Изготовление пиротехнических составов

XIX столетие стало началом новой эпохи в развитии военной промышленности. Чёрный порох, который можно было бы назвать краеугольным камнем действующих армий, постепенно начал уступать место новым взрывчатым веществам. Так произошло из-за бурного развития химической промышленности, в следствии чего взрывчатыми веществами теперь считались, по большей части, синтетические органические нитросоединения.

Учёные обнаружили, что при воздействии азотной кислоты на вещества из органической химии, получались продукты, обладающие очень сильными взрывными свойствами. Всё дело в высокой прочности тройной связи между атомами в молекуле N₂, образующейся при сгорании вещества. При образовании свободного азота высвобождается огромное количество энергии и тепла. Второй особенностью реакции взрыва азотистых веществ стала их высокая скорость. Из-за ее большой величины выделяющиеся газы и тепло не успевают рассеяться, вследствие чего создают, вызывают высокую разрушительную силу. Например, при взрыве чёрного пороха давление в 6 тысяч бар развивается за тысячную долю секунды, а при взрыве нитроглицерина за миллионную долю секунды газы достигают давления в 270000 бар[8, С. 51.].

Учёные разных стран создавали всё новые виды взрывчатки, а военные, желающие заполучить более мощное средство для уничтожения противника, активно поддерживали их. Например, накануне Русско-Японской войны, учёными страны восходящего солнца была создана новая взрывчатка «шимоза». Это название наводило ужас на всю армию Российской Империи. Дело в том, что ее составе использовалась тринитрофеноло-алюминиевая смесь, последний компонент которой в разы увеличивал температуру взрыва любой из взрывчаток. Таким образом, снаряды орудий японского флота наносили более высокий урон и крушили корабли с Андреевским флагом, превращая их в груды обугленного металла. Чтобы осознать мощь их действия стоит помнить, что снаряды обладали осколочно-фугасным действием и не являлись бронебойными.

Вещества, входящие в пиротехнический состав (смесь) можно разбить на следующие категории:

Окислители. Это вещества, которые могут отдавать кислород при повышенной температуре. В закрытых камерах, где применяется взрывчатый состав, выделяемый газ имеет высокую концентрацию, вследствие чего легко сжигает топливо, выделяя большое количество энергии. К окислителям относятся хлораты, перхлораты, нитраты, сульфаты, перманганаты, хроматы, перекиси и оксиды металлов.

Горючие. Это топливо, которое является восстановителем в химической реакции горения. Именно оно при своём сгорании в атмосфере концентрированного кислорода выделяет большое количество энергии, провоцируя взрыв. В качестве горючего часто применяют уголь, серу, некоторые металлы, например Al и Mg. Горючее, в зависисмости от степени выделяющегося при его сгорании тепла, делят на низкокалорийное, среднекалорийное и высококалорийное.

Цементаторы (склеиватели). Чаще всего, это органические полимерные материалы, обеспечивающие механическую прочность прессованных изделий.

Вещества, сообщающие окраску пламени. Различные добавки, которые при сгорании меняют цвет пламени. Добавляются в пиротехнику в зависимости от её назначения.

Дымообразователи (в том числе и цветных дымов). Вещества, которые так же добавляют лишь при необходимости. К ним могут относиться NH₄Cl, C₂Cl₆ и другие вещества.

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.