影响烟火药化学安定性的成分分析

KClO3的出现使烟花之美产生了飞跃，但同时也带来了许多不幸。人们只知道不用KClO3或少用KClO3能使烟花更安全，但并不清楚KClO3为何使药剂敏感。为此，在中国从烟花安全的角度开展了研究，并开展了烟花药剂感度试验，制定了相应感度测试技术标准。KClO3不安全的因素首先是它熔点低（356℃），为低分解温度的氧化剂，并且分解时放热；其次，含KClO3的药剂由于固相反应，发火温度降低了。例如KClO3与S混合，由于S发生晶相转变，由斜方晶S8转变为单斜晶S6，使得KClO3晶格松弛，反应性提高，药剂的发火温度降低。差热分析表明，S-KClO3在137℃左右开始发生反应，151.7℃出现放热峰（发火），如图3.1所示，反应并没有等到KClO3熔融（356℃）就开始了，这是由于固相反应下KClO3晶格松弛在反应性中起到了支配的作用。正因为如此，今日中国的烟花，凡以前使用KClO3配方的药剂，均不再使用KClO3或改用KClO4，与此同时，加大了钝感药剂研究力度。

图3.1　S-KClO3的差热分析图

（1）氯酸盐与镁和铝的作用：

氯酸盐与镁的混合物在有水的存在下作用很快，不能长期贮存。氯酸盐与铝的作用较与镁的作用安定得多。

（2）镁及铝与硫的作用：

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如将S加入含铝的烟火药中，并不降低其化学安定性，因为只是在500～600℃以上的高温时，才可能形成Al2S3。第二次世界大战时，德国在含镁星体的点火药中加入S或黑火药，随着水分的进入发生了问题。为了克服这个问题，采用了KNO3、Al和四硝基咔唑的混合物作为点火药。

（3）过氧化钡与Mg、Al作用：

H2O2有很强的氧化能力，H2O2=H2O+[O]。

BaO2在室温下水解程度很小，当潮湿的BaO2和Al粉混在一起时，OH-被消耗在和铝的氧化层的相互作用上，反应平衡向右移动，药剂分解过程剧烈。

（4）KClO3与S及赤磷的混合物都非常敏感，在较小初始冲能作用下，能自行发火或爆炸。

（5）高锰酸钾与Mg、Al混合物比以KClO3为氧化剂的混合物更不安定，需要特别注意。