泡沫灭火剂的发展与应用现状.docx

火灾科学Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．４Ｏｃｔ．２０１１第２０ 卷 第４ 期２０１１ 年 １０ 月ＦＩＲＥＳＡＦＥＴＹＳＣＩＥＮＣＥ文章编号：１００４－５３０９（２０１１）－０２３５－０６泡沫灭火剂的发展与应用现状韩郁翀，秦俊（中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，安徽 合肥，２３００２６）摘要：对泡沫灭火剂的分类 、灭 火 机 理 、各 种 灭 火 剂 的优缺点和适用范围进行了归纳 ，介绍了泡沫灭火剂的研究进 展 和 应 用 现 状 ，并预测了发展方向 。 对于蛋白型泡沫灭火剂 ，由于它的环境友 好 性 ，应重新认识其重要性并进行深 入 的 基 础 研 究 。 对于水成膜泡沫灭火剂 ，介 绍 了 《斯德哥尔摩公约 》对全氟辛烷磺酸 （ＰＦＯＳ）采取限制后可供选择 的 解 决 方 案 ，例如着重发展齐聚法生产氟碳表面 活 性 剂 。 能提高灭火性能的各种泡沫添加剂 、压缩氮气泡沫灭火 剂及七氟丙烷泡沫灭火剂等新型泡沫灭火剂也是国际研究热点 。关键词：泡 沫 灭 火 剂 ；斯德哥尔摩公约 ；水 成 膜 泡 沫 ；全 氟 辛 烷 磺 酸中图分类号：ＴＱ５６９，Ｘ９１５．５引言文献标识码：Ａ的危害［４，５］主要表现为持久性、生物富集性和毒性，是特别难以分解的有机污染物。在水成膜泡沫灭火 剂中，核心成分为氟碳表面活性剂，而最常用的氟表 面活 性 剂 为 ＰＦＯＳ 的 衍 生 物 （Ｆ（ＣＦ２ ）８ＳＯ３Ｘ）。 在 生产过程和使用过程中会产生 ＰＦＯＳ 及其衍生物， 其形成过程如下：Ｈ（ＣＨ２）ｎＳＨ → Ｆ（ＣＦ２）ｎＳＯ２Ｆ →０泡沫灭火剂是指能与水相容，并且可以通过化学反应或机械方法 产 生 灭火 泡 沫的 灭 火 剂。 自１８７７年Ｊｏｈｎｓｏｎ［１］首次提出可以将泡沫用于扑灭火 灾至今，泡沫灭火剂已有一百多年的历史。 因为泡 沫灭火剂设备简单、成本较低、灭火效率高并且环境 污染小，在扑救 Ａ 类、Ｂ 类火灾上得到了广泛应用。１９８７ 年，美、英 等 ２４ 国 签 署 了 《蒙 特 利 尔 条 约》，明确规定了各国停止生产和使用对臭氧层有破坏作用的物质的时间表，因此需要寻找哈龙灭火剂 的替代品 ［２］。在探索过程中，空气泡沫灭火剂依靠 自身出色的灭火效能、抗复燃能力和大规模火灾抑 制能力，成为了最佳的替代选择，受到了火灾科学研 究者的深度关注。联合国环境规划署（ＥＰＡ）在２００６年做出了《关 于全氟辛烷磺酸（ＰＦＯＳ）的风险简介》的报告［３］，表 达了 对 ＰＦＯＳ 环 境 危 害 性 的 担 忧。２００９ 年 ４ 月 ＥＰＡ 在《关于 持 久 性 有机 污染物的斯德哥尔摩公 约》大会 上 正 式 将 全 氟 辛 烷 磺 酸 （ＰＦＯＳ）及 其 衍 生 物列入持久性有机污染物（ＰＯＰｓ）受控名单。ＰＦＯＳＦ（ＣＦ２）ｎＳＯ２Ｘ → Ｆ（ＣＦ２）ｎＳＯ２Ｈ（１）这种氟表面活性剂是以电解法生产的，以相应的通过电解产生的活泼氟原子直接置换碳氢磺酸中 的氢原子，再由全氟烷基酰氟出发，通过普通方法制 得氟碳表面活性剂，氟碳表面活性剂使用后最终又 会分解为 ＰＦＯＳ。此次限制令对泡沫灭火剂的研制 和使用提出了更高的要求。泡沫灭火剂的分类与灭火机理泡沫灭火剂的种类繁多，可以按发泡方法、发泡 倍数、用途、发泡基料等依据进行分类［６］。根据灭火 机理的不同，分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火 剂［７］。根据发泡倍数的不同，分为低倍数泡沫、中倍 数泡沫和高倍数泡沫。发泡倍数分别为２０倍以下、１收稿日期：２０１１－０９－１８；修改日期：２０１１－０９－２４作者简介：韩郁翀（１９８９－），女，江苏镇江人，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室硕士研 究 生，主要研究方向为泡沫灭 火剂技术。火 灾 科 学第 ２０卷 第 ４期２３６ＦＩＲＥＳＡＦＥＴＹＳＣＩＥＮＣＥ２０倍～２００ 倍之间、２００ 倍～１０００ 倍之间。 这两种分类方法仅 仅 是 从 某 些 概 念 出 发而进行的初步分 类，更具有实际意义的方法是按照用途和基料分类。 根据用途的不同，即能否扑灭极性液体火灾，可以分 为普通型和多功能型泡沫灭火剂。根据发泡基的不 同，可以分为蛋白型和合成型泡沫灭火剂。 具体类 别、组成、使用特点和适用范围如表１所示。泡沫灭火剂的灭火作用机理主要包括水的冷却作用、泡沫隔绝空气的窒息作用、泡沫的遮断作用，具体如下：（１）冷却作用。 泡沫灭火剂所形成的泡沫结构可以作为一种“散热器”，泡沫中会携带大量的水，泡沫液比水更能很好的附着在可燃物表面，特别是垂 直表面。泡沫对可燃物表面产生润湿作用，吸收燃 烧过程中产生的热量，再通过水的蒸发带走热量。（２）窒息作用。由于泡沫的相对密度较小，可漂 浮于可燃液体的表面，或黏附在可燃固体的表面，形 成泡沫覆盖层，使燃烧物表面与空气隔离。（３）