1、欢迎光临安全人之家https:/水系灭火剂的研究与发展水系灭火剂的研究与发展【摘要】综述了国内外水系灭火剂的研究现状,并讨论了水系灭火剂研究的发展方向。火灾是人类的大敌。无论地面火灾还是井下火灾不仅造成了大量的人员伤亡,还造成了财产和自然资源的重大损失。据原劳动部统计,1994 年全国共发生火灾(不含森林、草原、军队的火灾)4 万起,死亡 2748 人,直接财产损失 12.4 亿元。1995年 3.8 万起,死亡 2232 人,伤 3370 人,直接财产损失 10.8 亿元。如何快速有效地扑灭火灾,最大限度地减少损失,一直是具有重要意义的研究课题。目前,灭火剂主要有水、泡沫、干粉、卤代烷、二氧
2、化碳、氮气以及一些具有特殊用途的灭火剂,如用于扑灭轻金属火灾的 7501 灭火剂等。其中水是最常用的灭火剂。广泛用于扑来建筑、森林、草原和井下火灾。但水的流动性很强,大部分水常常未发挥作用就流失了,其利用率很低。例如,在扑灭森林火灾时,水喷洒到枝叶上时,大部分水很快滴到地面,起不到灭火作用。当水源较远时,付出很高的代价运来水,又未充分发挥作用,延误了灭火时间。又如扑灭建筑火灾时,流失水顺楼梯或缝隙向下层流动 动,不但失去灭火作用,而且对未着火的下层区域造成二次损失。再如在扑灭煤巷冒高浮煤自燃时,通过钻孔向燃烧区域注水,大部分水通过裂隙流到巷道,不但影响作业环境,而且由于水流冲刷,在煤体中形成更
3、加连贯的孔隙,欢迎光临安全人之家https:/更有利于空气的侵入,灭火后,经过一定的时间,仍可能再次自燃。提高水的灭火性能,减少水的流失,是目前国内外火灾科学领域的前沿课题。1 水系灭火剂研究现状为了提高水的灭火性能,减少水的流失,人们进行了大量的研究工作。例如采用物理方法改变水的喷洒状态,利用水雾灭火;采用化学方法,通过在水中加入少量添加剂,改变水的物理化学性质,提高水在物体表面的粘附性,提高水的利用率,加快灭火速度。1.1 水雾灭火剂高压水通过直喷式或离心式喷嘴形成水雾。当水滴进入火焰区后,水份蒸发吸收大量热量,使火焰温度降低。同时蒸发产生的水蒸汽,降低了火焰区氧气的浓度。部分穿过火焰区的
4、大水滴,到达燃烧物表面,降低了表面温度从而达到灭火效果。水雾还可用于扑灭电器、通讯机房、计算机房、医院等重要场所火灾,也可替代卤代烷灭火剂。水雾若以水幕状喷出,还可用来遮挡火焰产生的红外辐射,防止火灾的蔓延。Coppalle 研究了水幕对红外线的散射及吸收现象,并研究了水滴直径对水幕防红外辐射能力的影响。1.2 含添加剂水系灭火剂在水中加入添加剂,改变水的物理化学性质,可提高灭火效果。添加剂可分为以下几类:(1)吸水性颗粒;(2)表面活欢迎光临安全人之家https:/性剂;(3)增稠剂。增稠剂又可分为无机增稠剂(如水玻璃、无定形 SiO2 等)和有机增稠剂(如水溶性高聚物)。(1)在水中加入吸
5、水性颗粒添加剂。吸水性颗粒吸水并膨胀,从而使一部分水保持在颗粒中,一部分水仍成游离状态。当喷洒到物体表面后,部分游离水会流失,而吸水性颗粒则会停留在物体表面,形成覆盖层,增强灭火效果,减少水的流失量。中川清一、伏见诚一(日本专利JP62/44271、JP01/94872)使用 IM-300 和 IM-1000(一种丙稀酸与演粉共聚物颗粒)作为添加剂。该添加剂具有吸水膨胀性能,吸水倍数达 1000 倍。在扑灭模拟木材火灾实验中,使用 1.0 升,10 秒钟内即可灭火;而使用水灭火时,需 18 升水,灭火时间达 3 分钟。将该灭火剂涂于木板表面,将木板面距火焰 10cm 处烘烤,在 3 分钟内不会
6、燃烧。镇目龙平(日本专利 JP03/292969)使用大阪有机化学工业株式会社生产的高吸水聚合物颗粒,平均粒度 70150 微火,吸水率 70200 倍,耐热温度 150200。他指出,由于大部分水被聚合物颗粒吸收,可有效地防止水的流失对财产和环境的二次破坏。Von Bluecher(美国专利 US4978460)在水中加入强吸水膨胀高分子聚合物颗粒添加剂,即丙烯酸或甲基丙烯酸盐共聚物,加入水中后吸水膨胀,但不溶于水。在水中按 0.4%加入该添加剂,即可制成灭火剂,其中吸水颗粒的含水量占总水量的50%以上。粘度小于100mPaS,灭火时间和灭火用水量可减少 30欢迎光临安全人之家https:/35%,水的流失可减少 85%。为了防止高吸水颗粒在加入水中时胶结成块,影响其在水中的分散速度,可在高吸水颗粒中掺入聚乙烯醇 300 或 400 或磷酸二铵作隔离剂。隔离剂在吸水性颗粒之间形成屏障。由于隔离剂具有良好的水溶性,从而防止吸水性颗粒的胶结,加快其分散、吸水、膨胀速度。(2)在水中加入
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