水成膜泡沫灭火剂推广与发展浅探

来源:未知2019-03-08 20:36

  本文从碳氟表面活性剂与水成膜泡沫灭火剂的关系出发,分析了我国水成膜泡沫灭火剂未能大量推广使用的主要原因。对发展我国自己的碳氟表面活性剂工业,以促进水成膜泡沫灭火剂的进一步发展提出了看法。

  在目前用于扑灭油类火灾的灭火剂中,水成膜泡沫灭火剂由于其水成膜及泡沫的双重灭火作用而具有最佳灭火效果,而且水成膜泡沫灭火剂中97%以上的组分是水,这使得它在国际范围的“淘汰哈龙行动”中作为哈龙灭火剂的理想替代品,成为国际上重点发展的灭火剂。

  水成膜泡沫灭火剂的原理基于很低浓度的氟表面活性剂水溶液在油面上的铺展。碳氟表面活性剂是普通表面活性剂(碳氢表面活性剂)分子碳氢链中的氢原子部分或全部用氟原子取代形成的一类特种表面活性剂,是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类,其最突出的性质之一是它能把水的表面张力降低到很低,以致水溶液可在油面上铺展形成一层水膜。这种能够在油面上铺展形成的水膜的碳氟表面活性剂水溶液俗称“轻水”。若将“轻水”制成泡沫,即为水成膜泡沫灭火剂(或称“轻水”泡沫灭火剂)。

  水成膜泡沫灭火剂的灭火作用是由漂浮于油面上的水膜层和泡沫层共同承担的。当把轻水泡沫喷射到燃油表面时,泡沫迅速在油面上散开,并析出液体冷却油面。析出的液体同时在油面上铺展形成一层水膜,与泡沫层共同抑制燃油蒸发。这不仅使油与空气隔绝,而且泡沫受热蒸发产生的水蒸汽还可以降低油面上氧的浓度,水溶液的铺展作用又可带动泡沫迅速流向尚未灭火的区域进一步灭火。

  水成膜泡沫灭火剂是由美国3M公司开发的。我国天津消防研究所等单位也曾合作研制出类似产品。最初由于其原料来源紧缺成本太高腐蚀大及因素未能推广使用。此后天津消防研究所等研制出改进产品,又由于多种因素仍未大量推广使用。目前国内已有多家生产水成膜泡沫灭火剂的单位,但灭火剂市场中水成膜泡沫灭火剂仍然是凤毛麟角,基本上只有一些重要部门配备了水成膜泡沫灭火剂,而且很多仍依赖于进口。造成这种现象的主要原因是氟表面活性剂合成困难,价格昂贵。从前面讨论可知,在水成膜泡沫灭火剂中,碳氟表面活性剂是最重要的组分,它决定着水成膜泡沫灭火剂的性能和成本(碳氟表面活性剂占水成膜泡沫灭火剂总成本的80~85%以上)。虽然掌握水成膜泡沫灭火剂配方的单位较多,但基本均不掌握核心技术———即碳氟表面活性剂的生产技术,因此国内所需氟表面活性剂大多是从美国3M公司进口。现今美国3M公司由于特殊原因已停止氟表面活性剂生产,以致使国内许多灭火剂生产厂家陷入困境。

  由此可见,欲使水成膜泡沫灭火剂大量推广使用,选择和制备性能优异且价格低廉的碳氟表面活性剂是关键因素之一。

  与国外相比,目前我国的碳氟表面活性剂无论从基础理论还是工业应用都非常薄弱,以致尚无一家专业生产碳氟表面活性剂的厂家。表面的原因是碳氟表面活性剂成本高,用不起,深层的原因笔者认为是含氟烷基与碳氟表面活性剂合成碳氟表面活性剂性能及应用研究两个环节相互脱节,不同研究单位各自为战,缺乏合作。对于专门从事表面活性剂研究的单位,如北京大学化学学院胶化研究室,由于缺乏有机合成的专业力量,难以得到所需要的碳氟表面活性剂。

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