Сірники протягом багатьох десятиліть були одним з найважливіших елементів людського життя, та і сьогодні відіграють не останню роль у нашому повсякденному житті. Звичайно, чиркаючи сірником об коробку, ми навіть не замислюємося над тим, які хімічні реакції відбуваються в цю мить, і скільки винахідливості і сил поклали люди, щоб мати такий зручний засіб добування вогню. Звичайні сірники, поза сумнівом, належать до найдивовижніших винаходів людського розуму. Щоб переконатися в цьому, досить згадати, скільки зусиль вимагало розведення вогню в колишні часи. Правда, від утомливого способу добування вогню тертям наші предки відмовилися ще в давнину. В середні віки з'явилося для цієї мети зручніше пристосування - кресало, але і з ним розпалювання вогню вимагало чималої вправності і зусиль. При ударі сталі об кремінь висікалася іскра, яка потрапляла на трут, просочений селітрою. Трут починав тліти. Приклавши до нього аркуш паперу, стружку або будь-яку іншу розтопку, роздмухували вогонь. Роздування іскри було найнеприємнішим моментом у цьому занятті. Але чи можна було обійтися без нього? Хтось придумав умочити суху лучину в розплавлену сірку. У результаті на одному кінчику лучини утворювалася сірчана головка. Коли головку притискали до тліючого труту, вона спалахувала. Від неї спалахувала вся лучинка. Так з'явилися перші сірники. Треба сказати, що протягом всієї своєї попередньої історії люди намагалися отримати вогонь за допомогою механічних впливів - тертя або удару. При такому підході сірчана сірник могла грати тільки допоміжну роль, оскільки безпосередньо добути вогонь з її допомогою було не можна, адже вона не спалахувала ні від удару, ні від тертя. Але от наприкінці XVIII століття відомий хімік Бертоллє довів, що полум'я може бути результатом хімічної реакції. Зокрема, якщо крапнути сірчаною кислотою на хлорнуватистої-кислий калій (бертолетову сіль), виникне полум'я. Це відкриття дало змогу підійти до проблеми добування вогню зовсім з іншого боку. У різних країнах розпочалися багаторічні дослідження зі створення сірників з кінцем, намазаним тим чи іншим хімічною речовиною, здатним загорятися при певних умовах. У 1812 році Шапсель винайшов перші самозапалювалися сірники, ще вельми недосконалі, проте з їх допомогою можна було добути полум'я набагато швидше, ніж за допомогою кресала. Сірники Шапселя представляли собою дерев'яні палички з головкою із суміші сірки, бертолетової солі і кіноварі (остання служила для забарвлення запалювальної маси в красивий червоний колір). У сонячну погоду така сірник запалювалася за допомогою двоопуклої лінзи, а в інших випадках - при зіткненні з крапелькою концентрованої сірчаної кислоти. Ці сірники були дуже дорогі і, крім того, небезпечні, оскільки сірчана кислота розбризкувалася час займання головки й могла викликати опіки. Зрозуміло, що вони не набули широкого поширення. Більш практичними повинні були стати сірники з головками, що спалахують при легкому терті. Проте сірка не годилася для цієї мети. Шукали інше легкозаймиста речовина і тут звернули увагу на білий фосфор, відкритий в 1669 році німецьким алхіміком Брандо. Фосфор набагато більш горючий, ніж сірка, але і з ним не все відразу вийшло. Спочатку сірники запалювалися з працею, оскільки фосфор вигоряв занадто швидко і не встигав запалити лучину. Тоді його стали наносити поверх головки старого сірчаної сірники, припускаючи, що сірка швидше зажевріє від фосфору, ніж деревина. Але ці сірники теж спалахували погано. Справа пішла на лад тільки після того, як почали підмішувати до фосфору речовини, здатні при нагріванні виділяти необхідний для займання кисень. Зараз вже важко сказати, хто перший придумав вдалий рецепт запалювальної маси для фосфорних сірників. Мабуть, це був австрієць Іріні. У 1833 році він запропонував підприємцю Ремеру наступний спосіб виготовлення сірників: «Треба взяти якогось гарячого клею, найкраще гуміарабіку, кинути в нього шматок фосфору і сильно збовтати склянку з клеєм. У гарячому клеї при сильному збовтуванні фосфор розіб'ється на дрібні частинки. Вони так тісно злипаються з клеєм, що утворюється густа рідина білуватого кольору. Далі до цієї суміші потрібно додати дрібно розтертий порошок перекису свинцю. Все це розмішується доти, поки не вийде одноманітна бура маса. Попередньо треба приготувати сірники, тобто лучини, кінці яких вкриті сірою. Зверху сірку потрібно покрити шаром фосфорної маси. Для цього сірники умочують в приготовану суміш. Тепер залишається їх висушити. Таким чином виходять сірники. Вони запалюються дуже легко. Їх варто тільки чиркнути об стінку ». Це опис дало можливість Ремеру відкрити сірникову фабрику. Він, втім, розумів, що носити сірники в кишені і чиркати ними об стінку незручно, і придумав упаковувати їх у коробки, на одну із сторін яких клеїли шорстку папірець (готували її просто - умочували в клей і сипали на неї пісок або товчене скло) . При чірканьем про такий папірець (або про яку шорстку поверхню) сірник запалала. Налагодивши спершу пробний випуск сірників, Ремер потім розширив виробництво в сорок разів - такий великий був попит на його товар, і заробив на випуску сірників величезні гроші. Його прикладу пішли інші фабриканти, і незабаром у всіх країнах фосфорні сірники зробилися ходовим і дешевим товаром. Поступово було розроблено декілька різних складів запалювальної маси. Вже з опису Іріні видно, що в головку фосфорної сірники входило декілька компонентів, кожен з яких виконував свої функції. Перш за все, тут був фосфор, який грав роль запальника. До нього підмішували речовини, що виділяють кисень. Крім достатньо небезпечною бертолетової солі в цій ролі могли вживати перекис марганцю або сурик, а в дорожчих сірниках - перекис свинцю, яка взагалі була найбільш відповідним 2013 Лютийматеріалом. Під шаром фосфору поміщалися менш горючі речовини, що передають полум'я від запальника дерев'яній лучину. Це могли бути сірка, стеарин або парафін. Для того щоб реакція не йшла дуже швидко, і дерево встигло нагрітися до температури горіння, додавали нейтральні речовини, наприклад, пемзу або порошкоподібне скло. Нарешті в масу підмішували клей, для того щоб з'єднати між собою всі інші компоненти. При терті головки об шорстку поверхню в місці зіткнення виникала теплота, достатня для запалювання найближчих частинок фосфору, від яких спалахували й інші. При цьому маса настільки нагрівалася, що тіло, що містить кисень, розкладалось. Виділявся кисень сприяв займанню легкозагорающегося речовини, яке знаходилося під головкою (сірки, парафіну тощо). Від нього вогонь передавався дереву. Сірникове виробництво з самого початку набуло великих масштабів, адже річне споживання сірників обчислювалося десятками і сотнями мільярдів штук. Без всебічної механізації тут було не обійтися. Фабрикація сірників поділялася на дві головні операції: 1) виготовлення паличок (спічной соломки); 2) приготування запалювальної маси і Макану в неї соломки. Найбільш уживаною породою дерева для сірників була осика, а також тополя, верба, сосна, ялина, деревина яких мала міцні прямі волокна. Висушені колоди різали на шматки завдовжки близько 1 м. Кожен шматок розколювали навхрест на чотири частини і знімали з нього кору. Отриманий чурбан зміцнювали на столярному верстаку і стругали за допомогою спеціального рубанка, робоча частина якого складалася з декількох трубочок, загострених спереду. При проходженні таким рубанком уздовж дерева виходили довгі круглі або прямокутні палички (залежно від форми трубочок соломці можна було надати будь поперечний переріз). Потім звичайним рубанком згладжували нерівності, що утворилися у вигляді жолобків від вийнятих лучінок; знімали другий шар, знов вирівнювали дерево і так далі. Утворені лучинки різали на частини, що мають довжину сірника. Цю операцію проводили на верстаті, мав дуже простий пристрій. Лучинки вкладалися в корито і просувалися впритул до регулюючої платівці, а потім за допомогою важеля і ножа відрізували встановлену довжину. Замість ручного стругання дуже скоро стала застосовуватися спеціальна машина. Дерево тут впиралося в кінець станини і оброблялося за допомогою ріжучого пристрою, в якому було декілька загострених трубочок, що вирізують лучину при русі ріжучого пристрою. Для того щоб піддатися обробці на цій машині, колоду спочатку розрізали на дошки. Машина ця, втім, мала багато недоліків і давала великий відхід. Тому надалі її замінили інші, а сам процес різання лучини був розбитий на кілька операцій. Для подальшої обробки соломку необхідно було укласти рівними і паралельними рядами. Для цієї мети теж вживали спеціальну машину. На платформу, яка отримувала швидкі струсного руху, встановлювали перегороджений ящик, причому відстань між перегородками відповідало довжині сірника. При швидкому русі ящика соломки укладалися між перегородками у відділення ящика, а сміття провалювався через його нижні отвори. Потім ящик знімали і перевертали. Соломка залишалася на дошці паралельними рядами і в такому вигляді прямувала в макальної. Перед обмакувания соломку укладали в спеціальну рамку, яка складалась з підстави і двох кріпилися до нього залізних стрижнів, на які надягали дерев'яні дощечки. Поперек дощечок проходили жолобки, розташовані паралельно один одному. Довжина цих жолобків робилася такою, щоб покладена в них соломка виступала приблизно на чверть своєї довжини. Заповнені дощечки надягали на стрижні одна над іншою. Зверху всі вони прикривалися дошкою і затискалися клинами. Таким чином виходила рамка, в якій містилося близько 2500 сірників. Надалі ця операція була механізована і виконувалася спеціальною набірною машиною. Кожну сірник необхідно було вмочати двічі - спочатку в сірку або парафін, а потім в запалювальну масу. Виготовлення запалювальної маси було складною справою, що вимагала великих пересторог. Особливе значення мало її ретельне перемішування. Для цього кожна складова частина сильно подрібнюють до порошкоподібного стану. Спочатку обмакувания сірників відбувалося вручну за допомогою макальної сковороди. Макальна сковорода складалася з двох частин: плоскої і поглибленої. Перша робилася дещо більше набірної рами і служила власне для обмакувания в розплавлену масу. Шар її тут був незначний і відповідав височині парафінованого (або серненой) частини сірника. Друга частина служила резервуаром для маси і сприяла збереженню постійного рівня. Пізніше була винайдена макальна машина. Вона складалася з чавунного резервуару, оточеного іншим чавунним резервуаром. У зовнішньому резервуарі знаходилася запалювальна маса. Між обома резервуарами заливалася тепла вода для зігрівання маси. Внутрішній резервуар був закритий з усіх боків і лише у верхній дошці мав поперечну щілину, в якій містився валик. Обертаючись, вал захоплював своєю нижньою половиною частину маси з резервуару і наносив її на кінці сірників. Для більшої зручності роботи над верхньою дошкою резервуару була особлива макальна плита, на яку встановлювалася набірна рама і котра легко рухалася над макальним валом за допомогою зубчастих рейок і шестерень, укріплених на осі валика. Над макальним валом містився інший, який служив для рівномірного натискання проходять під ним набірних рам до нижнього валика. З макальної машини набірні рами переносилися в сушильну камеру. Після просушування сірники виймали з набірних рам і укладали в коробки. Довгий час ця робота виконувалася вручну, але потім з'явилися машини і для цієї операції. Великим недоліком фосфорних сірників була отруйність фосфору. На сірникових фабриках робітники швидко (іноді за кілька місяців) отруювалися парами фосфору і робилися нездатні до праці. Шкідливість цього виробництва перевершувала навіть дзеркальне і капелюшних. Крім того, розчин запалювальної маси у воді давав сильну отруту, якою користувалися самогубці (а нерідко і вбивці). У 1847 році Шретер відкрив неотруйний аморфний червоний фосфор. З цього часу з'явилося бажання замінити ним небезпечний білий фосфор. Раніше інших це завдання вдалося вирішити знаменитому німецькому хіміку Бетхер. Він приготував суміш із сірки й бертолетової солі, змішавши їх з клеєм, і наніс її на лучину, покриті парафіном. Але, на жаль, ці сірники виявилося неможливо запалити об шорстку поверхню. Тоді Бетхер придумав змастити папірець особливим складом, що містить деяку кількість червоного фосфору. При терті сірника об таку поверхню частинки червоного фосфору спалахували за рахунок торкаються до них частинок бертолетової солі головки і запалювали останню. Нові сірники горіли рівним жовтим полум'ям. Вони не давали ні диму, ні того неприємного запаху, який супроводжував фосфорним спичкам. Винахід Бетхер спочатку не зацікавило фабрикантів. Вперше «безпечні сірники» стали випускати в 1851 році шведи брати Лундстрема. Тому бесфосфорние сірники довго називали «шведськими» <>. Як тільки безпечні сірники набули поширення, в багатьох країнах було заборонено виробництво і продаж фосфорних сірників. Через кілька десятиліть їх випуск абсолютно припинився.
