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消防泡沫液铺展机理

来源: 浏览:1 发布日期:11-05 08:46 【

  水成膜泡沫灭火剂是高效水系灭火剂的延伸技术产品。其特点是灭火时能在烃类燃料表面 快速形成一层水膜,快速抑制燃料蒸发; 泡沫层快速蔓延,覆盖燃料表面,因而发挥了泡沫和水膜的双重灭火作用,既可以灭油类火灾,又可以灭极性溶剂火灾。可广泛适用于工矿企业、消防车、飞机场、加油站、油轮、油田、炼油厂、油库等场合火灾的预防与扑救。

水成膜泡沫灭火剂

  水成膜泡沫灭火剂,又称轻水泡沫灭火剂。主要由氟碳表面活性剂组成,并添加泡沫稳定剂、防腐剂、高分子聚合物等。氟碳表面活性剂具有显著降低表面张力的能力,具有高耐热、耐化学制剂的性能,与碳氢表面活性剂复配使用,表现出良好的协同效应,既能有效降低溶液的表面张力,也能降低油的界面张力。按泡沫灭火剂与水的混合比分为AFFF3%型和AFFF6%型两种。

  因此,氟碳表面活性剂就成为了的关键成分。氟碳表面活性剂是普通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殊表面活性剂,是目前所有表面活性剂中表面活性最高的一类。氟碳表面活性剂的氟碳链具有强烈的吸电子性,与相反离子类型的表面活性剂混合,不会像碳氢表面活性剂混合体系因电性中和而产生沉淀。在此体系中,阴阳离子之间的强烈电性吸引作用,大大促进了表面吸附和胶团的形成,增加了表面膜的黏度和机械强度,使泡沫受外力作用时不易破裂,泡沫内液体流失速度变慢,气体通透性降低,延长了泡沫的寿命,增加了泡沫的抗烧性。同时,由于碳氢表面活性剂在界面上定向吸附,即亲水基向水,亲油基向油,因此在氟碳表面活性剂中加入碳氢表面活性剂,可以有效地降低油/水的界面张力,从而可降低油水界面张力满足铺展条件。

  氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂的添加使其拥有良好的灭火效果。通过氟碳表面活性剂的添加,可以降低灭火剂的表面张力,使其在烃类液体上铺展形成一种稳定的薄层水膜,漂浮在可燃性液体的表层,从而起到防止火焰复燃的效果。密闭性强、铺展速度快的特点,也增强了AFFF 在灭火扑救中的实际效用。

  铺展机理:

  水成膜泡沫灭火剂的根本原理是基于很低浓度的氟碳表面活性剂水溶液在可燃性液体上的铺展。

  根据化学热力学分析,为使泡沫溶液能够在可燃性液体上铺展,必须满足铺展条件,即铺展系数大于零:Sa / b =γb - (γa +γa / b ) > 0 式中Sa / b 为铺展系数。γa、γb、γa / b分别为泡沫水溶液的表面张力、可燃性液体的表面张力和泡沫水溶液与油料之间的界面张力。

  由公式可知,决定铺展的因素包括油、水各自的表面张力及油/水界面张力。油的表面张力一般在20 - 24mN/m 左右。添加了氟碳表面活性剂的水溶液都拥有较低的表面张力,有时低于15mN/m。一般的氟碳表面活性剂水溶液与油之间的界面张力,会由于氟碳链的疏油性而增高。若在这种情况下,水溶液的表面张力足够低,如低达15mN/m 左右,则可抵消油/水的界面张力的影响,单独氟碳表面活性剂水溶液即可在油面上铺展。


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