ІСТОРІЯ СІРНИКІВ

Сірники є в кожній хаті. Але що ми знаємо про них? Як можна зробити висновок із пародійного оповідання А.П.Чехова «Шведський сірник», російські селяни на початку 1880-х р.р. мали тільки сірні сірники і лише поміщики, да і ті не всі, використовували шведські. З літератури XX ст. можна дізнатися, що деякі панянки зводили рахунки з життям, використовуючи декілька голівок фосфорних сірників. Герої німих фільмів Ч.Чапліна часто запалювали сірники тертям по костюму. Чим же відрізняються один від одного сірні, фосфорні та шведські сірники? Які сірники використовували як реквізит у фільмах Чапліна? Які сірники сьогодні? Яка хімічна основа їх дії?

СІРНИКИ, тоненькі продовгуваті шматочки деревини, картону або просякнутої воском нитки, які мають головку із хімічної

речовини, що загорається від тертя. Сучасні сірники бувають двох видів: «кухонні», які запалюються під час тертя об любу поверхню, та

«безпечні», які спалахують під час тертя об поверхню зі спеціальним покриттям (наприклад, сірникової

коробки).

Мабуть історія сірника починається все-таки з відкриття Брандом білого фосфору в 1675 році, і синтезом хлорату калію Бертолле в

1786 році. І перші "сірники" були швидше "піротехнічними" або "прометеєвими".

Вогонь отримувався при зануренні паличок з головками із суміші перхлорату калію з цукром в сульфатну кислоту (1805 рік). Як варіант цього процесу, маленький посуд з кислотою міг уже знаходитися в голівці та "розбиватися" при надавлюванні.

Перші сірники. Вперше вдало застосувати білий фосфор для запалювання сірника тертям вдалось в 1830

французському хіміку Ш.Соріа. Він не робив спроб організувати промислове виробництво сірників, але вже черех два роки фосфорні сірники випускались в

Австрії та Німеччині.

Основна ідея – використати хімічну реакцію, яка

відбувається з великим виділенням енергії, для запалювання дерев’яної палочки –

народилася у Франції в 1805 р. Парижанин Жан Шансель покрив кінчики тоненьких

дерев’яних трісок сумішшю бертолетової солі (хлората калію КСlO3) з цукром і

каміддю, а запалюв сірники, занурюючи їх в концентровану сульфатну кислоту. Тепло

виділялось при взаємодії цукру з кислотою, бертолетова сіль підсилювала горіння за

рахунок кисню, що вивільнювався.

3КСlO3 + Sb2S3 = 3КСl + Sb2О3 + 3SO2

Реакціясупроводжувалась виділенням газоподібного диоксиду сірки, який має характерний різкий, властивий кислотам запах

2КСlO3 + 3S = 2КСl + 3SO2

На початку 1830 -х рр. з’явилися фосфорні сірники. Студент-хімік Шарль Соріа у Франції та

хімік Камертер в Німеччині були, вочевидь, серед перших, кому вдалося знайти легкозаймисті при

терті суміші з фосфором. Фосфор при горінні перетворювався на оксид:

5КСlO3 + 6Р = 5KСl + 3Р2O5

Саме фосфорні сірники ефектно

закарбовані у фільмах Чапліна в деяких ігрових

трюках.

Для виготовлення сірників замість КСlO3, а частіше як добавка до

нього, використовувались також більш дешеві речовини – селітра

КNО3, дихромат калію К2Сr2O7, сурик Pb3O4, диоксиди мангану МnО2 та

свинцю РbО2, замість камеді – декстрин та різноманітні клеї.

У 1847 р. австрійський хімік Шреттер відкрив червоний фосфор, активність

якого набагато нижча, ніж у білого фосфора.

Теплота згорання червоного фосфору до пентаоксиду не набагато (на 1,1%) менша, ніж у білого. Але червоний

окиснюється повільніше білого і самозаймається на повітрі лише при

наявності слідів домішок білого фосфору.

Безпечні сірники. Перші безпечні сірники, були створені в

1845р. в Швеції, де їх промислове виробництво почав в 1855 році Й.Лундстрем.

Це стало можливим завдяки відкриттю А.Шреттером (Австрія) в 1844 році

неотруйного аморфного фосфору. До складу головки входив хлорат калію в суміші з

клеєм, гуміарабіком, битим склом і диоксидом мангану. Майже всі сірники, які

виготовлялися в Європі та Японії, саме такого типу.

Виробництво сірників в Росії розпочалося в 1837 р., ввіз та виробництво сірників з білим

фосфором були заборонені з 1875 р.

Кухонні сірники. Сірники з двома шарами речовин на голівці, що запалюються

при терті об любу тверду поверхню, були запатентовані Ф.Фарнемом в 1888 році, але їх промислове виробництво

розпочалось лише в 1905. Головка таких сірників складалась із хлорату калію, клею, каніфолі, чистого гипсу, білого та

кольорового пігментів і невеликої кількості фосфору. Шар на кінчику голівки, який наносився повторним занурюванням,

містив фосфор, клей, силіцій, гіпс, оксид цинку та забарвлюючу речовину. Сірники запалювались безшумно, при чому була повністю виключена можливість відриву палаючої головки.

Сесквісульфід фосфору

В 1906 році в Берні (Швейцарія) було підписана міжнародна угода, яка забороняла виготовлення, імпорт та продаж сірників, що

містять білий фосфор. Сесквиіульфід фосфору вперше отримав в 1864 році француз Ж. Лемуан, змішуючи чотири частини фосфору з трьома частинами

сірки без доступу повітря. В такій суміші отруйні властивості білого фосфору не проявлялись. В 1898 році французькі хіміки

А.Серен и Э. Каен запропонували спосіб застосування сесквісульфіда фосфору в сірниковому виробництві, який в

найближчий час був прийнятий в деяких європейських країнах. В 1900 році компанія «Даймонд меч» викупила право

користування патентом на сірники з сесквісульфідом фосфору. В грудні 1910 року У.Ферберн розробив нову формулу безпечних

сірників.

Спочатку виробництво сірників було повністю ручним, але скоро почались спроби підвищити

потужність шляхом механізації. Вже в 1888 році була створена автоматична машина безперервної дії, яка з деякими видозмінами до цих пір являє собою основу

сірникового виробництва.

Механізація виробництва

Склад сірникової головки

Бертолетова сіль KClO3, дихромат калію K2Cr2O7

Окисники

Сірка S Відновник (горюча речовина)

Свинцевий сурик Pb3O4, залізний сурик Fe2O3

Пігменти

Кістковий клей Зв’язуючі

Оксид цинку ZnOподрібнене скло

Наповнювачи: для сзиження реакційної здатності, для збільшення сили тертя

Склад намазки сірникової коробки

Бертолетова сіль KCLO3, сульфід стібіуму Sb2S3

Відновники (горючі речовини)

Свинцевий сурик Pb3O4, залізний сурик Fe2O3

Пігменти

Кістковий клей Зв’язуючі

Оксид цинку ZnOКрейда CaCO3

подрібнене скло

Наповнювачи: для сзиження реакційної здатності, для збільшення сили тертя

Просочення сірників. До 1870 року не були відомі способи

протипожежного просочення, яке попереджує горіння без полум’я залишку вугілля на сірнику. В

1870 році англієць Хоус отримав патент на просякнення сірників квадратного поперечного

перерізу. Просочення ж сірників круглого перерізу на

сірниковій машині безперервної дії вважалося неможливим. В звязку з тим, що законодавство

деяких штатів з 1910 року вимагало обовязкової протипожежного просочення, співробітник

компанії «Даймонд меч» У.Ферберн в 1915 році запропонував в якості додаткової операції на сірниковій машині занурення сірників на 2/3

довжини в слабкий розчин (біля 0,5%) фосфату аммонію.

Сучасні дерев’яні сірники виготовляються двома способами. При шпоновому способі для сірників квадратного поперечного перерізу.

При іншому способі для сірників круглого перерізу невеликі соснові чураки подаються в головку машини, де розташовані в ряд вирублені штампи

вирізають заготовки сірників. При обох способах виробництва сірники послідовно проходять через п’ять ван, в яких відбувається загальне просочення протипожежним розчином. Після просушки сірників протягом 60 хв., готові сірники потрапляють у фасовочний апарат, який розподіляє їх по сірниковим коробкам. Потім

обгорточний автомат загортає по три, шість або десять коробок в папір, а упаковочний автомат заповнює ними відгрузочну тару.

Сучасна сірникова машина (довжиною 18 м і висотою 7,5 м) виробляє до 10 млн. сірників за 8-годинну зміну.

Виробництво дерев’яних сірників

Картонні сірники виготавляються на аналогічних машинах, але за дві окремі операції. Попередньо оброблений картон з великих рулонів

подаеться в машину, яка нарізає з нього «гребінки» по 60–100 сірників і вставля їх в пазури нескінченного ланцюга. Ланцюг проносить їх через

парафінову вану і вану формування головок. Готові гребінки поступають в іншу машину, яка розрізає їх на подвійні «сторінки» з 10

сірників і скріплює з попередньо надрукованою кришкою, яка має полоску для запалювання. Готові сірникові книжечки направляються в

фасовочно-упаковочний автомат.

Виробництво картонних сірників

Картонні сірникові книжечки – американський винахід. Патент на них, виданий Дж.Пуссі в 1892 році, бул придбаний в 1894 компанією

«Даймонд меч». Спочатку такі сірники не отримали визнання громадськості. В наші

дні сірникові книжечки роздаються безкоштовно для реклами потенціальним клієнтам в готелях, ресторанах, тютюнових

крамницях. В стандартній книжечці двадцать сірників, але випускаються і

книжечки інших розмірів. Вони зазвичай продаються упаковками по 50 штук. Книжечки спеціального дизайну можуть поставлятися в

упаковках самого різного розміру, на вибір замовника. Ці сірники – безпечного типу, поверхнею для їх запалювання слугує нижній (вкритий «сіркою») клапан обгортки, під який заправляється

передня сторонка.

Сірникові книжечки