Rauchsatz: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 26. August 2007, 07:29 Uhr

Rauchsatz

(Smoke Composition)

Schwarzer Rauch tritt aus dem Vesuv im Wörlitzer Gartenreich aus

Effekt eines roten Rauchtopfes

Pyrotechnische Sätze, die dazu dienen Rauch zu produzieren, werden als Rauchsätze bezeichnet. Rauchsätze finden vorwiegende Anwendung im Bereich des technischen Feuerwerks, u.a. für Tages-Notsignale, militärische Rauchsignale, aber für Tagesfeuerwerk (insbesondere für Rauchtöpfe und Rauchbomben), sowie im Modellbau (z.B. Rauchpatronen für Flugzeugmodelle oder Schiffsmodelle).

Von Rauchsätzen erzeugter Rauch besteht aus Wolken von Partikeln mit einer Größe von circa ein bis drei Mikrometer (0,001 - 0,003 mm). Mit Rauchsätzen können schwarzer und weißer Rauch als auch farbiger Rauch (Grundfarben rot, orange, gelb, blau und Mischfarbe grün) hergestellt werden.

Grundsätzlich werden nach Art der Entstehung des Rauches zwei Typen unterschieden:

• Physikalischer Rauch
• Chemischer Rauch

Physikalischer Rauch

Physikalischer Rauch wird durch Dispersion von bereits im pyrotechnischen Satz vorhandenen Partikeln erzeugt. Dabei dient der pyrotechnische Satz ausschließlich als Heizsatz, um die zugesetzten Farbstoffe zu verdampfen. Die meisten farbigen Rauchsätze beruhen auf diesem Prinzip.

Chemischer Rauch

Chemischer Rauch wird durch Bildung von Partikeln während der Reaktion eines pyrotechnischen Satzes erzeugt. Dabei bilden sich die Partikel in der Regel durch Kombination aus den gasförmigen Reaktionsprodukten. Die meisten schwarzen Rauchsätze beruhen auf diesem Prinzip.

Schwarzer Rauch

Schwarzer Rauch wird häufig durch unvollständiges Verbrennen eines organischen Brennstoffs, meist Anthracen mit einem Oxidationsmittel (z.B. Kaliumperchlorat) und Schwefel. Bei der Verbrennung des Anthracens entstehen feine Rußpartikel, die sich in der Flamme zu größeren Partikeln verbinden. Durch die Mitverbrennung des Schwefels entsteht Schwefeldioxid, das verhindert, dass sich zu große Partikel bilden, die nicht lang genug schweben würden, sondern statt dessen zu Boden fallen würden.

Weißer Rauch

Sogenanntes weißes Rauchpulver enthält eine Mischung aus:

• 40 Gew-% Ammoniumchlorid,
• 30 Gew-% Oxidationsmittel wie Kaliumchlorat (wobei nur Kaliumchlorat verwendet werden darf, ansonsten besteht die Gefahr der Bildung von instabilen Ammoniumchlorat)
• 30 Gew-% organische Naturstoffe in Pulverform (Harze, Zucker, etc.).

Funktion:</br> Durch die Verbrennung von organischen Materialien entsteht Wärme, die das Ammoniumchlorid sublimieren lässt, welches dann einen dichten weißen Ammoniumchloridnebel erzeugt

Weißer Rauch kann daneben auch durch Gemenge aus Kaliumnitrat und Zuckern (z.B. Sucrose, Lactose, Dextrose) erzeugt werden.

Farbiger Rauch

Als Farbstoffe für farbigen Rauch werden üblicherweise die folgenden organischen Farbstoffe eingesetzt:

• Rhodamin B (rot-violett)
• P-Nitroanilin-Rot (orangerot)
• Öl-Rot (orangerot)
• Öl-Orange (orange)
• Öl-Gelb (gelb)
• Auramin (gelb)
• Phtalocyanin-Blau (blau)
• Methylenblau (blau)
• Indigo (dunkelblau)

Alle o.g. Farbstoffe sublimieren unter Wärmezufuhr, d.h. die auf ihnen basierenden Rauchsätze sind dem physikalischen Rauch zuzuordnen. Auf farbige Rauchsätze sind die gleichen Regeln der Farbmischung anwendbar, die auch für Pigmentfarben anwendbar sind. Damit lassen sich grüne Rauchsätze durch Kombination von blauen und gelben Farbstoffen realisieren. Schwarze Rauchsätze können durch Mischung aller Farbstoffe in einem Satz kombiniert werden. Die Schwierigkeit bei der Farbmischung von Rauchsätzen liegt darin, dass die o.g. Farbstoffe unterschiedliche Verdampfungs- und relativ niedrige Zersetzungstemperaturen haben. Daher müssen bei der Farbmischung jeweils Farbstoffe miteinander kombiniert werden, die sich in ihren Eigenschaften ähneln, um z.B. zu verhindern, dass ein Farbstoff bei der Reaktion des pyrotechnischen Satzes bereits zersetzt wird, während der zweite noch nicht dispergiert wird.