Как делают серу для спичек. Из какого дерева делают спички: технология производства

Из чего делают спички и почему они горят?

Первые настоящие спички были изобретены 10 апреля 1833 года, когда в массу для спичечных головок был введён жёлтый фосфор. Именно этот день и считается днём рождения первой спички.

В русском языке слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы).

Поначалу для обозначения спичек использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички», и только после широкого распространения спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.

Работа спичечной фабрики «Победа» в селе Верхний Ломов. Фото: РИА Новости / Юлия Честнова

Из чего делают спички?

Большинство предприятий по производству спичек делают их из осины. Кроме этого вида древесины, используют ещё липу, тополь и другие деревья. Специальная машина для изготовления спичек за восьмичасовой рабочий день может произвести до 10 млн экземпляров.

Почему спички горят?

Когда мы трём головкой спички о стенку коробка, начинается серия химических реакций. На коробок нанесена намазка. Она состоит из кpacнoгo фосфора, наполнителей и клея. При трении частицы кpacнoгo фосфора переходят в белый, он нагревается и загорается уже при 50 градусах. Сначала загорается коробок, а не спичка. Чтобы намазка на коробке не сгорела вся сразу, в её состав вводят флегматизаторы. Они поглощают часть выделенного тепла.

Половина массы головки — окислители, в частности бертолетова соль. При разложении она легко отдаёт кислород. Чтобы понизить температуру разложения бертолетовой соли, в состав массы добавляют катализатор — двуокись марганца. Основным горючим веществом является сера. Чтобы головка не сгорала слишком быстро и не разлеталась на части, в массу добавляют наполнители: молотое стекло, цинковые белила, железный сурик. Всё это связано вместе разными клеями.

Какие бывают спички?

Помимо обычных (бытовых) спичек, существует около 100 видов специальных спичек, различающихся размером, цветом, составом и степенью горения.

Самыми распространёнными видами являются:

Штормовые — горят даже под водой и на ветру (ветровые, охотничьи);

Термические — ими можно паять (сваривать), так как они испускают большое количество тепла;

Сигнальные — способны выделять цветное пламя;

Каминные и газовые — длинные спички для разжигания каминов и газовых плит;

Декоративные (сувенирные) — подарочные спички, часто имеют цветную головку;

Фотографические — используются для создания мгновенной вспышки.

Спички для туриста. Фото: РИА Новости / Антон Денисов

Для чего используют спички?

Спички предназначены для:

Получения открытого огня в бытовых условиях;

Розжига костра, печей, примусов, керогазов;

Зажигания стеариновых и восковых свечей;

Прикуривания сигарет, сигар и др.

Также спички используют и не по назначению:

Для занятий прикладными видами искусства при постройке домиков, замков, для изготовления декоративных поделок;

Для гигиенических целей (для чистки слуховых ходов ушных раковин);

Для ремонта радио-, аудио- и видеотехники (обмотанные ватным тампоном и смоченные в спирте спички применяются для протирки труднодоступных мест аппаратуры).

«Царь-спичка» длиной в 7,5 метра, которую изготовили в городе Чудово. Изделие претендует на занесение в Книгу рекордов Гиннесса. Фото: РИА Новости / Михаил Мордасов

1. Спички с разноцветными головками (красными, синими, коричневыми, зелёными и др.), вопреки существующему мифу, отличаются друг от друга только цветом. Горят они абсолютно одинаково.

3. Первая российская спичечная мануфактура была зарегистрирована в 1837 году в Петербурге. В Москве же первая фабрика появилась в 1848 году. Поначалу спички производились из белого фосфора. Безопасный красный фосфор стали использовать только в 1874 году.

4. Спичечный коробок советского/российского образца по ГОСТу имеет длину ровно 5 см, что позволяет с его помощью измерять размеры предметов.

5. С помощью спички можно вывести чернильное пятно с клеёнки. Для этого необходимо немного увлажнить загрязнённую поверхность клеёнчатой скатерти и потереть головкой спички пятно. После исчезновения загрязнения клеёнку необходимо смазать оливковым маслом, а затем вытереть ватным тампоном.

Головки спички прошла интересные этапы своего развития. А началось все с того, когда высекание искр при ударе камня о кусок FeS 2 и поджигание ими обуглившихся кусков дерева или растительных волокон, было практически единым способом получения огня человеком.

Первые спички, основанные на химических реакциях, начали делать в конце 18 в. Вначале это были древесные лучинки, на кончике которых в виде головки закреплялись хлорат калия (бертолетова соль КСlO 3) и . Головка спички погружалась в серную кислоту, происходила вспышка и лучинка загоралась.

Важнейшим этапом развития химии на пути к современным спичкам было введение в состав массы спичечной головки (1833). Такие спички легко зажигались от трения о шероховатую поверхность. Однако при горении они создавали неприятный запах и главное, их производство было весьма вредно для рабочих. Пары белого фосфора приводили к тяжелейшему заболеванию – фосфорному некрозу костей.

В 1847 г. было установлено, что белый фосфор при нагревании в закрытом сосуде без доступа воздуха превращается в другую модификацию – . Он гораздо менее летуч и практически не ядовит. Вскоре белый фосфор в головках спичек был заменен на красный. Такие спички зажигались лишь при трении о специальную поверхность из красного фосфора, клея и других веществ.

Существует несколько разновидностей современных спичек. По назначению различают спички, зажигающиеся в обычных условиях, влагоупорные (рассчитанные на зажигание после хранения во влажных условиях), ветровые (зажигающиеся на ветру) и др.

При сгорании спички необходимо в целях безопасности получить нетлеющий уголек от соломки и удержать на нем раскаленный шлак от сгоревшей головки. Для устранения тления соломки и закрепления шлака от головки соломку пропитывают веществами, образующими на ее поверхности при горении пленку. Благодаря этой пленке прекращается сгорание угля. Она же закрепляет шлак от головки спички. В качестве противотлеющих веществ используют фосфорную кислоту и ее соль (NH 4) 2 НРO 4 .

Для обеспечения эффективного перехода пламени от головки к соломке последняя около головки пропитывается расплавленным парафином. Парафин легко воспламеняется при горении головки и дает яркое пламя, что важно в случае использования спички как источника света. Кроме того, он безопасен при хранении спичек, не выделяет при горении копоти, дыма или вредных газов.

За период более чем 150 лет химия головки спички насчитывает большое количество рецептур зажигательных масс. Они являются сложными многокомпонентными системами. В них входят: окислители (КСlO 3 , К 2 Сr 2 O 7 , МnO 2), дающие кислород, необходимый для горения; горючие вещества (сера, животные и растительные клеи, сульфид фосфора P 4 S 3); наполнители – вещества, предотвращающие взрывной характер горения головки (измельченное стекло, Fe 2 O 3); склеивающие вещества (клеи), которые одновременно являются и горючими; стабилизаторы кислотности (ZnO, СаСО 3 и др.); вещества, окрашивающие спичечную массу в определенный цвет (органические и неорганические красители).

Температура спичечных головок достигает 1500 0 С, а температура их воспламенения лежит в пределах 180–200 0 С.

Фосфорная (терочная) масса также является многокомпонентной. Она наносится на узкие боковые наружные стороны спичечной коробки. В состав наиболее распространенной терочной массы входят: красный фосфор, сульфид сурьмы (3) Sb 2 S 3 , железный сурик Fe 2 O 3 , пиролюзит MnO 2 , мел СаСО 3 , клей.

Следует отметить, что реакция, протекающая при сгорании головки спички, – это один из наиболее бурных и опасных химических процессов. Поэтому обращение со спичками требует к себе уважительного отношения.

Спички можно отнести к относительно недавним изобретениям. Прежде чем в человеческих руках вспыхнула современная спичка, состоялось множество разнообразных открытий, каждое из которых внесло свою значимую лепту в эволюционный путь этого предмета. Когда были спички? Кем они были созданы? Какой путь становления преодолели? Где изобрели спички впервые? И какие факты еще скрывает история?

Значение огня в жизни человека

Издавна огню отводилось почетное место в повседневной жизни человека. Он играл важную роль в нашем развитии. Огонь является одной из стихий мироздания. Для древних людей он был феноменом, и о его практическом применении даже не догадывались. Древние греки, например, оберегали огонь как святыню, передавая людям.

Но культурное развитие не стояло на месте, и огонь научились не только использовать с толком, но и самостоятельно добывать. Благодаря яркому пламени жилища стали теплыми круглый год, еда получила тепловую обработку и стала вкуснее, активно начала развиваться выплавка железа, меди, золота и серебра. Первая посуда из глины и керамики также обязана своим появлением огню.

Первый огонь - какой он?

Как вы уже поняли, впервые огонь был добыт человеком много тысячелетий назад. Как наши предки это сделали? Достаточно просто: взяли два куска дерева и начали их тереть, при этом древесная пыльца и опилки нагревались до такой степени, что самовозгорание было неизбежным.

На смену «древесному» огню пришло огниво. Оно представляет собой искры, производимые путем удара стали или о кремень. Потом эти искринки воспламеняли каким-либо горючим веществом, и получалось то самое знаменитое огниво - зажигалка в первозданном виде. Получается, что зажигалка была изобретена раньше спичек. Разница их дней рождений составила три года.

Также древним грекам и римлянам был известен еще один способ добычи огня - посредством фокусировки солнечных лучей линзой или вогнутым зеркалом.

В 1823 году изобрели новое устройство - зажигательный аппарат Деберайера. Принцип работы его был основан на использовании способности возгораться при контакте с губчатой платиной. Так все-таки когда были изобретены современные спички? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Значимый вклад в изобретение современных спичек был внесен немецким ученым А. Ганкватцем. Благодаря его смекалке впервые появились спички с серным покрытием, которое зажигалось при трении о фосфорный кусок. Форма таких спичек была крайне неудобной и требовала скорейшего усовершенствования.

Происхождение слова «спичка»

Прежде чем разбираться, кто изобрел спички, давайте выясним значение этого понятия и его происхождение.

Слово «спичка» имеет старорусские корни. Его предшественником является слово «спица» - палочка с заостренным концом, заноза.

Изначально спицами назывались гвозди, выполненные из дерева, главным предназначением которых было прикрепление подошвы к обуви.

История становления современной спички

Когда были изобретены современные спички - момент достаточно спорный. Это объясняется тем, что до второй половины XIX века Международного не было как такового, и базой разнообразных химических открытий были различные страны Европы одновременно.

Вопрос о том, кто изобрел спички, намного прозрачнее. История их появления обязана своим началом французскому ученому-химику К. Л. Бертолле. Его ключевым открытием является соль, которая при контакте с серной кислотой способствует выделению огромного количества тепла. В последующем это открытие стало основой научной деятельности Жана Шанселя, благодаря трудам которого и были изобретены первые спички - деревянная палочка, кончик которой обмазывался смесью из соли Бертолле, серы, сахара и смолы. Зажигалось такое приспособление посредством прижатия головки спички к асбесту, заранее пропитанному концентрированным раствором серной кислоты.

Серные спички

Их изобретателем стал Джон Уокер. Он немного изменил составляющие спичечной головки: + камедь + сульфид сурьмы. Чтобы поджечь такие спички, во взаимодействии с серной кислотой не было необходимости. Это были сухие палочки, для зажигания которых было достаточно чиркнуть о какую-либо шероховатую поверхность: бумагу с наждачным покрытием, терку, толченое стекло. Длина спичек составляла 91 см, а их упаковкой был специальный пенал, в который можно поместить 100 штук. Запах у них был ужасный. Впервые они стали выпускаться в 1826 году.

Фосфорные спички

В каком году изобрели спички фосфорные? Пожалуй, стоит связывать их появление с 1831 годом, когда французский ученый-химик Шарль Сориа добавил в зажигательную смесь Таким образом, в составляющие компоненты спичечной головки входили соль Бертолле, клей, фосфор белый. Любого трения было достаточно для того, чтобы усовершенствованная спичка зажглась.

Главным недостатком являлась высокая степень пожароопасности. Был ликвидирован один из недостатков серных спичек - невыносимый запах. Но они были вредны для здоровья из-за выделения фосфорных паров. Работники предприятий и заводов подвергались серьезным заболеваниям. Учитывая последнее, в 1906 году запретили использовать фосфор как один из составляющих компонентов спички.

Шведские спички

Шведские изделия представляют собой не что иное, как современные спички. Год изобретения их наступил через 50 лет с того момента, как свет увидела самая первая спичка. Вместо фосфора в зажигательную смесь был включен красный фосфор. Аналогичный состав, в основе которого содержался красный фосфор, был использован и для покрытия боковой поверхности коробка. Загорались такие спички исключительно при взаимодействии с фосфорным напылением своей тары. Они не представляли никакой опасности для здоровья человека и были пожаробезопасны. Создателем современных спичек считается шведский химик Йохан Лундстрем.

В 1855 году состоялась парижская Международная выставка, на которой шведским спичкам была отдана высшая награда. Немного позже фосфор был и вовсе исключен из компонентов зажигательной смеси, на поверхности же коробка он остался и по сей день.

При изготовлении современных спичек, как правило, используют осину. В состав зажигательной массы входят сульфиды серы, парафины металлов, окислители, диоксид марганца, клей, стеклянный порошок. При изготовлении покрытия для боковых сторон коробка используются красный фосфор, сульфид сурьмы, оксид железа, диоксид марганца, карбонат кальция.

Вам будет интересно!

Первой спичечной тарой была совсем не картонная коробка, а металлический коробочек-сундучок. Этикетки не было, а наименование производителя указывалось на штампе, который ставили на крышке либо сбоку упаковки.

Первые фосфорные спички зажечь можно было за счет трения. При этом поверхность подходила абсолютно любая: начиная от одежды и заканчивая самой спичечной тарой.

Спичечный коробок, изготовленный по российским государственным стандартам, имеет длину ровно 5 сантиметров, поэтому с его помощью можно с точностью измерять предметы.

Спичку часто используют в качестве определителя габаритных характеристик различных предметов, увидеть которые можно только на фотографии.

Показатели динамики производственного оборота спичек в мире составляют 30 миллиардов коробок в год.

Существует несколько разновидностей спичек: газовые, декоративные, каминные, сигнальные, термические, фотографические, хозяйственные, охотничьи.

Реклама на спичечных коробках

Когда были изобретены современные спички, тогда же в активное пользование вошла и специальная тара для них - коробок. Кто бы мог подумать, что это станет одним из перспективных маркетинговых ходов того времени. На таких упаковках изображали рекламу. Первая коммерческая реклама на коробке из спичек была создана в Америке компанией Diamond Match Company в 1895 году, которая рекламировала комическую труппу Mendelson Opera Company. На видимой части коробка было изображение их тромбониста. Кстати говоря, последний оставшийся рекламный спичечный коробок, изготовленный в то время, был продан совсем недавно за 25 тысяч долларов.

Идея рекламы на спичечном коробке была принята на ура и получила широкое распространение в бизнес-сфере. С помощью тары для спичек рекламировали пивоварню «Пабст» в Милуоки, изделия табачного короля Дюка, жевательную резинку Wrigley’s Chewing Gum. Просматривая коробки, знакомились со звездами, национальными знаменитостями, спортсменами и т. д.

Спички в течение многих десятилетий были одним из важнейших элементов человеческой жизни, да и сегодня играют не последнюю роль в нашем повседневном обиходе. Обычно, чиркая спичкой о коробок, мы даже не задумываемся над тем, какие химические реакции происходят в эту секунду и сколько изобретательности и сил положили люди, чтобы иметь такое удобное средство добывания огня. Обыкновенные спички, несомненно, принадлежат к числу самых удивительных изобретений человеческого ума.

Чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить, скольких усилий требовало разведение огня в прежние времена. Правда, от утомительного способа извлекать огонь трением наши предки отказались еще в древности. В средние века появилось для этой цели более удобное приспособление - огниво, но и с ним разжигание огня требовало известной сноровки и усилий. При ударе стали о кремень высекалась искра, которая попадала на трут, пропитанный селитрой. Трут начинал тлеть. Приложив к нему листок бумаги, стружку или любую другую растопку, раздували огонь. Раздувание искры было самым неприятным моментом в этом занятии. Но можно ли было обойтись без него?

Немного истории

Кто-то придумал обмакнуть сухую лучинку в расплавленную серу. В результате на одном кончике лучины образовывалась серная головка. Когда головку прижимали к тлеющему труту, она вспыхивала. От нее загоралась вся лучинка. Так появились первые спички.

Надо сказать, что в течение всей своей предыдущей истории люди старались получить огонь с помощью механических воздействий - трения или удара. При таком подходе серная спичка могла играть только вспомогательную роль, поскольку непосредственно добыть огонь с ее помощью было нельзя, ведь она не загоралась ни от удара, ни от трения.

Но вот в конце XVIII века известный химик Бертолле доказал, что пламя может быть результатом химической реакции. В частности, если капнуть серной кислотой на хлорноватистокислый калий (бертолетову соль), возникнет пламя. Это открытие позволило подойти к проблеме добывания огня совсем с другой стороны. В разных странах начались многолетние изыскания по созданию спичек с концом, намазанным тем или иным химическим веществом, способным возгораться при определенных условиях.

В 1812 году Шапсель изобрел первые самозажигающиеся спички, еще весьма несовершенные, однако с их помощью можно было добыть пламя гораздо скорее, чем при помощи огнива. Спички Шапселя представляли собой деревянные палочки с головкой из смеси серы, бертолетовой соли и киновари (последняя служила для окраски зажигательной массы в красивый красный цвет).

В солнечную погоду такая спичка зажигалась при помощи двояковыпуклой линзы, а в других случаях - при соприкосновении с капелькой концентрированной серной кислоты. Эти спички были очень дороги и, кроме того, опасны, так как серная кислота разбрызгивалась при воспламенении головки и могла вызывать ожоги. Понятно, что они не получили широкого распространения.

Более практичными должны были стать спички с головками, загорающимися при легком трении. Однако сера не годилась для этой цели. Искали другое легковоспламеняющееся вещество и тут обратили внимание на белый фосфор, открытый в 1669 году немецким алхимиком Брандом. Фосфор гораздо более горюч, чем сера, но и с ним не все сразу получилось.

Поначалу спички зажигались с трудом, так как фосфор выгорал слишком быстро и не успевал воспламенить лучину. Тогда его стали наносить поверх головки старой серной спички, предполагая, что сера быстрее загорится от фосфора, чем древесина. Но эти спички тоже загорались плохо. Дело пошло на лад только после того, как стали подмешивать к фосфору вещества, способные при нагревании выделять необходимый для воспламенения кислород.

Сейчас уже трудно сказать, кто первый придумал удачный рецепт зажигательной массы для фосфорных спичек. По-видимому, это был австриец Ирини. В 1833 году он предложил предпринимателю Ремеру следующий способ изготовления спичек:

«Нужно взять какого-нибудь горячего клея, лучше всего гуммиарабика, бросить в него кусок фосфора и сильно взболтать склянку с клеем. В горячем клее при сильном взбалтывании фосфор разобьется на мелкие частицы. Они так тесно слипаются с клеем, что образуется густая жидкость беловатого цвета. Дальше к этой смеси нужно прибавить мелко растертый порошок перекиси свинца. Все это размешивается до тех пор, пока не получится однообразная бурая масса. Предварительно надо приготовить серники, то есть лучинки, концы которых покрыты серой.

Сверху серу нужно покрыть слоем фосфорной массы. Для этого серники обмакивают в приготовленную смесь. Теперь остается их высушить. Таким образом получаются спички. Они воспламеняются очень легко. Их стоит только чиркнуть о стенку».

Это описание дало возможность Ремеру открыть спичечную фабрику. Он, впрочем, понимал, что носить спички в кармане и чиркать ими о стенку неудобно и придумал упаковывать их в коробки, на одну из сторон которых клеили шершавую бумажку (готовили ее просто - обмакивали в клей и сыпали на нее песок или толченое стекло).

При чирканьи о такую бумажку (или о любую шершавую поверхность) спичка воспламенялась. Наладив для начала пробный выпуск спичек, Ремер потом расширил производство в сорок раз - так велик был спрос на его товар, и заработал на выпуске спичек огромные деньги. Его примеру последовали другие фабриканты, и вскоре во всех странах фосфорные спички сделались ходовым и дешевым товаром.

Постепенно было разработано несколько различных составов зажигательной массы. Уже из описания Ирини видно, что в головку фосфорной спички входило несколько компонентов, каждый из которых выполнял свои функции. Прежде всего, здесь был фосфор, игравший роль воспламенителя. К нему подмешивали вещества, выделяющие кислород.

Помимо достаточно опасной бертолетовой соли в этой роли могли употреблять перекись марганца или сурик, а в более дорогих спичках - перекись свинца, которая вообще являлась наиболее подходящим материалом. Под слоем фосфора помещались менее горючие вещества, передающие пламя от воспламенителя деревянной лучине. Это могли быть сера, стеарин или парафин. Для того чтобы реакция не шла слишком быстро и дерево успело нагреться до температуры горения, добавляли нейтральные вещества, например, пемзу или порошкообразное стекло. Наконец в массу подмешивали клей, для того чтобы соединить между собой все остальные компоненты.

При трении головки о шероховатую поверхность в месте соприкосновения возникала теплота, достаточная для зажигания ближайших частичек фосфора, от которых воспламенялись и другие. При этом масса настолько нагревалась, что тело, содержащее кислород, разлагалось. Выделявшийся кислород способствовал воспламенению легкозагорающегося вещества, которое находилось под головкой (серы, парафина и т.п.). От него огонь передавался дереву.

Спичку – в массы!

Спичечное производство с самого начала приняло крупные масштабы, ведь годовое потребление спичек исчислялось десятками и сотнями миллиардов штук. Без всесторонней механизации тут было не обойтись. Фабрикация спичек делилась на две главные операции:

1) изготовление палочек (спичной соломки),
2) приготовление зажигательной массы и макание в нее соломки.

Наиболее употребительной породой дерева для спичек была осина, а также тополь, ива, сосна, ель, древесина которых имела крепкие прямые волокна. Высушенные бревна резали на куски длиной около 1 м. Каждый кусок раскалывали накрест на четыре части и снимали с него кору. Полученный чурбан укрепляли на столярном верстаке и строгали с помощью специального рубанка, рабочая часть которого состояла из нескольких трубочек, заостренных спереди.

При прохождении таким рубанком вдоль дерева получались длинные круглые или прямоугольные палочки (в зависимости от формы трубочек соломке можно было придать любое поперечное сечение). Затем обычным рубанком сглаживали неровности, образовавшиеся в виде желобков от вынутых лучинок, снимали второй слой, вновь выравнивали дерево и так далее. Получившиеся лучинки резали на части, имеющие длину спички. Эту операцию производили на станке, имевшем очень простое устройство.

Лучинки укладывались в корыто и подвигались вплотную к регулирующей пластинке, а затем с помощью рычага и ножа отрезали установленную длину.

Пора бы механизировать процесс

Вместо ручного строгания очень скоро стала применяться специальная машина. Дерево здесь упиралось в конец станины и обрабатывалось при помощи режущего устройства, в котором имелось несколько заостренных трубочек, вырезающих лучинки при движении режущего устройства. Для того чтобы подвергнуться обработке на этой машине, бревно сначала разрезалось на доски. Машина эта, впрочем, имела много недостатков и давала большой отход. Поэтому в дальнейшем ее заменили другие, а сам процесс резки лучинок был разбит на несколько операций.

Для дальнейшей обработки соломку необходимо было уложить ровными и параллельными рядами. Для этой цели тоже употребляли специальную машину. На платформу, которая получала быстрые сотрясательные движения, устанавливали перегороженный ящик, причем расстояние между перегородками соответствовало длине спички. При быстром движении ящика соломки укладывались между перегородками в отделения ящика, а мусор проваливался через его нижние отверстия. Затем ящик снимали и переворачивали. Соломка оставалась на доске параллельными рядами и в таком виде направлялась в макальную.

Перед обмакиванием соломку укладывали в специальную рамку, состоявшую из основания и двух крепившихся к нему железных стержней, на которые надевались деревянные дощечки. Поперек дощечек проходили желобки, расположенные параллельно друг другу. Длина этих желобков делалась такой, чтобы положенная в них соломка выступала приблизительно на четверть своей длины. Заполненные дощечки надевались на стержни одна над другой. Сверху все они прикрывались доской и зажимались клиньями. Таким образом получалась рамка, в которой помещалось около 2500 спичек. В дальнейшем эта операция была механизирована и выполнялась специальной наборной машиной.

Каждую спичку необходимо было обмакивать дважды - сначала в серу или парафин, а потом в зажигательную массу. Изготовление зажигательной массы было сложным делом, требовавшим больших предосторожностей. Особое значение имело ее тщательное перемешивание. Для этого каждая составная часть сильно измельчалась до порошкообразного состояния. Первоначально обмакивание спичек происходило вручную с помощью макальной сковороды.

Макальная сковорода состояла из двух частей: плоской и углубленной. Первая делалась несколько больше наборной рамы и служила собственно для обмакивания в расплавленную массу. Слой ее здесь был незначителен и соответствовал вышине парафинированной (или серненой) части спички. Вторая часть служила резервуаром для массы и способствовала сохранению постоянного уровня.

Позже была изобретена макальная машина. Она состояла из чугунного резервуара, окруженного другим чугунным резервуаром. Во внешнем резервуаре находилась зажигательная масса. Между обоими резервуарами заливалась теплая вода для согревания массы. Внутренний резервуар был закрыт со всех сторон и лишь в верхней доске имел поперечную щель, в которой помещался валик. Вращаясь, валик захватывал своей нижней половиной часть массы из резервуара и наносил ее на концы спичек.

Для большего удобства работы над верхней доской резервуара имелась особая макальная плита, на которую устанавливалась наборная рама и которая легко двигалась над макальным валиком при помощи зубчатых реек и шестерней, укрепленных на оси валика. Над макальным валиком помещался другой, который служил для равномерного надавливания проходящих под ним наборных рам к нижнему валику. Из макальной машины наборные рамы переносились в сушильную камеру. После просушки спички вынимали из наборных рам и укладывали в коробки. Долгое время эта работа выполнялась вручную, но потом появились машины и для этой операции.

Убийственные спички становятся безопасными

Большим недостатком фосфорных спичек была ядовитость фосфора. На спичечных фабриках рабочие быстро (иногда за несколько месяцев) отравлялись парами фосфора и делались неспособны к труду. Вредность этого производства превосходила даже зеркальное и шляпное. Кроме того, раствор зажигательной массы в воде давал сильнейший яд, которым пользовались самоубийцы (а нередко и убийцы).

В 1847 году Шретер открыл неядовитый аморфный красный фосфор. С этого времени появилось желание заменить им опасный белый фосфор. Раньше других эту задачу удалось разрешить знаменитому немецкому химику Бетхеру. Он приготовил смесь из серы и бертолетовой соли, смешав их с клеем, и нанес ее на лучинки, покрытые парафином. Но, увы, эти спички оказалось невозможно зажечь о шершавую поверхность.

Тогда Бетхер придумал смазать бумажку особым составом, содержащим некоторое количество красного фосфора. При трении спички о такую поверхность частички красного фосфора воспламенялись за счет прикасающихся к ним частиц бертолетовой соли головки и зажигали последнюю. Новые спички горели ровным желтым пламенем. Они не давали ни дыма, ни того неприятного запаха, который сопутствовал фосфорным спичкам. Изобретение Бетхера поначалу не заинтересовало фабрикантов.

Впервые «безопасные спички» стали выпускать в 1851 году шведы братья Лундстремы. Поэтому бесфосфорные спички долго называли «шведскими». После революции 1917 года в России была даже шутливая поговорка:

«Спички шведские, головки советские!
Пять минут вонь, потом огонь».

Как только безопасные спички получили распространение, во многих странах было запрещено производство и продажа фосфорных спичек. Через несколько десятилетий их выпуск совершенно прекратился.

Спичка состоит из головки и соломки

Головка представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. В число порошкообразных веществ входят окислители - бертолетова соль и калиевый хромпик, отдающие кислород при высокой температуре, эта температура несколько снижена добавкой катализатора - пиролюзита.

Отдаваемым окислителями кислородом, а также кислородом воздуха окисляется содержащаяся в головке сера, при этом выделяется сернистый газ, придающий загорающейся спичке характерный запах, при горении головки образуется шлак с порами, похожий на стекло. Кратковременной вспышки головки было бы недостаточно для поджигания соломки. Но парафин, находящийся под головкой, при её горении закипает, его пары воспламеняются, и этот огонь переносится на спичечную соломку. Для управления скоростью горения в число порошкообразных веществ введены молотое стекло, цинковые белила, железный сурик.

Спичечная соломка в российских и ранее советских спичках чаще всего представляет собой осиновую палочку. Во избежание её тления она пропитывается 1,5%-м раствором Н 3 РО 4 .

Намазка спичечного коробка , о которую трут спичкой при её поджигании, тоже представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. Но состав порошкообразных веществ несколько иной. В их число входит сульфид сурьмы(III) и красный фосфор, который при трении головки о намазку переходит в белый фосфор, мгновенно вспыхивающий при контакте с воздухом и поджигающий головку. Чтобы при зажигании не загорелась вся намазка, частички красного фосфора разделены плохо горящими веществами - железным суриком, каолином, гипсом, молотым стеклом.

Общая оценка материала: 4.9

Изобретение спичек принадлежит 19-летнему Шарлю Сориа в 1831 году. То были очень несовершенные спички: взрывоопасные и ядовитые. Несколько лет спустя шведский химик Бепгер изобрел новые, безопасные. Долгое время спички назывались шведскими. И сейчас наши обычные спички почти ничем не отличаются от тех, шведских.

Из чего делают спички?

Каждая спичка состоит из деревянной палочки – соломки, и зажигательной массы – гoловки. Лучший материал для соломки – осина. Сосна, ель не годятся, в них смола, она может загореться при сушке соломки, да и гореть спичка будет неровно. А осина легко воспламеняется, горит ровно, не коптит, не дымит, легко поддается обработке. В странах, гдe нет осины спички делают из липы, березы, тополя, ольхи, даже из картона.

Спичечная головка, вес которой несколько миллиграммов, состоит из многих, точно дозированных, тщательно перемешанных веществ, у каждого из них свои функции. Половина массы головки – окислители. Это бертолетова соль и калиевый хромпик. При разложении они легко отдают кислород. Чтобы понизить температуру разложения бертолетовой соли, в состав массы добавляют катализатор – двуокись марганца. Основным горючим веществом является сера. Чтобы головка не сгорала слишком быстро и не разлеталась на части, в массу добавляют наполнители: молотое стекло, цинковые белила, железный сурик. Все это связано вместе клеями.

Почему спички горят горят?

Koгдa мы чиркаем головкой спички о стенку коробка начинается серия химических реакций.

На коробок нанесена намазка. Она состоит из кpacнoгo фосфора, наполнителей и клея. При трении частицы кpacнoгo фосфора переходят в белый, он нагревается и загорается уже при 50 о С. Заметьте – сначала загорается коробок, а не спичка. Чтобы намазка на коробке не сгорела вся сразу, в ее состав вводят флегматизаторы. Они поглощают часть выделенного тепла.

Загоревшись, белый фосфор поджигает спичечную головку. И в долю секунды в ней совершается несколько реакций. Вначале сера взаимодействует с бертолетовой солью. При температуре около 400 о С бертолетова соль разлагается, выделяя кислород. Кислород вступает во взаимодействие с серой. При 441 о С сера закипает и превращается в пар. В это же время горят клеи и разлагается калиевый хромпик. Температура горения головки достигает 1500 о С.

Но даже при такой температуре соломка не загорелась бы (слишком быстро горит гoловка), если бы спичку у головки не пропитали парафином. Уже в начале горения головки – при 300 о С – парафин вспыхивает и поджигает соломку. И еще одна химическая хитрость – чтобы догорающая спичка не тлела, ее пропитывают антипиренами – солями фосфорной кислоты. При высокой температуре они плавятся и обволакивают уголек. Доступ воздуха к соломке прекращается. Спичка гacнет.

Как делают спички?

Зимой срубают осину (в это время гoдa дерево имеет подходящую влажность.) На спичечной фабрике из осинового чурбана режут шпон. Шпон вы конечно, видели – из нескольких слоев eго клеют фанеру. Сделать шпон не хитрое дело: чурбан зажимают с торцов и начинают вращать. Потом к нему подводят нож – очень длинный: по всей длине чурбана. Нож давит на нeгo и с каждым оборотом снимает слой древесины. Впечатление такое, будто разматывается рулон бумаги, – так быстро работает станок.

На следующем станке шпон рубят вдоль и поперек. Получаются тоненькие палочки-соломки – будущие спички. Струя воздуха уносит соломку на третью операцию – пропитку антитлеющими растворами (антипиренами). Затем соломки попадают в громадный вращающийся барабан, где они трутся друг об друга и шлифуют сами себя.

Чистые, отшлифованные соломки попадают в бункер спичечного автомата. Эта машина заслуживает более подробного рассказа. Удивительно, что для создания спички построена такая машина – высотой под потолок цеха, длиной – десятки метров. И очень производительна: 1500 тыс. спичек в час делает эта громадина.

По пути из бункера к специальной системе гребней спички cтpoгo ориентируются. Представьте себе длинную металлическую полосу с канавками. Это и есть гребень. В канавки гребня ложатся соломки. Лечь они могут только в одном положении. Против гребня устанавливается наборная планка: длинная металлическая полоса с отверстиями. В канавки гребня входят толкатели, которые выталкивают соломку и всовывают ее в отверстия планки. Посмотрите на спичку. В конце, противоположном головке, она носит след этого вталкивания. Наборные планки гибко соединены и представляют собой транспортер. Он делает шаг – к гребням подходит новая планка, а заполненная идет дальше. По пути спички окунаются на трехмиллиметровую глубину в ванну с расплавленным парафином, остывают, подходят к основному aгpeгaту, который и делает из соломки спичку, то есть формирует головку.

Делается это довольно просто. Перед приходом очередной партии соломки макальная плита опускается в ванну и на нее натекает зажигательная смесь. Специальное устройство следит за тем, чтобы на плите было ровно столько смеси, сколько нужно. В нужный момент плита поднимается и прижимается к соломке, торчащей из наборных планок. Это движение повторяется 4 раза, и каждый раз будущие спички погружаются на меньшую глубину. Так образуется головка правильной грушевидной формы.

Потом 40 мин. спички сохнут на транспортере, который похож на гpомaднoгo ежа – спички из нeгo торчат, как иголки.

В конце пути уже готовыe спички выталкиваются из отверстий планок и попадают в кассеты.

А в это время другие автоматы клеят из такого же шпона, только потоньше, коробки – внутренние и наружные. Они подаются к автоматам, в бункерах которых уже находятся спички. Автомат отмеряет определенное количество спичек. Остается нанести на коробок обмазку. По длинной ленте транспортера коробки проходят мимо щеток, наполовину погруженных в ванны с раствором. Щетки и обмазывают их. Коробочка со спичками готова.

Какие бывают спички?

Их много. Для рыбаков и моряков, например, выпускают штормовые спички. У них громадная головка – чуть ли не во всю спичку. В ней мнoго бертолетовой соли. Эти спички могyт гореть даже в 12-балльный шторм. Для охотников делают охотничьи спички. У них тоже большая головка, но в ней меньше бертолетовой соли, больше наполнителя. Она горит долго – 8-10 секунд. Такими спичками даже неопытный турист сумеет быстро разжечь костер. Геологи и строители имеют свои спички – тлеющие. Их задача – поджигать запал взрывчатки.

Есть еще сесквисульфидные спички. Они могyт зажигаться, если их потереть о любую поверхность.

И специальные спички, у которых температура горения настолько высока, что ими можно сваривать металл, например, кабель телефона. Существуют спички цветного огня. Если в их зажигательную массу добавить некоторые соли, то они будут гореть красным, синим, зеленым oгнем.

Основная статья – Милюков, “ЮТ” 1969/2