thumb|Sztuczne ognie stosowane w przemyśle rozrywkowym Pirotechnika – dział chemii i techniki zajmujący się konstrukcją urządzeń z wykorzystaniem materiałów, które po wzbudzeniu, samodzielnie lub w połączeniu z innymi, poprzez proces reakcji spalania, wywołują efekty optyczne, cieplne, akustyczne, zapalające lub dymne. Dzieje się to dzięki niedetonacyjnym, samowystarczalnym reakcjom egzotermicznym. Jedną z ważnych cech substancji pirotechnicznych jest to, że nie polegają na tlenie ze źródeł zewnętrznych.
Środki i urządzenia najczęściej wykorzystywane są przy produkcji fajerwerków, ale też pirotechnicznych środków bezpieczeństwa, wzywania pomocy czy w samochodowych napinaczach pasów, poduszkach powietrznych i gaśnicach.
Pirotechnika jest wykorzystywana zarówno w celach cywilnych, jak i wojskowych.
Historycznie: nazwa pochodzi od połączenia słów pyro (gr. ogień) oraz technika; powstanie pirotechniki łączone jest powszechnie z wynalazkiem prochu czarnego – najstarszego materiału miotającego.
Współcześnie: pirotechnika znajduje zastosowanie jako nietrwały element dekoracji, a w wojskowości do oświetlania pola walki, sygnalizacji, maskowania oraz wzniecania ognia.
Składy materiałów pirotechnicznych W składzie materiałów pirotechnicznych musi znajdować się przynajmniej jeden utleniacz (utleniacz i akceptor elektronów) oraz również paliwo (donor elektronów i reduktor). 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.
+Składy materiałów pirotechnicznychSkładnik:Przykłady substancji:Zawartość substancji w masie (%)PaliwoMagnez, tytan, cyrkon, cynk, bor, aluminium, antymon, węgiel drzewny, krzem, fosfor, siarka, polimery węglowodorowe, węglowodany5-60UtleniaczAzotany, chlorany, nadchlorany, dinitramidy, nadtlenki, siarczany, chlor i związki fluoru40-75Środki barwiąceZwiązki sodu, metali ziem alkalicznych (Ca, Sr, Ba), Mo, Cu, Sm, Yb, Eu, Tm0-15Źródło halogenowePVC, chlorowana parafina, heksachloroetan0-15Modyfikator szybkości spalaniaCuO, Fe2O3, sadza, grafit0-5Wzmacniacz powierzchni spalaniaGrafit ekspandowany, związki pęczniejące0-5Źródło aerozoluCzerwony fosfor, chlorek amonu, chloroacetofenon (CN)0-65SpoiwoGuma arabska, poliakrylany, polioctan winylu0-15Przewodnictwo cieplnaWłókna węglowe, proszek miedzi, nanodiamenty0-5Wspomaganie tarcia oraz środek flegmatyzującyProszek szklany, węglik krzemu, siarczek antymonu Stearynian cynku, PTFE, azotek boru0-5
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 wybranych materiałów pirotechnicznychBilans TlenowyPrzykładyNegatywnyDymy maskujące oparte na czerwonym fosforze, kolorowe dymyNeutralnyGeneratory gazu, paliwa rakietowe, ładunki donośne, kompozycje gwizdające, czarny proch, zasłony dymne maskujące węglowodorowe, termitPozytywnyGeneratory 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 - kompatybilne 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.
Zobacz też
chemia fajerwerki materiały wybuchowe materiał pirotechniczny
Przypisy