Obecnie zapałki to bardzo zwyczajny przedmiot gospodarstwa domowego, który na pierwszy rzut oka nie jest szczególnie interesujący. Niemniej jednak te cienkie drewniane patyczki posiadają całą gamę właściwości, które zapewniają skuteczność i bezpieczeństwo ich użytkowania. Kompozycja zapałek jest bardzo złożona i zawiera wiele elementów, z których każdy pełni swoją funkcję.
Z czego wykonane są zapałki
Każdy mecz składa się z dwóch części:
- kij drewniany, inaczej zwany słomą;
- głowa zapalająca.
Ta ostatnia działa tylko w kontakcie ze specjalną warstwą zwaną rozsmarowywaniem lub tarką. Jest nakładany na boczne powierzchnie pudełka i służy do pierwotnego zapłonu zapałki. Skład chemiczny masy ściernej jest bardzo złożony.
Słomy są najczęściej wykonane z sosny lub osiki, ale można również użyć topoli, lipy i innych skał, które są odpowiednie ze względu na ich właściwości. W tym przypadku cienka taśma (okleina) usunięta z kory drzewa służy jako surowiec.
Głowa jest najbardziejzłożona i wieloskładnikowa część meczu. Jest to masa zapalająca przyczepiona do końca słomki.
Jakie właściwości powinien mieć dopasowanie
Oprócz dobrze znanej zdolności do zapalania się w wyniku tarcia o pudełka, zapałki mają następujące właściwości:
- żar spalonej części słomy nie tli się, co jest konieczne ze względu na bezpieczeństwo przeciwpożarowe;
- płomień, który powstał na głowie, nie gaśnie natychmiast, ale trafia na słomkę;
- żużel z spalonej głowy nie kruszy się;
- Smar nie zapala się całkowicie (tylko w miejscu kontaktu z głowicą).
Wszystkie te warunki są spełnione dzięki specjalnej kompozycji meczów. Co więcej, nawet najprostsza część - słomka - jest impregnowana specjalnymi środkami chemicznymi.
Skład główki zapałki
Obecnie istnieje wiele sformułowań mas zapalających. Jednak w każdym meczu skład głowy zawsze obejmuje następujące grupy substancji:
- środki utleniające - dają tlen, podsycając proces spalania (bichromit lub chloran potasu, sól bertolowa, piroluzyt itp.);
- komponenty palne - jako ich można użyć różnych substancji (siarka, kleje organiczne pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, związki fosforu);
- barwniki - nadaj głowie określony kolor;
- wypełniacze - zapobiegają gwałtownemu spalaniu (tlenek żelaza, tłuczone szkło);
- stabilizatory kwasowości - zapobiegają występowaniu ubocznych reakcji chemicznych (węglan wapnia, tlenek cynku iitp.);
- substancje klejące - utrzymują wszystkie składniki razem i jednocześnie mają właściwości palne.
Niektóre komponenty ściśle ze sobą współdziałają, wykonując jednocześnie kilka funkcji. Tak więc piroluzyt nie tylko służy jako źródło tlenu, ale także katalizuje rozkład soli Berthol, a tlenek żelaza zapobiega wybuchowemu zapłonowi i jednocześnie nadaje głowie charakterystyczny kolor (rdza).
Tak więc fundamentalnym błędem jest twierdzenie, że kluczowym składnikiem składu zapałki jest siarka lub fosfor. Obecność substancji palnej, która może ulec zapłonowi w wyniku tarcia, sama w sobie nie zapewni pożądanego efektu. Zapłon głowy i rozprzestrzenienie się ognia na podstawę słomy to cały łańcuch procesów fizycznych i chemicznych.
Skład meczów zależy również od ich różnorodności. Tak więc jedne są w stanie zapalić się na dowolnej powierzchni, która zapewnia wystarczające tarcie, a inne – tylko podczas interakcji z odpowiednią powłoką nałożoną na pudełko. W tym drugim przypadku mówimy o tzw. zapałkach bezpieczeństwa, których główki nie zawierają pierwotnej substancji zapalającej, jaką jest siarczek fosforu. Składnik ten występuje tylko w masie kraty.
Słomki
Słoma musi spełniać kilka wymagań:
- wysoka porowatość - zapewnia dobrą zdolność absorpcji chemicznej;
- sztywność - zapobiega wyginaniu się zapałki, gdy uderza o powierzchnię, aby się zapalić;
- łatwe w obsłudze.
Ostatnia właściwość jest niezbędna do łatwego manipulowania surowcami w produkcji cienkich prętów o pożądanym rozmiarze.
Słomki wycięte z forniru impregnowane są specjalnymi środkami przeciwtleniającymi (kwas fosforowy, fosforan dimonowy), które podczas palenia zapałki tworzą na jej powierzchni film. Drewno w pobliżu głowy zawiera parafinę, która przyczynia się do skutecznego rozprzestrzeniania płomienia. Bez tego składnika zapałka zgasłaby niemal natychmiast po zapłonie.
Masa rusztu
Skład masy tarcia zależy również od rodzaju zapałek i receptury konkretnego producenta. Najbardziej szablonowa wersja odpowiada następującemu schematowi:
- substancja łatwopalna - wykonana z czerwonego fosforu;
- piroluzyt - spełnia te same funkcje co w głowie;
- węglan wapnia;
- substancje słabo palące (czerwone żelazo, kaolin, węglan wapnia, gips) - zapobiegają zapaleniu całej pasty;
- chlorek antymonu;
- składnik mocujący (klej).
Czerwony fosfor odgrywa główną rolę w zapłonie. Niezbędne tarcie jest wytwarzane przez proszek szklany, który jest obecny w smarowniczce i główce, nadając ich powierzchniom chropowatość. Składnik ten ogranicza również rozprzestrzenianie się błysku po tynku.
Jak powstaje pożar
Zapalenie zapałki nie zaczyna się w ogóle na głowie, ale na specjalnej powierzchni pudełka. Jak wspomniano powyżej, za iskrę odpowiada czerwony fosfor. Podczas ocierania się o głowęZamienia się w biały fosfor, substancję łatwo zapalającą się w kontakcie z tlenem. W efekcie powstaje iskra, która zapala zawartą w głowie siarkę i sól Berthol. Następnie zapalają się inne elementy palne.
W tym samym czasie płomień na główce zapałki jest podtrzymywany przez środki utleniające, a po rozprowadzeniu natychmiast gaśnie dzięki substancjom, które blokują jego rozprzestrzenianie.
