pyrotekniske stoffer

Pyrotekniske stoffer er heterogene stoffblandinger som gjerne brukes i korn- eller pulverform, ofte presset inn i beholdere av ønsket geometri. Ved antenning vil de ved forbrenning gjennom deflagrasjon utvikle varme, flamme, lys (hvitt/farget), gass, røyk og lyd. Navnet pyroteknikk har sin opprinnelse fra de greske ordene pyr ("ild") og tekhnikos ("kunstig").

Ved forbrenningen vil typisk en stor del av reaksjonsproduktene fra en pyroteknisk blanding foreligge i fast eller flytende form, både som røyk og som aske- eller magmalignende reaksjonsrester. Noen pyrotekniske stoffer brenner praktisk talt uten gassutvikling, slik som termitt.

En pyroteknisk blanding inneholder alltid en eller flere oksidasjonsmidler i kombinasjon med en eller flere reduksjonsmidler (brenselstoffer). Disse to hovedkomponentene vil ved antenning reagere med hverandre i en eksoterm reaksjonsprosess kalt deflagrasjon.

Som regel inneholder pyrotekniske blandinger også ulike tilsatsstoffer for å gi fargevirkninger eller forbedre egenskaper som evne til produksjon, nedsetting av følsomhet, bedring av lagringsstabilitet eller regulering av brennhastigheten. Av og til er de tilsatt mindre mengder bindemiddel, slik som gummi arabicum, dekstriner, polyakrylater, polyvinylacetat eller polyvinylbutyral.

Vanlige oksidasjonsmidler brukt i pyroteknikk:

• Nitrater (eksempelvis kaliumnitrat, bariumnitrat og strontiumnitrat)
• Perklorater (eksempelvis kaliumperklorat, bariumperklorat og strontiumperklorat)
• Klorater (eksempelvis kaliumklorat og bariumklorat)
• Peroksider (eksempelvis bariumperoksid)

• Fluorpolymerer (eksempelvis polytetrafluoretylen og polyvinylidenfluorid)

Vanlige brenselstoffer brukt i pyroteknikk:

• Aluminium
• Magnesium
• Jern
• Titan
• Zirkonium
• Sink
• Trekull
• Sot
• Svovel
• Silisium
• Bor
• Fosfor

For å gi bestemte flammefarger under forbrenningen tilsettes pyrotekniske blandinger ulike metallforbindelser, slik som strontiumforbindelser (rødfarger), bariumforbindelser (grønnfarger), kalsiumforbindelser (oransje farger), natriumforbindelser (gulfarger) og kobberforbindelser (blåfarger). Forbrenning av blandinger med innhold av aluminium, magnesium og titan gir opphav til sterkt hvitt lys, mens forbrenning av jern, trekull eller sot gir gylne, guloransje farger.

Pyrotekniske blandinger som brenner med hvitt lys brukes både sivilt og militært til oppgaver som rekognosering, overvåking, fotografering, markering og til fyrverkeri. Fargede bluss brukes ved signalisering, varsling (nødsignal), observasjon av prosjektilbaner (sporlys) og i fyrverkeri.

Spesiallagde pyrotekniske blandinger brukes til røyklegging under militære operasjoner. Dette kan dreie seg om både hvit og farget røyk. Sistnevnte fås ved tilsetning av ulike kjemikalier og brukes til markering av posisjoner og bevegelse, både til sivile og militære formål. Svart, sotholdig røyk dannes når forbrenningen av organiske materialer i blandingene er ufullstendig.

Til underholdningsformål, eller til varsling, signalisering og bruk under militære øvelser, anvendes pyrotekniske blandinger som direkte lydkilde i innretninger som kinaputter, knallskudd, kruttlapper og kanonslag. Indirekte lydkilde er stoffene når de danner gasser som strømmer gjennom «hylere».

Pyrotekniske blandinger inngår som viktige komponenter i tennmidler og brannsatser. Primære tennmidler er tennperler (elektriske glødetrådstennere), tennhetter, friksjonstennere og fyrstikkhoder. Stikkflammen tenner igjen et sekundært tennmiddel som er mindre følsomt, for eksempel treverket i fyrstikker. Som brannsats brukes ofte termitt.

Også i ulike typer av forsinkerelementer inngår ofte pyrotekniske blandinger, ettersom en gitt blanding kan brenne med konstant brennhastighet over en gitt distanse. Dette prinsippet utnyttes blant annet i lunter og sprenghetter for sprengningsarbeider og i brannrør for våpensystemer.

Pyrotekniske blandinger kan også bygges inn i hermetikk for oppvarming av feltrasjoner, eller i termiske batterier for smelting av elektrolytten. Kollisjonsputer (airbag) fylles med gasser som dannes ved lynrask forbrenning av pyrotekniske stoffer.

Pyrotekniske blandinger fremstilles industrielt, men ofte er håndverksmessige metoder fremdeles i bruk. Blandingene er som regel ganske utpreget følsomme for påvirkninger som støt, friksjon og elektriske gnister. De er ofte hygroskopiske, og enkelte komponenter som inngår i slike blandinger kan reagere med vann slik at det dannes hydrogengass som kan sprenge lukkede beholdere.

På grunn av farene er derfor nødvendig med egnede beskyttelsestiltak ved fremstilling og lagring av pyroteknisk vare. Ofte blir blandingene produsert under en væske som så dampes av (våtveismetoden). De ulike produksjonstrinnene foregår også på atskilte steder for å hindre forplantning av eksplosjoner.

Pyrotekniske stoffer er i de fleste land forbundet med særskilte regelverk som legger begrensninger på fremstilling, lagring, transport og håndtering. For gjeldende norske reguleringer, henvises det til artikkel om fyrverkeri.

• eksplosiv
• fyrverkeri