綠光的,所以配制綠光劑,一般要加含氯有機(jī)物。2、質(zhì)量要求外觀為白色晶體或粉末,其技術(shù)指標(biāo)按GB/T1613-93,見表硝酸鋇質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)
指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品硝酸鋇含量≥99.3≥99.0水份≤0.05≤0.10
PH值5~85~8
NH4Cl≤0.02≤0.04
六)硝酸銀分子式:AgNO3分子量:169.871、性質(zhì)和用途無(wú)色透明方晶系片狀晶體,相對(duì)密度4.35,熔點(diǎn)208.6度,加熱至445度時(shí)分解。易溶于水和氨水,溶于醚和甘油,幾乎不溶于濃硝酸。其水溶液呈弱酸性,純品對(duì)光穩(wěn)定。在有硫化氫或有機(jī)物存在時(shí),易被還原為黑色金屬銀。潮濕硝酸銀見光較易分解。為氧化劑,可使蛋白質(zhì)凝固,對(duì)人體有腐蝕作用,硝酸銀主要用于摩擦類的砂炮中。2、質(zhì)量要求硝酸銀質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%工業(yè)級(jí)照相級(jí)硝酸銀含量≥99.5≥99.8水不溶物≤0.005≤0.005氯化物≤0.05≤0.005
(七)硝酸鍶分子式:Sr(NO3)2分子量:211.631、性質(zhì)和用途無(wú)色或白色等軸系結(jié)晶,相對(duì)密度2.986,熔點(diǎn)570度,溶于水、液氨,微溶于無(wú)水乙醇和丙酮。加熱分解放出氧,生產(chǎn)亞硝酸鍶。為氧化劑,與有機(jī)物接觸、摩擦、碰撞及點(diǎn)火能引起燃燒和爆炸,產(chǎn)生深紅色火焰,有毒。2、質(zhì)量要求硝酸鍶質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)二級(jí)硝酸鍶含量≥99.7≥99.0水不溶物≤0.2≤0.3氯化物≤0.01≤0.03鈣含量≤0.2≤0.2(八)碳酸鍶分子式:SrCO3
分子量:147.63無(wú)色斜方晶或白色細(xì)微粉末,相對(duì)密度3.7,熔點(diǎn)1497度,幾乎不溶于水,但溶于含二氧化碳的水中,易溶于酸和銨鹽溶液,不溶于乙醇。加熱至1340度時(shí)分解為氧化鍶和二氧化碳。碳酸鍶的化學(xué)性能很不穩(wěn)定,不易吸濕。由于其熔點(diǎn)高,在燃燒時(shí)反應(yīng)比較緩慢。在配制紅光時(shí),需要加其他氧化劑。由于是弱酸鹽,能與氯酸鹽混合使用(但煙花中不用氯酸鹽)。碳酸鍶燃燒時(shí)產(chǎn)生深紅色火焰。是煙花中紅光的主要著色劑。2、質(zhì)量要求碳酸鍶的外觀為白色細(xì)結(jié)晶,技術(shù)指標(biāo)見表:碳酸鍶質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%優(yōu)等品一等品合格品碳酸鍶含量≥97.0≥96.0≥95.0碳酸鈣含量≤0.5≤1.0≤1.2碳酸鋇含量≤1.0≤1.5≤2.0水份≤0.10≤0.30≤0.50氯化物≤0.02≤0.05≤0.10(九)重鉻酸鉀(紅礬鉀)分子式:K2Cr2O7
分子量:294.11、性質(zhì)和用途橙紅色三斜晶系結(jié)晶,屬一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑,有毒性和腐蝕性。相對(duì)密度2.69,熔點(diǎn)398度,加熱至500度分解成鉻酸鉀、三氧化二鉻和氧氣,易溶于水,不溶于乙醇。水溶液呈酸性反應(yīng),遇酸或白熱溫度下能放出氧氣,能發(fā)熱燃燒,當(dāng)有水份與硫化鈉混合能猛烈自燃。與有機(jī)物接觸,經(jīng)撞擊、摩擦能引起燃燒。重鉻酸鉀在煙花生產(chǎn)中作氧化劑、催化劑、鈍化劑。2、質(zhì)量要求重鉻酸鉀質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)二級(jí)重鉻酸鉀含量≥99.5≥99.0水份≤0.05≤0.10氯化物≤0.05≤0.08(十)高錳酸鉀(又名過錳酸鉀、灰錳氧)一級(jí)無(wú)機(jī)氧化劑分子式:KMnO4分子量:158.031、性質(zhì)和用途過錳酸鉀為深紅色有金屬光澤的粒狀和針狀結(jié)晶。相對(duì)密度2.703,加熱至240度開始分解而放出氧氣。其味甜而澀,溶于水,呈紫色溶液;稍溶于甲醛、冰醋酸、丙酮、硫酸,與乙醇、過氧化氫則分解。與易燃物質(zhì)一并加熱或受撞擊、摩擦,即引起發(fā)火爆炸。過錳酸鉀不論在中性、酸性或堿性溶液中,遇到還原劑或有機(jī)物,都能放出活性氧。高錳酸鉀在煙花生產(chǎn)中作氧化劑和續(xù)燃劑(但高錳酸鉀容易發(fā)燒,至今未推廣使用)。2、質(zhì)量要求(見表):高錳酸鉀質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)%高錳酸鉀含量≥99.3水不溶物≤0.20氫化物及氯化物≤0.10硫酸鹽≤0.05(十一)草酸鍶分子式:SrC2O4.H2O分子量193.67無(wú)色結(jié)晶性粉末,比重2.08,微溶于水,不溶于酒精,銨鹽存在時(shí)水中可溶。用途:紅色劑,產(chǎn)生的紅色與碳酸鍶產(chǎn)生的差不多,但燃燒時(shí)間短,在煙花中常用其燃燒時(shí)間短這一特點(diǎn)。(十二)碳酸鈣分子式:CaCO3
分子量:100.08用途:紅色劑,光色一般呈橙紅色,遠(yuǎn)不如鍶鹽的焰色鮮明,但因其價(jià)廉,在擦火藥頭等火藥劑中使用。二、可燃物可燃物在煙火藥中起還原劑作用,是煙火藥中的燃料,它燃燒時(shí)放出熱量,因此可燃物是煙火藥能量的主要提供者,所以在煙火藥中可燃物的選擇是是很重要的。選擇可燃物時(shí)如果選用極易氧化的,當(dāng)與氧化混合時(shí)則機(jī)械感度極高,如赤磷。另外熔點(diǎn)比較低的可燃物組成的煙火藥,在相同的條件下機(jī)械感度則高,如鎂、硫、沒食之酸、雄黃等。以鎂粉、鋁粉、鎂鋁合金粉為可燃物配成的煙火藥,如受潮或藥劑本身含水分高則極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生熱量,其中鎂粉比另兩種金屬粉更活潑。鐵粉、鎂粉極易氧化,如果不作處理直接加入煙花藥劑中,這種藥劑的化學(xué)安定性也不穩(wěn)定。在煙火藥中所采用的可燃物,必須符合下列基本條件。(一)可燃物在燃燒時(shí)需要的氧量盡量少。這樣可以使用較少的氧化劑制得煙火藥。因?yàn)樵跓熁饎┲泻罅康难趸瘎┦遣焕摹Q趸瘎┑脑黾?,必然?huì)降低可燃物的數(shù)量,這樣熱量就減少了。有機(jī)物所需氧量多,在煙火藥中的可燃物為有機(jī)物時(shí),則煙火藥必須含有大量的氧化劑,而可燃物燃燒則相應(yīng)減少。(二)具有足夠的熱效應(yīng)??扇嘉锏娜紵裏嵝?yīng)盡量大,這樣可以保證火藥能達(dá)到最佳效應(yīng)的特殊效應(yīng)。在照明劑、彩光劑中都是借燃燒時(shí)高溫來(lái)得到最佳的特殊效應(yīng)。因此在這種情況下必須采用燃燒熱時(shí)能放出大量熱的可燃物。如果要求保持低的熱效應(yīng)時(shí),則可以采用燃燒熱小的可燃物或者少量燃燒熱高的可燃物來(lái)達(dá)到目的。例如在發(fā)煙劑和禮花彈中。(三)具有足夠的化學(xué)和物理的穩(wěn)定性當(dāng)受弱酸和弱堿溶液的作用時(shí),盡可能保持穩(wěn)定。在生產(chǎn)和貯存條件下,不應(yīng)與煙火藥的其他成分如氧化劑等反應(yīng)(例如氯酸鉀和硫、硫化物等的混合物,其化學(xué)性能就不夠穩(wěn)定)。(四)選擇可燃物時(shí),它的易氧化性也很重要。可燃物在燃燒條件下易于與氧化劑反應(yīng),或者易于與空氣中的氧進(jìn)行反應(yīng)。例如矽或硅、石墨等就是采用強(qiáng)氧化劑氯酸鹽與其混合燃燒時(shí),也很難氧化他們,因此用它們作可燃物就受到極大的限制(石墨只能做鈍感劑使用)。鋁。鎂及其合金借空氣中的氧即能燃燒的性能,而且在特殊煙花爆竹產(chǎn)品中這種性能是絕對(duì)必要的。如在柳、錦冠、拉波類、椰子、禮花彈曲波中,可燃物的這種性能是決定了這些產(chǎn)品的特殊效果。但是某些可燃物極易氧化,作為煙火藥的可燃物也是不行的,因?yàn)楫?dāng)和氧化劑混合后對(duì)沖擊。摩擦極敏感或者發(fā)火點(diǎn)太低,例如白磷,它不但不能與任何氧化劑混合,甚至為了防止自燃也要與空氣隔絕。采用赤磷同氧化劑的混合物亦受到極大限制,赤磷與氯酸鹽的混合物幾乎不可避免要自燃而且同其他氧化劑(如硝酸鹽)的混合物對(duì)沖擊、摩擦的敏感度也很高,硫或硫化物與氯酸鹽的混合物化性能也不穩(wěn)定。(五)可燃物對(duì)沖擊、摩擦等刺激不應(yīng)該太敏感。(六)在選擇可燃物時(shí),必須考慮其氧化生成物的光輻射的強(qiáng)度及該輻射在光譜的區(qū)分??扇嘉镌谌紵龝r(shí)應(yīng)力求避免產(chǎn)生不希望的煙火效應(yīng)。最好是選擇能增強(qiáng)煙火效應(yīng)的可燃物,以保證煙花爆竹產(chǎn)品能達(dá)到最佳的煙火效應(yīng)。(七)可燃物和其燃燒產(chǎn)物應(yīng)無(wú)毒,對(duì)人的肌體無(wú)害。(八)易被磨成碎粉,并為不吸潮的。(九)材料來(lái)源廣泛、成本低。例如鋯,其優(yōu)點(diǎn)是消耗氧量少,在保持中不易變性,并且具有燃燒速度快等特點(diǎn),但現(xiàn)尚為一種稀有金屬、價(jià)格高。還有鈹,雖然性能好,也是一種稀有元素。常用可燃物有以下幾種:(一)硫磺分子式:S原子量:32.061、性能和用途黃色結(jié)晶或粉末,相對(duì)密度2.08,熔點(diǎn)114.5度,不溶于水,溶于二氧化碳。燃燒后生成二氧化硫,為藍(lán)色火焰。硫?qū)儆诨顫娫?,與金屬一起碾磨時(shí),很容易生成硫化物。某些金屬如銅、鐵、鋅等能直接在硫中燃燒,生成相應(yīng)的硫化物。硫與氯酸鉀混合形成爆炸性物質(zhì),敏感度很高,稍經(jīng)摩擦就會(huì)生成爆炸。細(xì)碎的硫能被空氣中的氧所氧化,生成亞硫酸和硫酸,因此在煙火藥生成中,不能使用硫體(一種粉末狀硫),因?yàn)樗衼喠蛩岷土蛩?。亞硫酸和硫酸不僅會(huì)與硝酸鉀發(fā)生反應(yīng),使煙火藥成分破壞,且與氯酸鹽反應(yīng)自燃自爆,同時(shí)會(huì)提高煙火藥的吸濕性。因?yàn)榱蚴菬岷碗姷牟涣紝?dǎo)體,在粉碎、碾磨時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電,因此最好將硫與硝酸鉀或木炭二元混合碾磨。工業(yè)硫磺易燃,自燃溫度為205度,硫磺粉塵易爆,850Um粒級(jí)的硫磺粉末當(dāng)濃度大于2.3g/m3時(shí)會(huì)爆炸。硫磺在煙花爆竹藥劑中廣泛用作還原劑、發(fā)煙劑,尤其是用于黑火藥中。2、質(zhì)量要求硫磺外觀為塊狀、粉狀、粒狀或片狀,橙黃色或淡黃色。技術(shù)指標(biāo)見表:硫磺質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%優(yōu)等品一等品合格品硫含量≥99.9≥99.5≥99.0水份≤0.10≤0.50≤1.00灰分≤0.03≤0.10≤0.20酸度≤0.003≤0.005≤0.02(二)木炭分子式C分子量:12根據(jù)含含碳量將木炭分成三類:黑炭,含碳量80-85%;褐碳,含碳量70-75%;粟碳,含碳量50-52%。另外還有介于其間的黑褐碳、褐粟碳等。根據(jù)木材的不同有杉木碳、棗木炭、麻桿碳等。1、性質(zhì)和用途碳粉的用途是作為火藥的一個(gè)成分,用以發(fā)生燃燒氣體(壓力),或用以調(diào)節(jié)煙花的燃燒速度和借空氣中的氧產(chǎn)生火星和火花等。有時(shí)還用來(lái)增強(qiáng)色光劑火焰的光輝。一般來(lái)講,火藥炭的粒子越小,火藥力越大。作為火星劑。炭的粒度大時(shí),火星的燃燒時(shí)間長(zhǎng)。這里介紹幾種主要的碳粉的性質(zhì)和用途。(1)松炭:性質(zhì):假比重0.22左右,易于飛散的黑色粉末。和其它的木炭相比,對(duì)色素的吸附能力屬最低,同適當(dāng)量的硝酸鉀和約1%硫磺混合后,裝入細(xì)長(zhǎng)的紙管,燃燒時(shí)放出美麗的橙紅色火星。這種性質(zhì)不限于松炭,這是硬木炭的通性。用途:火星劑(2)麻炭(麻灰)性質(zhì):假比重0.22左右,稍有潮濕感的黑色粉末。同其它木炭相比是是屬色素吸附能力最大的炭種。同適當(dāng)量的硝酸鉀及約10%硫磺混合燃燒時(shí)放出紫焰,火星比松炭少。用途:可燃物,不要求火星效果的場(chǎng)合廣泛應(yīng)用。注意:吸濕性稍大,含有少量磷酸鹽。水洗溶液對(duì)酚酞試液呈藍(lán)色。(3)桐炭性質(zhì):假比重約為0.12質(zhì)輕易于飛散的粉末。是煙花用的木炭中假比重最小的。色素吸附能力介于松炭和麻炭之間。水洗液酚酞試液不顯色。灰分和松炭一樣,約為1%硝酸鉀及硫磺混合燃燒時(shí),火星大體和麻炭一樣,比松炭少。用途:不要求發(fā)生火星的可燃物。對(duì)提高火力來(lái)說(shuō),桐炭是最優(yōu)越的火藥炭。但是價(jià)格太高,幾乎都用麻炭代替。(4)油煙(燈黑、松煙)性質(zhì):含焦油,灰分很少,通常在0.1%以下。易于飛散的黑色油粉末,加水時(shí)浮在上面難于混合。用途:線香花火、紫焰星、紅焰星等的可燃物,也用于白煙星,取適量的硝酸鉀及硫磺與其混合,燃燒時(shí)放出紫紅色火焰,不發(fā)生火星。(5)杉炭杉炭性質(zhì)與麻炭相似,火星較少??扇嘉?,用于不要求火星效果的場(chǎng)合,由于杉炭有吸濕性和含水份都較小的優(yōu)點(diǎn)而廣泛在我國(guó)南方運(yùn)用。木炭在空氣中有吸濕性,通常用的木炭看起來(lái)干燥,一般會(huì)含有5%的水份。木炭有很好的吸附性,它吸附氣體的體積可達(dá)本身體積的數(shù)倍,木炭吸附能力的大小決定于碳化時(shí)的溫度和木材的品種,因?yàn)樾轮瞥傻哪咎吭诳諝庵斜4鏁?huì)吸附氧氣,因此,木炭在碳化后的6-8天內(nèi),不得用它作煙火劑的原料。木炭在煙花爆竹藥劑中被廣泛用作還原劑,黑火藥正是因其中黑色的木炭而得名。2、質(zhì)量要求(1)炭塊斷面的顏色為棕褐色或黑色,表面無(wú)焦油殘?jiān)?、煙灰、泥沙等雜質(zhì),碳化度均勻。(2)易于點(diǎn)燃,燃燒速度快,灰分少,吸濕性小。具有足夠的熱值。(3)含碳量因用途不同而不同,灰分含量低于1.5%,水分含量低于7.%,發(fā)火點(diǎn)介于165-220度之間。(三)赤磷分子式:P4
分子量:123.891、性質(zhì)和用途紫色無(wú)定形粉末,部分具有金屬光澤,相對(duì)密度2.34,熔點(diǎn)590度,發(fā)火點(diǎn)260度。溶于三溴化磷、氫氧化鈉和硝酸,不溶于水、二硫化碳、氨和乙醚。加熱至200度則著火,燃燒后生成五氧化二磷,在有氯的環(huán)境加熱時(shí)也會(huì)燃燒。赤磷因燃點(diǎn)低,而且與氧化劑混合后敏感度高,和氯酸鉀混合時(shí),輕輕摩擦就容易著火,被認(rèn)為是最危險(xiǎn)的煙火藥。由于不溶于水,赤磷一旦落到地面上,用水沖洗也不安全,因而必須要用專用工作間。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10631-89中規(guī)定,赤磷為限用物質(zhì),只能在摩擦類煙花中使用,并采用濕法生產(chǎn)。2、質(zhì)量要求赤磷的外觀為紫紅色粉末,技術(shù)要求見表:赤磷質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品赤磷含量≥98.5≥98.5黃磷含量≤0.005≤0.01總磷酸含量≤0.70≤1.00鐵及水分≤0.30≤0.30(四)硫化銻(三硫化二銻)分子式:Sb2S4分子量:339.681、性質(zhì)和用途純?nèi)蚧R為黃紅色無(wú)定形粉末,相對(duì)密度4.12,熔點(diǎn)550度,不溶于水和醋酸,溶于濃鹽酸、醇、硫化銨和硫化鉀溶液。煙花爆竹所用硫化銻礦石粉碎加工而成,為黑色粉末,有金屬光澤,不溶于水,是強(qiáng)還原劑。硫化銻與氯酸鹽混合后其敏感度很高,因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10631-89規(guī)定,在煙火藥物中硫化銻不能與氯酸鹽為伍。2、質(zhì)量要求硫化銻外觀為黑色粉末,技術(shù)指標(biāo)見表:硫化銻質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品硫化銻含量≥≥85.0≥60.0≥40.0120目篩余物≤≤5.0≤5.0≤5.0鉛化物≤≤0.2≤0.5≤1.0(五)鋁粉(鋁銀粉,鋁渣)二級(jí)易燃品元素符號(hào):AL原子量:271、性質(zhì)和用途鋁粉有銀白到銀灰和黑灰色兩種,鋁渣為銀灰色粉狀,質(zhì)地輕,浮力高,遮蓋力強(qiáng),反射光和熱性能好。比重2.7,熔點(diǎn)660度,沸點(diǎn)2060度。一般粒度越細(xì),顏色越深,活性鋁越少。煙花爆竹所用鋁粉一般320目左右,易溶于稀酸和烯堿。鋁粉遇水或受潮后都會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),放出氫氣,同時(shí)產(chǎn)生大量熱,如不能及時(shí)散熱。會(huì)產(chǎn)生自燃自爆。在煙花爆竹生產(chǎn)中,由于鋁粉、合金粉等金屬粉均有這種性質(zhì),因此在制造亮珠、響珠等過程中必須注意及時(shí)散熱。鋁粉易燃,在空氣中的發(fā)火點(diǎn)約為800度,鋁粉粉塵與空氣混合,形成爆炸混合物,但每公斤空氣中含鋁粉4mg以上時(shí),遇火源就會(huì)爆炸。鋁粉在煙花爆竹中是重要的還原劑、光色劑、助爆劑、發(fā)熱劑、火星劑(如電光花中)。2、質(zhì)量要求鋁粉外觀為銀灰色、灰黑色、無(wú)外來(lái)雜質(zhì)的粉末,其技術(shù)指標(biāo)見表:鋁粉質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品鋁含量≥92.0≥85.0≥80.0活性鋁含量≥90.0≥80.0≥75.0粒度(320目篩余物)≤5.0≤8.0≤10.0鐵含量(以Fe計(jì))≤0.5≤1.0≤1.5鹽酸不溶物≤0.5≤1.0≤1.5燃燒速度(秒/5g)30~10030~10030~100(六)鋁鎂合金粉分子式:Al3Mg4
分子量:178.221、性質(zhì)和用途鋁鎂合金粉一般由鋁鎂各50%熔煉后在粉碎加工而成,大部分形成Al3Mg4的金屬互化物。是一種灰色粉末,有金屬光澤,比重約為2.15,熔點(diǎn)463度,對(duì)堿溶液較穩(wěn)定,溶于酸類。遇水或受潮生成氫氧化物并放出氫氣,同時(shí)產(chǎn)生大量的熱,如不能及時(shí)散熱會(huì)自燃自爆,用鋁鎂合金粉制作亮珠應(yīng)注意及時(shí)散熱,干燥受熱亮珠不能翻動(dòng),以免發(fā)生事故。鋁鎂合金粉是煙花爆竹中重要的還原劑和光色劑。2、質(zhì)量要求鋁鎂合金粉外觀為具有金屬光澤的灰色粉末,其技術(shù)指標(biāo)見表:鎂鋁合金粉質(zhì)量技術(shù)要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品鋁含量%≥45-55≥42-57≥40-58鎂含量%≥45-55≥42-57≥40-58活性%≥94.0≥85.0≥80.0與水反應(yīng)溫度上升0C≤2≤3≤3燃燒速度(秒/5g)30-10030-10030-100(七)鎂粉二級(jí)易燃品元素符號(hào):Mg原子量:24鎂粉為銀白色粉末,化學(xué)穩(wěn)定性差,易被空氣中的氧所氧化而為灰色。比重1.74,熔點(diǎn)651度,沸點(diǎn)比較低1107度,容易點(diǎn)火。燃燒時(shí)產(chǎn)生極強(qiáng)的白光。遇水或受潮發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氫氣和熱量,會(huì)產(chǎn)生自燃自爆。鎂粉易溶于酸類,遇氯、溴、碘等氧化劑反應(yīng)能發(fā)生危險(xiǎn),鎂粉粉塵與空氣混合,當(dāng)每立方米中含鎂粉10-25mg以上時(shí),遇火就會(huì)爆炸。由于鎂粉有以上性質(zhì),如果用在煙花爆竹中很容易產(chǎn)生自燃自爆,十分危險(xiǎn),而且用鎂粉制作的煙花爆竹不宜長(zhǎng)期保存。因此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)GB10631-89中規(guī)定,在煙花爆竹中禁止使用單質(zhì)鎂粉。但今年來(lái)有人研究包覆鎂粉,可降低鎂粉的活潑性,使其穩(wěn)定,以適應(yīng)煙花爆竹生產(chǎn)的要求。(八)硝化棉又稱硝化纖維素,棉花火藥,塞璐咯棉等分子量:459.28-594.28一級(jí)易燃品,爆炸品1、性質(zhì)和用途:硝化棉為白色或微黃色非晶形固體,比重1.6,不容易水,易溶于醇、醚和脂溶液在中。硝化棉具有高度可燃性和爆炸性,其危險(xiǎn)程度根據(jù)硝化程度而定。含氮量在12.5%以上危險(xiǎn)性極大,遇火即爆炸。爆發(fā)點(diǎn)為180-185度,含水25%時(shí)較安全。在溫度超過4度時(shí)能加速其分解而自燃,爆炸速度為6300m/s含氮量不足12.5%的雖然比較穩(wěn)定,但受熱或貯存日久,由于逐漸分解而釋放出酸,降低著火點(diǎn),易有自行發(fā)火爆炸的可能。為防止分解,常加入穩(wěn)定劑,以避免爆炸。硝化棉的含氮量為10.7-11.2%,主要用于塑料工業(yè)制造塞璐咯;含氮量11.2-11.7%,主要用于制造攝影底片、X光攝影軟片、眼睛架和玩具等;含氮量11.8-12.3%最主要用于制造噴漆、人造革膠合板、防銹漆防水漆、處理紙張防水和防潮等;含氮量12.4-13.%的主要用于無(wú)煙煙火藥及其他烈性爆炸藥物。硝化棉由于以上性質(zhì),必須貯存在特種標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)存室內(nèi),避光儲(chǔ)存,室溫不得超過28度,不得低于1度。2、質(zhì)量要求外觀為白色絮狀纖維,無(wú)明顯可見雜質(zhì)。具體要求見表:(九)鈦1、性質(zhì)和用途鈦為銀白色粉末,燃燒時(shí)產(chǎn)生極強(qiáng)的白光。煙花爆竹中用的鈦有金屬鈦和海綿鈦,一般為其他工業(yè)產(chǎn)品的邊角料,經(jīng)去油加工粉碎而成。金屬鈦大多是金屬鈦合金。在煙火劑制造過程中,鈦的敏感度較高,而且鈦越細(xì)敏感度越高。美國(guó)煙花爆竹條例規(guī)定低于100目度的鈦不能使用,我們建議低于120目細(xì)度的鈦慎用。2、質(zhì)量要求鈦質(zhì)量要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品鈦含量≥90≥80≥60粒度120目篩余物≥95≥95≥95鐵≤0.5≤1.0≤1.5(十)鐵砂鐵粉元素符號(hào):Fe原子量:55.851、性質(zhì)和用途純鐵為銀白色金屬,比重7.87,熔點(diǎn)1535度,煙火用的是生鐵加工制成的灰黑色無(wú)定形的粉末或小顆粒,規(guī)格40,60,80,100目等(市面篩)。鐵砂在潮濕的空氣中氧化生銹,因此,用作煙火劑的鐵砂,一般都使用桐油進(jìn)行處理后再用于生產(chǎn)。鐵砂是可燃物,又是發(fā)光劑。鐵砂中含有碳,加熱時(shí)產(chǎn)生火花,鐵砂在煙花爆竹中主要作為火花劑用于電光花等產(chǎn)品。2、質(zhì)量要求鐵砂的儲(chǔ)存運(yùn)輸應(yīng)遠(yuǎn)離明火,防止受熱,與易燃物,氧化劑、酸類物品不得共同儲(chǔ)運(yùn)。鐵砂質(zhì)量要求
指標(biāo)名稱指標(biāo)%
鐵含量≥80硅含量≤0.02(十一)雄黃雄黃:又名雞冠石,分子式AsS是一種深紅色有光澤的結(jié)晶,半透明,性脆,晶體受光時(shí)會(huì)分解,灼燒時(shí)發(fā)出蒜臭,暴露久或磨碎后成橙黃色粉末,有毒,味苦辛,比重3.56,熔點(diǎn)320度,沸點(diǎn)565度,它有三種結(jié)構(gòu),分子量107;428;214。雄黃是一種礦物固體,不可避免地帶有一些細(xì)砂顆粒,同時(shí),部分硫被氧化常帶有游離酸存在。雄黃是還原劑,與其他藥物配成煙火劑時(shí)化學(xué)安全性差,輕微的摩擦撞擊容易防水爆炸。特別是與氯酸鹽,高氯酸鹽混合,機(jī)械敏感度更高,有時(shí)還會(huì)引爆自爆。滅火方法:水與雄黃相對(duì)應(yīng)的藥物是雌黃。雌黃又名三硫化二砷,分子量:246是很強(qiáng)的還原劑,性狀與雄黃差不多,但在煙火劑中加入雌黃的藥劑比如入雄黃的藥劑更敏感。砷化物在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB10631-89》屬禁用物質(zhì)。三、粘合劑在煙花爆竹生產(chǎn)中,一般煙火藥都制成一定形狀的藥柱或顆粒(如亮珠、燈碼、拉手、發(fā)射藥造粒等)。為了得到一定強(qiáng)度的煙火藥柱或顆粒,常在煙火藥中加入粘合劑,通過粘合劑把火藥中的各種成分粘合在一起,以獲得一定的的密度和強(qiáng)度藥柱和顆粒。粘合劑的選擇除了考慮加強(qiáng)制品強(qiáng)度和不影響煙火效應(yīng),另外還應(yīng)考慮安全方面還應(yīng)考慮加入后對(duì)藥劑機(jī)械感度的改善,提高化學(xué)穩(wěn)定性的效果。有機(jī)物溶劑制成的粘合劑,如蟲膠漆、酚醛樹脂漆等,比粉狀的粘合劑配成的藥劑,對(duì)降低藥物機(jī)械感度和提高化學(xué)安定性方面,相比之下好得多,因?yàn)橛袡C(jī)物溶劑漆在藥劑顆粒中可形成保護(hù)膜的作用。(一)、粘合劑的作用如下:1、使煙火劑各成分混合均勻,保證傳火和具有一定燃速。2、使煙火劑在生產(chǎn)和使用時(shí),不因偶然因素的作用使藥柱和藥粒掉藥和破碎。3、造粒成型。并保證藥柱(燈碼)和彩珠(亮子)有一定的機(jī)械強(qiáng)度,使其在煙火劑燃燒爆炸的壓力下,不會(huì)破碎和剝落。4、使某些需要壓裝成大密度的煙火劑,能夠粘接緊密,不致使藥劑在燃燒中斷火破裂。形成均勻地逐層燃燒,達(dá)到某種特殊效果。(二)粘合劑的分類粘合劑是一種具有優(yōu)良粘合性能的物質(zhì),一般可分為二大類;一類為天然粘合劑:蟲膠、阿拉伯膠、松香、糊精、淀粉等。一類為人造合成粘合劑:合成化學(xué)漆片、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、硝化棉膠等。(三)粘合劑的理化性能在煙花爆竹生產(chǎn)中,目前煙花爆竹企業(yè)大都采用淀粉為粘合劑,用于亮子和自制發(fā)射藥的造粒,主要原因是價(jià)格低廉。松香樹脂是不理想的粘合劑,因?yàn)樗紵龝r(shí)需要的氧較多,而產(chǎn)生的熱量卻不多,并且軟化點(diǎn)為65度,煙火中加入該粘合劑后,不僅減慢了它的燃燒速度,燃燒過程中還產(chǎn)生大量的煙霧。在有色發(fā)光劑中使用的粘合劑,應(yīng)能產(chǎn)生近似無(wú)色的火焰,反之則有損有色發(fā)光劑的顏色。通過實(shí)驗(yàn)證明,在有色發(fā)光劑中使用的粘合劑較好的是酚醛樹脂和蟲膠,其次是淀粉,最差的是松香和石蠟。將配制的焰火藥劑加入酚醛樹脂后壓制的藥柱,其抗壓強(qiáng)度提高很多。(四)粘合劑的質(zhì)量要求1、有較強(qiáng)的粘合性;2、當(dāng)粘合劑溶液干燥時(shí)能形成薄膜狀;3、抗腐蝕性好;4、本身是一種可燃物,燃燒時(shí)發(fā)出的光,對(duì)發(fā)光劑所發(fā)出的光沒有干擾;5、用作有色發(fā)光劑的粘合劑,燃燒時(shí)發(fā)出的光,對(duì)發(fā)光劑所發(fā)出的光沒有干擾;6、在40度以內(nèi)較穩(wěn)定;7、不含有毒物質(zhì)。常用的粘合劑有以下幾種:(一)酚醛樹脂(簡(jiǎn)稱PF)分子量:730酚醛樹脂為黃色、透明、無(wú)定形塊狀物質(zhì),往往會(huì)有游離酚而呈微紅色,比重1.25-1.30,易溶于醇,不溶于水,對(duì)水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定。濃堿和強(qiáng)熱能使它分解,即是粘合劑又是可燃物。質(zhì)量要求見表:酚醛樹脂質(zhì)量要求指標(biāo)名稱指標(biāo)%一級(jí)品二級(jí)品三級(jí)品軟化點(diǎn)-滴汞法≥95.00C≥85.00C≥80.00C游離酚≤4%≤6%≤8%熱乙醇不溶物≤0.5%≤1.0%≤1.5%機(jī)械雜質(zhì)無(wú)無(wú)無(wú)(二)蟲膠(又名洋干漆、漆片、紫膠)分子量:296為黃色或棕黃色薄片有蟲膠和化學(xué)漆片,比重1.1-1.2,受熱能軟化,在較高溫度時(shí)會(huì)分解。在煙火藥中蟲膠作為粘合劑時(shí)本身也是一種可燃物,尤其是在紅光中使用效果更好。質(zhì)量要求見表:蟲膠質(zhì)量要求指標(biāo)名稱指標(biāo)一級(jí)品二級(jí)品軟化點(diǎn)≥800C≥700C熱乙醇不溶物≤1.0%≤2.5%(三)聚乙烯醇(PVA)聚乙烯醇為白色或微黃色粉末,或?yàn)榘咨鯛钗铮?0度時(shí)比重為1.25-1.32,能溶于水及各種鹽類水溶液中,但在鹽類濃度達(dá)到一定程度時(shí)則不會(huì)溶解。聚乙烯醇的水溶液能抗御許多有機(jī)液體,如脂類、烴類、醚類、醇類、氯化物、二硫化碳等對(duì)他都不起作用。聚乙烯醇的水溶液常因乙酸酯含量不同而性質(zhì)各異,含乙酸乙烯70-85%的不溶于水,而溶于有機(jī)溶劑;含乙酸乙烯35%的溶于有機(jī)溶劑和熱水而溶于冷水;含乙酸根20%的在冷水和熱水中均能溶解,含乙酸根5%的則只能溶于熱水。聚乙烯醇用于煙花爆竹中封皮、包裝等,由于聚乙烯醇有快干的特點(diǎn),適宜春季作粘合劑用。質(zhì)量要求見表:聚乙烯醇質(zhì)量要求指標(biāo)名稱指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)聚乙烯醇含量≥85%揮發(fā)份≤5%醋酸鈉≤3.9%酸解度≥99%化合態(tài)硫≤0.4%(四)淀粉(漿糊)白色粉末(帶褐色的淀粉含鐵及其他雜質(zhì)),比重1.49-1.513,幾乎不溶于冷水,在55-60度的熱水中溶解度明顯提高,經(jīng)膨脹而呈半透明凝膠或膠體溶液。淀粉是過去常用的粘合劑,適宜造粒等。淀粉相對(duì)于聚乙烯醇來(lái)講,難干,適宜夏秋季用。質(zhì)量要求:無(wú)味,純白,水分在18%以下,灰分在0.5%以下,不允許含有游離酸和線狀菌。四、使火焰著色的物質(zhì)煙花之所以引人入勝,是由于其絢麗多彩的光與色巧妙配合。而色來(lái)源于光,煙花在燃燒時(shí),能產(chǎn)生特定的帶有顏色的光,這種效應(yīng)叫彩光效應(yīng),具有發(fā)出彩光效應(yīng)的煙火劑叫著色劑稱彩光劑。在煙花產(chǎn)品中為獲得有色火焰的辦法是在煙火劑中加入某種物質(zhì),它燃燒時(shí)能把火焰染成特定顏色,我們把這種物質(zhì)稱為使火焰著色的物質(zhì),常用的典型的發(fā)光劑和使火焰著色的物質(zhì)有如下幾種:(一)紅光火焰:紅色火焰是分子輻射,它是鍶鹽在高溫分解時(shí)產(chǎn)生的,目前煙花行業(yè)的紅色火焰,大都采用含鍶量
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