生日蠟燭往往被做成五顏六色,但蠟燭的火焰都是同一種色彩:略顯淡黃色。彩焰蠟燭的出現(xiàn)改變了這種單調(diào)的局面。
彩焰蠟燭是指點(diǎn)燃后火焰呈現(xiàn)紅、黃、綠、藍(lán)、紫、白等各種顏色的蠟燭。它利用的原理就是化學(xué)課里講的焰色反應(yīng):不同的金屬鹽在燃燒的時(shí)候發(fā)出不同的顏色。在生日聚會(huì)上,被各種顏色鮮艷的蠟燭火焰包圍的感覺(jué),應(yīng)該十分奇妙。
制作彩焰蠟燭有兩種方法。
比較簡(jiǎn)單的一種是:把金屬鹽(如氯化銅、氯化鋰、氯化銻等)與融化的蠟油混合,倒入配有燭芯的模具中,冷卻成型即可。
這種彩焰蠟燭制作簡(jiǎn)單,但是發(fā)色效果不是很理想。它不但火焰小,而且四周略帶有黃色——這種黃色是石蠟和燭芯燃燒的顏色。為了消除火焰的黃色,可以用氨基甲酸乙酯或乙二酸酯等替代石蠟作主燃劑,燈芯里再添些氧化促進(jìn)劑。這樣處理過(guò)后的彩焰蠟燭發(fā)色鮮艷,火焰大而無(wú)雜色干擾。但是氨基甲酸乙酯等物質(zhì)的粘結(jié)性極差,硬度和強(qiáng)度都不如石蠟,因此做出的蠟燭極易變形,為此可添加些高級(jí)脂肪酸或高級(jí)脂肪醇,提高蠟燭的成形性和保形性。
第二種方法是制作專門(mén)的燭芯。
一般把燭芯分為燃燒芯和發(fā)色芯,兩種芯分開(kāi)制作,然后捻合在一起,成為彩焰蠟燭的燭芯。
燃燒芯跟普通燭芯的材料和功能相同,為了除去燃燒時(shí)產(chǎn)生的黃色焰,要添加一些氧化促進(jìn)劑(如白金、鈀、釩等元素的化合物或草木灰的浸泡液等)。
發(fā)色芯是由普通的燭芯材料加上發(fā)色劑和氧化促進(jìn)劑制成。鈷、銅、鉀、鈉、鋰、銻、鈣、鋇、鍶等金屬的氯化物、氧化物、硝酸鹽、硬脂酸鹽等都能用作發(fā)色劑。為了固定住發(fā)色劑,發(fā)色芯外層要涂一層樹(shù)脂液。所選樹(shù)脂液要求對(duì)焰芯發(fā)色沒(méi)有干擾,且能完全燃燒。一般選用水溶性樹(shù)脂液,如聚乙烯醇類等,也可用有機(jī)溶劑溶解的溶劑型樹(shù)脂液,如硝酸纖維素、聚乙烯或它們的共聚物等,用量宜少不宜多。
具體的制作方法:
(1)紫紅色彩焰燭的制備
①配制主燃劑。
按質(zhì)量比稱取94份氨基甲酸乙酯、5份硬脂酸、1份醋酸乙烯—順丁烯二酸酐(1:1)共聚物,把這些原料混合后放在燒杯里待用;
②制備發(fā)色芯。
稱取12g氯化鋰溶于87mL水中,再加入0.1g聚乙烯醇,加熱到80~85℃,使它溶解。
另稱取0.1g氯鉑酸溶于200mL水中(如沒(méi)有鉑鹽,也可選代用品,詳見(jiàn)本文說(shuō)明),再加入5g細(xì)粉狀氧化鋁,攪拌均勻后,再加入0.2g肼和0.1g燒堿,最后加入2000mL水稀釋,攪拌均勻后靜置一晝夜。把沉淀的細(xì)粉狀氧化鋁分離出來(lái),得到鉑觸媒粉。
把0.1g這種觸媒粉撒入上述配得的氯化鋰溶液中,就得到發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液。
另按質(zhì)量比稱取7份醋酸乙烯和乙烯(摩爾比1:3)的共聚物,溶于93份三氯乙烯中制成樹(shù)脂液。
取20號(hào)棉線,浸在上述發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液中,取出后在120℃下干燥。如此反復(fù)操作3次,使附在棉線上的發(fā)色劑量約為2g/m。再用樹(shù)脂液浸漬處理1次,取出晾干即為發(fā)色芯。
③制備燃燒芯。
取約0.1g鉑觸媒粉撒入500mL水中,用30根20號(hào)棉線捻成紗芯,浸在含鉑觸媒粉的水中,浸透后取出晾干,即得到粘附有氧化促進(jìn)劑的燃燒芯。
④制作成品彩焰蠟燭芯。
把發(fā)色芯以25mm一周的螺距纏繞在燃燒芯上,即成為彩焰蠟燭的燭芯。纏繞時(shí),發(fā)色芯的卷繞方向要跟燃燒芯的捻合方向相反,使兩者之間保持適當(dāng)?shù)拈g隙。
⑤澆注蠟燭。
取一段8mm(內(nèi)徑)×40mm的玻璃管,作為澆注蠟燭的模具。玻璃管一端塞一只中央有小孔的塞子,把燭芯穿過(guò)小孔,再穿過(guò)玻管。在玻管的另一端用一枚大頭針系上燭芯,并收緊固定,使?fàn)T芯通過(guò)玻管的中心線。
燭芯固定好后將主燃劑加熱到75℃,等它熔融后攪拌均勻,注入固定好燭芯的玻璃管內(nèi)。待冷卻固化后取出,即得彩焰燭成品。如果蠟燭難于取出,可在模具四周微微加熱,即可輕易取出。這種彩焰燭的保形性和強(qiáng)度都比較好,燃燒、發(fā)色性也好,點(diǎn)燃后火焰呈鮮艷的紫紅色。
(2)青綠色火焰燭的制備
①配制主燃劑。
按質(zhì)量比稱取95份氨基甲酸乙酯,4份硬脂酸,1份醋酸乙烯-丙烯酸甲酯(摩爾比是3:7)共聚物。把這些組成主燃劑的原料混合后放在燒杯里待用。
②制備發(fā)色芯。
稱取氯化銅35g,醋酸乙烯-乙烯(2:8摩爾比)共聚物1g,氯鉑酸5mg,把這些物質(zhì)溶在64g三氯乙烯溶劑中,配成發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液。
稱取5份質(zhì)量的硝酸纖維素溶于95份質(zhì)量的醋酸乙烯中,用作涂覆用樹(shù)脂液。
取0.02g/L的聚酯線在發(fā)色劑-氧化促進(jìn)劑液中浸潤(rùn)片刻,取出晾干,再浸在涂覆樹(shù)脂液中片刻,取出晾干,即制得發(fā)色芯。
③制備燃燒芯。
用18根30號(hào)棉線捻成芯線,浸在濃度0.2g/L的鉑觸媒粉氧化促進(jìn)劑中(該鉑觸媒粉氧化促進(jìn)劑的配制方法同前),經(jīng)干燥后,再在52℃的氨基甲酸乙酯中浸漬一次,干燥后即為燃燒芯。
④制作成品。
把發(fā)色芯以40mm的螺距按前述的方法纏繞在燃燒芯上制得彩燭芯。然后用前述相同的方法制成彩焰燭。這種彩焰燭點(diǎn)燃時(shí)發(fā)出鮮艷的青綠色火焰。
(3)彩焰蠟燭簡(jiǎn)易制法
簡(jiǎn)易法的模具制作和主燃劑的灌注方法跟上述相同,不同之處在于,簡(jiǎn)易制法把發(fā)色劑通過(guò)酒精與主燃劑蜂蠟互溶一體。
制作方法如下:
①紅色火焰燭。把約1~3份體積的氯化鋰溶解在4份體積的乙醇中,在加熱時(shí)加入5~10份體積的蜂蠟,全部熔化后攪拌均勻倒入模具。冷卻后取出即可。
②綠色火焰燭。把約2份體積的硝酸銅和1份體積的高氯酸鋇溶解在4份體積的乙醇中,再加入5~10份蜂蠟熔化混均后灌入模具,冷卻即成。
③藍(lán)色火焰燭。把約1~3份體積的氯化銅溶解在4份體積的乙醇中,在加熱時(shí)加入5~10份體積蜂蠟。其他操作同上。
說(shuō)明:
(1)把草木灰浸泡在熱水里,其浸泡液也能用作氧化促進(jìn)劑。把芯線浸在浸泡液里,取出晾干,即為彩焰燭的燃燒芯。也可以把這種浸泡液和鉑觸媒粉混合后作為氧化促進(jìn)劑。
(2)氯化釩等物質(zhì)也可作氧化促進(jìn)劑。
(3)在簡(jiǎn)易制作方法中,如果想使火焰大一些,可適當(dāng)增加乙醇的含量。要使蠟燭燃燒時(shí)間長(zhǎng)一些,可適當(dāng)減少乙醇的含量,用乙二醇代替。乙二醇的含量不能太高,否則易熄滅或不易點(diǎn)燃。這種彩焰燭熔化下來(lái)的蠟收集起來(lái)再熔化倒入配有燭芯的模具中,能制成相同的彩焰燭。
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蠟燭
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