火柴棍

古代，人們用火刀和火石相互撞擊，冒出的火花，將火絨點着.這種點火方法比較麻煩，特別是遇 到陰冷潮濕的天氣，不易點着火.

後來，用火柴點火就方便啦：用火柴頭在盒邊一擦，“嗤”的一聲，火柴就燃着了。

據説，世界上第一根火柴出自法國。1860年，法國化學家波義耳在他的實驗室裏，用一跟細木棒，在它的頭端沾上硫磺顆粒，然後用它在塗了磷的粗紙上摩擦起火。

18世紀，意大利的威尼斯出現了一種巨型火柴，很象敲大鼓的木槌。槌頭沾上一團藥面，由氯酸鉀、糖、阿拉伯樹膠調和做成。只要把這魔術棒似的火柴浸到濃硫酸中，它就會燃燒起來。這是由於氯酸鉀碰到濃硫酸，生成二氧化氯，它和糖一接觸，就立即燃燒起來。

那時候，這種火柴價格昂貴，只好幾家合買一根。後來，人們把木槌縮小為小木棒，價格便宜多了，出現在巴黎等地的市場上，成了一種別開生面的取火物，轟動了當時的歐洲。

這種新奇的玩意兒使用很不方便，必須同時帶着一瓶濃硫酸。這是多麼危險啊！

1830年，法國人沙利埃用白磷代替氯酸鉀，製成了一種小巧靈便、長短已接近今天的火柴。這是比較受人歡迎的摩擦火柴。

3年以後，瑞典的卑爾加城出現了世界上第一家火柴廠。不久，火柴很快在歐洲各國流行起來。這種火柴上塗有硫磺，再覆以白磷、樹膠、鉛丹火二氧化錳的混合物。劃火柴時用不着專門的火柴匣，只要在牆上、磚頭上火鞋底上輕輕地一擦，火柴就燃着了。這是利用摩擦產生地熱，使白磷發火燃燒，接着在鉛丹火二氧化錳富氧物質地影響下，使硫燃燒引燃木棒。

白磷地着火點很低，超過40°C就會自動燃燒。白磷有毒，製造火柴地工人往往因為吸入白磷蒸汽而中毒。用白磷做的摩擦火柴實在不安全，人們提心吊膽地使用了20年。安徒生童話《賣火柴地小女孩》裏描述説：“她手中拿着一束火柴。這一整天誰也沒有向她買過一根……她在牆上又擦了一根火柴……”這種火柴就是含白磷地摩擦火柴，那時是論根賣的。

1845年，人們發現了另一種沒有毒的磷——紅磷。將白磷隔絕空氣在250°C--300°C下加熱，就轉變成顏色紅紫的紅磷。紅磷藥到260°C以上才開始燃燒，可是它單靠摩擦是不能起火的。當它同氯酸鉀混合後卻比白磷更容易摩擦起火，發生燃燒和爆炸。許多人在試驗中曾經發生不幸的事故。

1855年，瑞典人倫斯特姆設計製造了世界上第一盒安全火柴。他用了一個巧妙而簡單的方法，把引火劑分成兩部分：火柴頭上蘸有氯酸鉀盒三硫化二銻，紅磷塗在紙條上，貼在火柴匣外側。當火柴頭在火柴盒的側面摩擦時，達到着火點起火，火星引着三硫化二銻，氯酸鉀受熱放出氧氣，幫助燃燒得更旺。火柴桿時椴木、楊木做的，前斷又浸透了石蠟盒松香，使火柴擦着後，火焰不易熄滅，容易燒到火柴桿上去。

這種火柴既沒有毒，又不易引起火災，叫作“安全火柴”，很快就風行全世界。

清代，外國人曾將火柴作為貢品傳入中國。19世紀40年代，喪權辱國的《中英南京條約》簽定後，外商乘機在中國生產火柴，“洋火”之名就叫開了。

其實，早在北周時代（公元557年--581年），中國就有了火柴。宋代和明代也見記載。明代杭州削松木為片，尖端塗上硫磺，名曰“發燭”，無論形狀和作用，都類似今天的火柴。

1894年，中國在湖北省建立了兩家官商合辦的火柴公司-----“聚昌”和“盛昌”，開始生產火柴。

一方面採用易燃的木材做成小棒(稱火柴梗)，在其一端蘸以蠟油和含氯酸鉀的藥料(稱火柴頭)，製成火柴；另一方面在包裝盒上塗以含赤磷的磷面。使用時，將火柴在磷面上擦劃，即能引燃，極為方便。製造工藝的一般過程主要有：鋸木、剝樹皮、旋片、切梗、烘乾；篩選、理梗、排梗、沾油、藥漿調製、沾藥、烘乾、卸梗、旋盒片、切盒片、糊盒、烘乾；套盒(紙盒為：印刷、壓痕、分切、糊盒、套盒)、裝盒、磷漿調製、刷磷、包封、裝箱。

火柴是由誰發明呢！根據記載最早的火柴是由中國在公元577年發明的，當時是南北朝時期，戰事四起，北齊腹背受敵進迫，物資短缺，尤其是缺少火種，燒飯都成問題，當時一班宮女神奇地發明了火柴，不過中國古代的火柴都只不過是一種引火的材料。其後在馬可波羅時期傳入歐洲，後來歐洲人就在這個基礎上發明一度被中國人稱為“洋火”的現代火柴。“洋火”能借着摩擦生火。而發明這種火柴的人是英國的沃克，他在1826年利用樹膠和水製成了膏狀的硫化銻和氯化鉀，塗在火柴梗上並夾在砂紙上拉動便產生火。　可是早期生產的火柴有兩個非常致命的缺點：(1)白磷是非常稀少及遇熱容易自燃，非常危險，(2)白磷是有毒的，造火柴的工人一不小心就會中毒身亡。在1852年經過瑞典人距塔斯脱倫姆的改進，發明了安全火柴。以磷和硫化合物為發火物，必須在塗上紅磷的匣子上摩擦才能生火，安全程度提高。但在安全火柴發明之前，人們可是經歷了一代代不停的探索呢。　安全火柴中的成分分別是：火柴頭主要由氧化劑（KClO3）、易燃物（如硫等）和粘合劑等組成。火柴盒側面主要由紅磷、三硫化二銻、粘合劑組成。當劃火柴時，火柴頭和火柴盒側面摩擦發熱，放出的熱量使KClO3分解，產生少量氧氣，使紅磷發火，從而引起火柴頭上易燃物（如硫）燃燒，這樣火柴便划着了。　安全火柴的優點在於把紅磷與氧化劑分開，不僅較為安全，而且所用化學物質無毒性。所以也被稱為安全火柴。火柴頭上主要含有氯酸鉀、二氧化錳、硫磺和玻璃粉等。火柴桿上塗有少量的石蠟。火柴盒兩邊的摩擦層是由紅磷和玻璃粉調和而成的。火柴着火的主要過程是：（l）火柴頭在火柴盒上划動時，產生的熱量使磷燃燒；（2）磷燃燒放出的熱量使氯酸鉀分解；（3）氯酸鉀分解放出的氧氣與硫反應；（4）硫與氧氣反應放出的熱量引燃石蠟，最終使火柴桿着火。　既然火柴在南北時期才發明，那麼前人是怎樣生火呢？原來古人是利用兩根木枝互相摩擦而生火，繼後使用打火石及鐵片，但生火需時比較長，需要一、兩分鐘。火柴的出現令人們的生活變得更方便，到了近代，打火機與及電子打火器已逐漸取代傳統火柴的地位，但火柴還有其獨特的一面是無可取替的，就是它所產生的火焰顏色是最美的。

火柴有摩擦火柴（又稱硫化磷火柴）與安全火柴之分，其發火原理不盡相同。　摩擦火柴藥頭的主要成分是氯酸鉀和三硫化四磷，稍在粗糙表面摩擦、產生的熱足以使這兩種物質起化學反應而發火。　安全火柴藥頭中以硫磺取代三硫化四磷。一般的摩擦熱不足以使藥頭起反應，只有在火柴盒側面的磷層上擦劃時，摩擦熱先使硫與氯酸鉀發生反應，放出較多的熱能，促使藥頭中的化學物質產生反應而發火。它的反應過程如下：　2KClO3+ 3S──→2KCl + 3SO2+ 1137kJ 　上述化學反應過於劇烈，發火太猛，不利於使用。為了控制發火速度，藥頭中還需加入一些石英粉等填充劑，使藥頭發火緩和、穩定；此外，還加入重鉻酸鉀和顏料等，以改善抗潮性能和外觀。若以澱粉、蟲膠等代替硫磺並加入一些香料，便製成無硫芳香火柴，燃燒時不產生刺激性氣體SO2，且能散發香味，使人感到舒適。

根據用途和藥頭成分，火柴可分為日用火柴（普通火柴）和特種火柴兩大類。　日用火柴 按包裝外形和所用原料有木梗火柴、蠟紙梗火柴和書式火柴3種。　①木梗火柴：用質地比較鬆軟的木材製成方形截面的火柴梗，梗端沾上石蠟和藥漿，乾燥後裝於木片或紙板製成的小盒中，盒側面塗以磷層。為最普通的火柴。　②蠟紙梗火柴：簡稱蠟梗火柴。用薄紙浸以熔融的石蠟後擠縮成截面為圓形或方形的長梗條，再經切斷製成火柴梗。適合於缺乏木材的地區。因梗枝含蠟量大，引燃性能比較好，燃燒時間也比同樣規格的木梗長2～3倍，適用於航海、漁獵、勘探等野外作業的環境。但是石蠟在較高温度下易軟化，使梗枝的剛度降低，影響使用，故不適用於熱帶地區。　③書式火柴：因其包裝外形扁薄且似書冊而得名。其梗枝是用木片或紙板衝切而成，每10支或15支為一組，一端基部相連，呈梳齒狀，梗尖一端沾石蠟及藥漿。製成火柴後，用卡紙封面裝訂成冊。磷層塗刷於封面裝訂處。使用時逐根撕下擦劃。這種火柴外形美觀、攜帶方便。　特種火柴 採用特種的藥頭配方，以產生不同的特殊功能。主要有下列5種：　①抗風防水火柴：藥頭中含有比普通火柴多15%左右的氧化劑，發火性能較強；表面沾有一層防潮薄膜，可防止受潮；藥頭粗而長，直徑約5mm,長度為30mm。擦燃後以每秒4～6mm的速度燃燒，能均勻地持續燃燒5～7秒鐘。這種特性使它能抗強風，不怕雨淋，適合於地質、水文、氣象、航海、漁獵等野外作業人員使用。　②高温火柴：藥頭分內外兩層。內層是抗風防水火柴的藥料；外層採用四氧化三鐵和鋁、鎂粉等原料，用硝化纖維溶液粘合而成。大小規格與抗風防水火柴相似。燃燒時能產生1200℃以上的高温，可供引燃熔接劑之用，故又稱焊接火柴。　③信號火柴：又稱信號筒。筒身直徑2.5～3cm,長16～38cm。磷層塗在筒蓋端部。藥料中摻入硝酸鍶或硝酸鋇、鹼式碳酸銅等物料，燃燒後能分別發出紅、藍、白等不同顏色的持續火光，照度達80～800支燭光，可供鐵路車輛或航海船舶夜間信號聯絡之用。　④多次燃燒火柴：能反覆發火，多次燃燒。這種火柴不用木梗，而由氯酸鉀、硫磺、二醋酸纖維、多聚甲醛及填充劑等化學品經與丙酮混合後壓制成直徑為2～5mm的棒形火柴，稱為火柴芯（無火柴梗和藥頭之分），以它在磷層上擦劃即可發火。由於二醋酸纖維的阻燃作用，控制了發火物質的燃燒，不至於使整根火柴一次燃燒完，達到多次使用的目的。已研製成能反覆擦燃 600次以上的火柴。　⑤感光火柴：燃燒時發光，照亮物體後能使照像膠片感光。可代替閃光燈供攝影用。

火柴梗經過1.5%磷酸氫二銨處理後，又塗了一層石蠟，藥頭很粗大。它容易摩 擦着火，火苗特別旺，即使在十級以上的大風中照樣能着火，不會熄滅。

普通火柴，遇到潮濕，就沒法點燃。原來它是用動物膠做粘和劑的，防水性能 很差。出現的這種“抗風火柴”，它的發火藥同普通火柴一樣，但是用乙烯、丙烯酸等防水性能很好的合成樹脂做粘和劑，外面塗上一層軟質的防水膜， 能夠防水耐濕，又被稱為“防潮火柴”

用普通的紙張浸在高熔點的石蠟火脂肪酸中，採用特殊的工藝壓制成梗子，然後蘸上藥頭，“紙梗火柴”就做成了。

用塑料做成火柴梗，再蘸上藥頭。“紙梗火柴”和“塑料梗火柴”能節約大量木材，燃燒時間也長些。

火柴棒端用硝酸鍶、硝酸鋇做藥頭，點燃時會迸發出紅色和綠色的火花，彷彿焰火那樣。

它點燃時不會產生有害人體的二氧化硫氣體，卻會散發出令人歡快的香味。原來，火柴梗用一些香精、玫瑰油、檀香油等浸泡火燻蒸過，點燃以後，香料揮發，滿室馨香。

它一經點燃以後，很快就會產生1200°C以上的高温。在沒有電源的地方，人們就用它來焊接電線、水壺、搪瓷盆等。為什麼它有如此神奇的力量呢？原來它是用四氧化三鐵、鋁粉和鎂粉等混合劑做藥頭，用硝化纖維做粘和劑。

可以燃燒一兩個小時，熾熱的火焰，能代替電焊。

它長38釐米，用7層紙捲成，藥頭佔全長的1/3。這種火柴象根棍棒，點燃以後，擎在手中，火光熊熊，宛如一支燃燒的火炬，散發出紅色、蘭色或白色的火焰，可以持續照亮十幾分鍾，在風雨中也不會熄滅。它亮度特別大，能幫助遇難的火車、輪船發出求救的信號。

它有內外兩層，內層十發火藥料，由氯酸鉀、膠粘劑等合成；外層是可燃性藥物，由聚乙醛、硝化纖維和安息香酸等組成。火柴梗上纏饒着一層玻璃紙，阻止火焰擴展。劃擦火柴後，外層藥物燃燒速度快，火柴熄滅後，內層藥 物塗層便露在外面。它能多次劃燃使用。

它是由奧地利工程師 裴迪南·尼赫 發明的火柴，到目前為止它的製法、和所用的化學制劑，還是個商業秘密呢。這種火柴外表與普通火柴沒有什麼差別，只是外層塗了一層特殊的化學混合製劑，因此一根能擦上600次，而且不會受潮。