环保型泡沫灭火剂在变压器油表面的铺展特性研究

针对油浸式变压器面临的火灾风险,通过正交实验研究了短链氟碳-碳氢表面活性剂复配体系和有机硅-碳氢表面活性剂复配体系分别在变压器油表面的界面特性及铺展能力。界面张力测试结果表明,阴离子碳氢表面活性剂和阳离子碳氢表面活性剂分别与氟碳表面活性剂FS-50和有机硅表面活性剂DOWSIL 501w、DOWSIL 5211进行复配时,均可形成扩散系数显著大于0的复配体系。然而油面铺展实验表明,并非所有扩散系数大于0的溶液都能在变压器油表面铺展,这是因为一些配方会导致油-水界面张力降至0,从而发生油/水混溶,进而导致泡沫液无法铺展。因此,单纯通过扩散系数无法断定泡沫灭火剂是否具有成膜性能,在油面开展铺展验证实验是必要的。此外,铺展实验结果显示,有机硅表面活性剂DOWSIL 5211分别与α-烯基磺酸钠(sodium alpha-olefin sulfonate,AOS)和十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)混合溶于水时也能在变压器油表面自发铺展,所以针对变压器火灾研发无氟水成膜泡沫(aqueous film forming foam,AFFF)灭火剂是可行的。研究结果将为环保型水成膜泡沫灭火剂开发提供重要数据支撑和理论指导。

环保型泡沫灭火剂

对各种绿色表面活性剂的表面张力和泡沫性能进行正交实验,从中筛选出烷基葡萄糖酰胺和S表面活性剂,对烷基葡萄糖酰胺的泡沫性能和S表面活性剂的表面张力进行重点实验研究,通过考虑交互作用的正交试验确定两种表面活性剂的含量。含葡萄糖酰胺2.5%、S表面活性剂2%的泡沫灭火剂的灭火效能达到国标要求。

多糖聚合物对环保型泡沫灭火剂理化性能的影响

以α-烯烃磺酸钠(AOS)和磷酸酯两性有机硅(PPSS)为表面活性剂,多糖聚合物为稳泡剂,制备环保型泡沫灭火剂,研究了稳泡剂类型、浓度和配比对泡沫灭火剂粘度、起泡性能和稳定性的影响。结果表明,添加单一黄原胶和海藻酸钠作为稳泡剂,能有效提升泡沫灭火剂的粘度和25%析液时间,但会降低泡沫灭火剂的起泡性能;黄原胶和明胶复配体系作为稳泡剂,能有效均衡泡沫灭火剂的起泡性能和泡沫稳定性,当m(黄原胶)∶m(明胶)=1∶5时,所制备泡沫灭火剂的初始泡沫高度和25%析液时间最佳,分别为123.0 mm和128.1 s,这与黄原胶和明胶复配体系可以减缓泡沫的析液速率和气泡粗化速度有关。

基于有机硅表面活性剂的环保泡沫灭火剂的制备及灭火性能研究

为了解决传统含氟泡沫灭火剂难以降解和存在生态危害性的难题,本工作研发了基于低毒环保有机硅表面活性剂的环保泡沫灭火剂。实验结果表明,该泡沫灭火剂为均一、稳定的溶液,凝固点为-10.5℃,pH值为8.2,发泡倍数为7.2,25%析液时间为4.0 min,表面张力为22.4 mN/m,铺展系数为正值。泡沫混合液的BOD_(5)/COD数值为0.37,具有良好的生物降解性和环境友好性以及优异的灭火能力,能成功快速扑灭55B和144B非水溶性易燃液体油盘火,灭火性能满足国家标准(IIA级别)。本研究可为高效环保泡沫灭火剂的研发奠定理论基础并提供实验依据。

用于液体火灾的环保泡沫灭火剂研究现状

传统水成膜泡沫灭火剂(AFFF)具有良好的灭火性能,是目前扑灭液体火灾最好的灭火剂,但是其组成成分涉及全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)等难分解的物质,严重危害环境。随着各国环保政策法规的日益完善,未来PFOS被全面取代是大势所趋。近年来国内外很多研究者也在积极研发环保泡沫灭火剂,目前研发趋势主要包含两个方向:一个是研发含氟的环保泡沫灭火剂,用短链氟碳表面活性剂来替代长链氟碳表面活性剂,在满足灭火需求的同时减小对环境的危害,虽然环境问题暂时得到解决,但其使用周期较短,且从长远来看是否对环境友好还缺乏直接的证据;另外一个是研发无氟的环保泡沫灭火剂,主要是利用碳氢表面活性剂和其他表面活性剂进行复配,其中使用最多的是有机硅表面活性剂。本文归纳了近年来用于液体火灾的环保泡沫灭火剂的研究进展,分别对含氟和无氟泡沫灭火剂展开介绍,概括了各种环保泡沫灭火剂的研究现状及面临的问题,并对其发展前景进行了合理的分析讨论,以期为制备出效果更好、性能更优、对环境无危害的环保泡沫灭火剂提供参考。