泡沫灭火技术
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第二节 泡沫灭火剂的基本组分及其作用

泡沫灭火剂通常由发泡剂、稳泡剂、耐液添加剂、助溶剂与抗冻剂、其他添加剂等组成。氟蛋白与成膜类泡沫灭火剂还添加氟碳表面活性剂。

发泡剂是泡沫灭火剂中的基本组分,蛋白类泡沫的发泡剂为动物(主要是猪)毛与蹄角粒的水解蛋白;合成泡沫为各种类型的碳氢表面活性物质,日化品中常有应用,作用是使泡沫灭火剂的水溶液易发泡。水成膜泡沫灭火剂的发泡剂有用椰油酰胺丙基甜菜碱与烷基糖苷的;高倍数泡沫的发泡剂有丙二醇烷基醚、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等。

蛋白类泡沫的稳泡剂多为硫酸亚铁(FeSO4),水成膜泡沫与高倍数泡沫的稳泡剂有用乙二醇丁醚的。稳泡剂的作用是提高泡沫的持水时间,增强泡沫的稳定性。

氟碳表面活性剂对氟蛋白泡沫来说是一种改良剂,起到降低泡沫表面、界面张力、增强泡沫流动性、改善泡沫疏油性等作用。我国先期使用的“6201”的五聚体分子结构式为:

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目前使用的全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)分子结构式为:

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因其分子结构原因,添加上述两种氟碳表面活性剂的泡沫灭火剂不具备在油品(碳氢化合物)表面成膜条件。目前普通水成膜泡沫灭火剂中添加全氟烷基甜菜碱1157、含氟表面活性剂1440等复合氟碳表面活性剂,抗溶水成膜泡沫灭火剂中尚添加氟化表面活性剂1460,这些都是美国杜邦公司通过乙烯调聚法生产的6碳氟表面活性剂产品。水成膜泡沫中的氟碳表面活性剂主要起灭火作用。判断成膜类泡沫是否成膜,国家标准《泡沫灭火剂》GB 15308中采用表面张力、界面张力和扩散系数来衡量。

耐液添加剂主要应用于抗溶泡沫(Alcohol-Resistant Foams),一般为抗醇性高分子化合物(黄原胶),其作用是灭水溶性液体火灾时,泡沫析液中的高分子生物多糖能在水溶性液体表面形成胶膜,保护上面泡沫免受脱水而消泡。

助溶剂与抗冻剂一般为乙二醇、乙二醇丁醚、异丙醇等醇类或醇醚类物质,使泡沫灭火剂体系稳定、泡沫均匀、抗冻性好。

泡沫灭火剂中还有泡沫改进剂、防腐败剂、防腐蚀剂等添加剂。

所有泡沫灭火剂配成预混液后,有效期会大大缩短,尤其是蛋白类泡沫灭火剂,很快会腐败,所以通常应以原液状态储存。

蛋白、氟蛋白泡沫主要通过泡沫的遮盖作用将燃液与空气隔离实现灭火;水成膜泡沫灭火剂除了泡沫遮盖作用外,由于所用氟碳表面活性剂的表面张力较低,使泡沫析液能在所保护的烃类液体(石油)表面上形成一层具有隔绝空气和降温作用的防护膜,其灭火效力还依赖于其防护膜的牢固性。抗溶泡沫(抗醇泡沫)是通过在泡沫中的抗醇高分子多糖化合物(黄原胶)在水溶性液体燃液表面形成一层高分子胶膜,保护上面的泡沫免受水溶性液体脱水而导致的消泡,从而实现灭火。

高倍数泡沫主要是通过密集状态的大量高倍数泡沫封闭火灾区域,阻断新空气流入达到窒息灭火。中倍数泡沫的灭火机理取决于其发泡倍数和使用方式,当以较低的倍数用于扑救甲、乙、丙类液体流淌火灾时,其灭火机理与低倍数泡沫相同;当以较高的倍数用于全淹没方式灭火时,其灭火机理与高倍数泡沫相同。

由于泡沫析液基本是水,它同时伴有冷却作用,以及灭火过程中产生的水蒸气的窒息作用。