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化学作坊:彩焰蜡烛简易制法

来源:未知作者:王匆雨 点击:所属专题: 焰色反应
【原理】彩焰蜡烛指点燃后的火焰能够呈现红、黄、绿、蓝、紫、白等各种颜色的蜡烛。利用各种金属盐(如氯化铜、氯化锂、氯化锑等)在焰色反应中发出不同的颜色,把金属盐分别粘附在烛芯上或溶入蜡烛中。在点燃这些蜡烛时,就能产生各种色彩鲜艳的火焰。彩焰蜡烛最简单的

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【原 理】彩焰蜡烛指点燃后的火焰能够呈现红、黄、绿、蓝、紫、白等各种颜色的蜡烛。利用各种金属盐(如氯化铜、氯化锂、氯化锑等)在焰色反应中发出不同的颜 色,把金属盐分别粘附在烛芯上或溶入蜡烛中。在点燃这些蜡烛时,就能产生各种色彩鲜艳的火焰。彩焰蜡烛最简单的制作方法是:把能发色的金属盐和蜡熔融成一 体,再倒入配有烛芯的模具中,待冷却后就能使用。这种彩焰蜡烛制作简单,但是发色效果不很理想。它火焰小,而且四周略带有黄色。这种黄色火焰是石蜡和烛芯 燃烧时的本色。为了消除这黄色火焰的干扰,可以用氨基甲酸乙酯或乙二酸酯等替代石蜡作主燃剂,灯芯上添些氧化促进剂。这样处理后能使彩焰蜡烛发色鲜艳,火 焰大而无杂色干扰。但是氨基甲酸乙酯等物质的粘结性极差,没有蜡烛那样的化学作坊:彩焰蜡烛简易制法硬度和强度,且极易变形,为此可添加些化学作坊:彩焰蜡烛简易制法高级脂肪酸或高级脂肪醇,提高蜡烛的成形性 和保形性。为了提高彩焰发色的质量,一般把烛芯分为燃烧芯和发色芯,两种芯分开制作,然后捻合在一起作为烛芯。燃烧芯跟普通烛芯的材料和功能相同。为了除 去燃烧时产生的黄色焰,要添加一些氧化促进剂(如白金、钯、钒等元素的化合物或草木灰的浸泡液等)。发色芯是由普通的烛芯材料加上发色剂和氧化促进剂制 成。钴、铜、钾、钠、锂、锑、钙、钡、锶等金属的氯化物、氧化物、硝酸盐、硬脂酸盐等都能用作发色剂。为了固定住发色剂,发色芯外层要涂一层树脂液。所选 树脂液要求对焰芯发色没有干扰,且能完全燃烧。一般选用水溶性树脂液,如聚乙烯醇类等,也可用有机溶剂溶解的溶剂型树脂液,如硝酸纤维素、聚乙烯或它们的 共聚物等。用量宜少不宜多。

【操作】

(1)紫红色彩焰烛的制备

①配制主燃剂按质量比称取94份氨基甲酸乙酯、5份硬脂酸、1份醋酸乙烯-顺丁烯二化学作坊:彩焰蜡烛简易制法酸酐(1:1)共聚物。把这些原料混合后放在烧杯里待用。

②制备发色芯称取12g氯化锂溶于87mL水中,再加入0.1g聚乙烯醇,加热到80~85℃,使它溶解。

另称取0.1g氯铂酸溶于200mL水中(如没有铂盐,也可选代用品,详见本文说明),再加 入5g细粉状氧化铝,搅拌均匀后再加入0.2g肼和0.1g烧碱,最后加入2000mL水稀释,搅拌均匀后静置一昼夜,把沉淀的细粉状氧化铝分离出来,得 到白金触媒粉。把0.1g这种触媒粉撒入上述配得的氯化锂溶液中,就得到发色剂-氧化促进剂液。

另按质量比称取7份醋酸乙烯和乙烯(摩尔比1:3)的共聚物,溶于93份三氯乙烯中制成树脂液。

取20号棉线,浸在上述发色剂-氧化促进剂液中,取出后在120℃下干燥。如此反复操作3次,使附在棉线上的发色剂量约为2g/m。再用树脂液浸渍处理1次,取出晾干即为发色芯。

③制备燃烧芯取约0.1g铂触媒粉撒入500mL水中,用30根20号棉线捻成纱芯,浸在含铂触媒粉的水中,浸透后取出晾干,即得到粘附有氧化促进剂的燃烧芯。

④制作成品把发色芯以25mm一周的螺距缠绕在燃烧芯上,作为彩焰蜡烛的烛芯。缠绕时,发色芯的卷绕方向要跟燃烧芯的捻合方向相反,使两者之间保持适当的间隙。

取一段8mm(内径)×40mm的玻管,一端塞一只中央有小孔的塞子。使制得的彩烛芯穿过塞 子中央的孔,再穿过玻管。在玻管的另一端用一枚大头针系上该烛芯,并收紧固定,使烛芯通过玻管的中心线。烛芯固定好后将主燃剂加热到75℃,等它熔融搅匀 后加入穿有烛芯的玻管内(该玻管用作模具)。等冷却固化后取出,即得彩焰烛成品。如果蜡烛难于取出,在模具四周微微加热,就能轻易取出。这种彩焰烛的保形 性和强度都比较好,燃烧、发色性也好,点燃后火焰呈鲜艳的紫红色。

(2)青绿色火焰烛的制备

①配制主燃剂按质量比称取95份氨基甲酸乙酯,4份硬脂酸,1份醋酸乙烯-丙烯酸甲酯(摩尔比是3:7)共聚物。把这些组成主燃剂的原料混合后放在烧杯里待用。

②制备发色芯称取氯化铜35g,醋酸乙烯-乙烯(2:8摩尔比)共聚物1g,氯铂酸5mg,把这些物质溶在64g三氯乙烯溶剂中,配成发色剂-氧化促进剂液。

称取5份质量的硝酸纤维素溶于95份质量的醋酸乙烯中,用作涂覆用树脂液。

取0.02g/L的聚酯线在发色剂-氧化促进剂液中浸润片刻,取出晾干,再浸在涂覆树脂液中片刻,取出晾干,即制得发色芯。

③制备燃烧芯用18根30号棉线捻成芯线,浸在浓度0.2g/L的铂触媒粉氧化促进剂中(该铂触媒粉氧化促进剂的配制方法同前),经干燥后,再在52℃的氨基甲酸乙酯中浸渍一次,干燥后即为燃烧芯。

④制作成品把发色芯以40mm的螺距按前述的方法缠绕在燃烧芯上制得彩烛芯。然后用前述相同的方法制成彩焰烛。这种彩焰烛点燃时发出鲜艳的青绿色火焰。

(3)彩焰蜡烛简易制法

简易法的模具制作和主燃剂的灌注方法跟上述相同。不同之处在于简易制法把发色剂通过酒精与主燃剂蜂蜡互溶一体。制作方法如下。

①红色火焰烛把约1~3份体积的氯化锂溶解在4份体积的乙醇中,在加热时加入5~10份体积的蜂蜡,全部熔化后搅拌均匀倒入模具。冷却后取出即可。

②绿色火焰烛把约2份体积的硝酸铜和1份体积的化学作坊:彩焰蜡烛简易制法高氯酸钡溶解在4份体积的乙醇中,再加入5~10份蜂蜡熔化混均后灌入模具,冷却即成。

③蓝色火焰烛把约1~3份体积的氯化铜溶解在4份体积的乙醇中,在加热时加入5~10份体积蜂蜡。其他操作同上。

【说明】

(1)把草木灰浸泡在热水里,这种浸泡液也能用作氧化促进剂。把芯线浸在浸泡液里,取出晾干,即为彩焰烛的燃烧芯。也可以把这种浸泡液和铂触媒粉混合后作为氧化促进剂。

(2)氯化钒等物质也可作氧化促进剂。

(3)在简易制作方法中,如果想使火焰大一些,可适当增加乙醇的含量。要使蜡烛燃烧时间长一些,可适当减少乙醇的含量,用乙二醇代替。乙二醇的含量不能太高,否则易熄灭或不易点燃。这种彩焰烛熔化下来的蜡收集起来再熔化倒入配有烛芯的模具中,能制成相同的彩焰烛。

(责任编辑:化学自习室)
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