2.5. Компоненты специального назначения и добавки

Компоненты специального назначения вводят в состав для получения требуемого специального эффекта. Они не должны участвовать в окислительно-восстановительных реакциях при горении состава, а должны выполнять только свою основную роль. К таким веществам относятся аэрозолеобразователи: красители, пестициды, кристаллизующие реагенты и т.д. При горении состава они должны легко возгоняться без разложения, образуя аэрозоль с заданными свойствами. Некоторые из них при высоких температурах могут разлагаться, но при охлаждении должны вновь образовывать исходное вещество в виде аэрозоля. Такими свойствами, в частности, обладает хлорид аммония.

Добавки вводят в состав для улучшения или получения специального эффекта (требуемой силы света или ИК-излучения, удельной свето- или энергосуммы, цвета пламени или дыма, излучения или поглощения в заданном диапазоне длин волн, получения требуемого химического состава твердых или газообразных продуктов сгорания и т.д.), снижения чувствительности к удару и трению, уменьшения взрывчатых характеристик, регулирования скорости горения, изменения и расширения предела устойчивого горения, улучшения воспламеняемости или воспламеняющей способности, технологических свойств составов, физико-химических и физико-механических свойств пироэлементов.

Технологические добавки вводят для уменьшения пыления и расслоения, облегчения уплотнения, обеспечения возможности грануляции составов и переработки их по заданной технологии. С этой целью в составы вводят жидкие вещества (масла, олифу, олигомеры) или твердые олигомеры и полимеры в виде раствора. Наиболее часто в качестве олигомеров используют фенолформальдегидные смолы в сочетании со спиртом или спиртоацетоновой смесью. Растворители удаляют из состава частично перед грануляцией и окончательно из гранул.

Вещества, увеличивающие прочность пироэлементов, запрессованных при относительно небольшом давлении, называются связующими (цементаторами). Подавляющее большинство связующих одновременно уменьшает пыление, облегчает процесс переработки, флегматизирует состав, выполняет роль дополнительного горючего или окислителя, замедляет скорость горения, увеличивает физико-химическую стабильность. Связующими могут быть неорганические вещества (жидкое стекло, гипс), высыхающие масла (олифа), жидкие олигомеры, синтетические смолы и смолы естественного происхождения, каучуки и термоэластопласты. Смолы, каучуки и термоэластопласты вводят в состав в виде лаковых растворов в органических растворителях; поливиниловый спирт, гуммиарабик, декстрин, крахмал – в виде водных растворов. Применение органических растворителей облегчает их удаление из состава, но, как правило, они являются токсичными и пожароопасными веществами. Использование воды в качестве растворителя уменьшает опасность процесса приготовления состава, но, в то же время, затрудняет ее удаление из смеси и может приводить к нежелательным обменным реакциям. Введение олифы и жидких олигомеров осуществляют без применения растворителя, но процесс превращения их в полимер требует времени, что увеличивает производственный цикл и массу состава, находящуюся в процессе переработки.

С целью возможности переработки составов методом проходного прессования в них вводят вещества, которые при определенных условиях переходят в пластическое состояние, придавая пластические свойства составу в целом и обеспечивая его переработку при температуре не выше 90⁰С и давлении не более 80 МПа. Данными свойствами обладают некоторые термопласты и эластомеры. Последние обычно вводят в виде раствора в летучем растворителе, который удаляют в процессе мешки и сушки или же из сформованного пироэлемента. Установлено, что использование эластомера в порошкообразном виде позволяет полностью исключить из технологического процесса летучий растворитель или снизить его расход до 10-15% по отношению к массе состава. В данном случае переработку составов можно осуществлять при комнатной температуре и давлении не более 50 МПа.

Наиболее удобной технологической основной является пластизольная система, состоящая из порошкообразного или волокнистого полимера и труднолетучего пластификатора. Полимер для таких систем в чистом виде может не обладать пластическими свойствами (например, нитраты целлюлозы).

Большинство вводимых в состав добавок и технологических основ остаются в нем, выполняя роль окислителя или горючего. Летучие растворители удаляются из состава в процессе мешки, из гранул или пироэлементов, полученных методом проходного прессования.