关键词:水成膜泡沫灭火剂;灭火性能;表面活性剂

水成膜泡沫(AFFF)灭火剂是以碳氢表面活性剂(C-H)与碳氟表面活性剂(C-F)为基料，并能够在某些烃类液体表面形成一层水膜的泡沫灭火剂。而抗溶水成膜泡沫灭火剂是AFFF灭火剂中的一种，适应于扑灭水容性液体燃料火灾。[1]AFFF灭火剂广泛适用于油田，炼油厂，油库，船舶，码头，飞机场，机库等地。它最早是美国海军研究所Ture等人在1964年研制成功并在美国海军应用。我国从上世纪八十年代开始研究AFFF灭火剂，虽然国内有很多厂家能够生产AFFF灭火剂，但与国外产品比较起来，其性能还存在一定差距。 

一、AFFF灭火剂主要性能指标对灭火性能的影响

1.1灭火剂的稳定性

AFFF灭火剂性能稳定是能够灭火的前提条件，一般AFFF灭火剂保质期为8年，但我国生产的灭火剂有些性能不稳定，有的甚至半年后就不再灭火，究其原因，其一涉及到灭火剂防腐体系的建立，灭火剂原料中有些表面活性剂本身具有杀菌防腐功能，但一个好的防腐体系实际是由若干种防腐剂和助剂按一定比例构建而成，一种万能的防腐剂是不存在的.影响防腐体系的因素有:防腐剂的防腐效率、使用对象的状态、化学组成、防腐对象的PH值等.其二涉及到AFFF灭火剂配方中表面活性剂的复配，众所周知，阴/阳离子表面活性剂复配能够产生协同效应，但阴/阳离子表面活性剂复极易产生“絮凝效应”而产生沉淀，使灭火剂失效。产生沉淀的影响因素有:配方体系中表面活性剂的种类，高分子化合物，溶剂及PH值等。

1.2灭火剂的成膜性

所谓成膜也就是灭火剂水溶液能够在燃料表面铺展开形成一层水膜，抗溶性灭火剂形成一层胶膜，覆盖在燃料上。这样能使燃烧的燃料由于隔绝空气失氧而熄灭。这层液膜不仅抑制了液体燃料的蒸发，而且保护了液膜上的泡沫不会因为过早与燃料接触而破裂，二者之间的关系是相辅相成的。要使水溶液在油面上铺展成膜，必须满足以下条件:S=Ra-Rb-Rc>0S:扩散系数;Ra燃料表面张力;Rb泡沫溶液表面张力;Rc:泡沫溶液与燃料之间界面张力。Ra在一定温度下是一定值，灭火剂配方中由于C-F的存在使Rb值减小，由于C-H的存在使Rc值减小。以上原因才能使S>0。仅仅使S>0还不能提高灭火效率，泡沫溶液在燃料表面铺展速度与铺展量才是主要因素，泡沫溶液在燃料表面铺展速度越快，铺展量越多，灭火效率越高。 

1.3灭火剂的发泡倍数和泡沫溶液的稳定性

泡沫是气体分散于液体中的多相分散体系，气体是分散相(不连续相)，液体是分散介质(连续相)。制备泡沫的过程中，液体中的气泡在密度差的作用下易在液面上形成以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物——泡沫。[2]因此泡沫的发泡性和稳定性是在实际应用中最重要的两个性质。泡沫的稳定性是泡沫的主要性能，好的发泡性是研究泡沫稳定性的前提。泡沫破坏的过程主要是隔开气体的液膜由厚变薄，直至破裂的过程，因此，泡沫的稳定性主要决定于排液快慢和液膜的强度。高分子表面活性剂，如烷基甲酰胺纤维素的衍生物，乙基(羟乙基)纤维素，黄原胶，聚合物非离子表面活性剂和离子表面活性剂的复配可以增加表面膜的黏弹性，减慢排液速度，从而大大增加泡沫的稳定性。[3]当然影响泡沫稳定性的因素还有很多，如环境温度，无机盐，溶液的PH值等因素的影响，因为发泡剂是形成泡沫的必要组成部分，因此选择抗盐性好，性质稳定的发泡剂是关键。

二、新产品开发过程中影响灭火剂灭火性能的因素

2.1人为因素

在灭火剂配方体系中起主要作用的C-F价格昂贵，能够应用在AFFF灭火剂中C-F的生产厂家较少，生产商涉及到技术机密，产品出厂时只提供基本技术参数，研发人员因不知道C-F结构，以至于很难寻找出与之复配的CH。因为试验量较大及所需资金量大，只能选择该行业中常用的C-F，无法进一步提高其灭火性能。在AFFF灭火剂中，C-F是重要的组成部分，它决定着AFFF灭火剂的性能和成本(C-F占AFFF灭火剂总成本的80~85%以上)。虽然掌握AFFF灭火剂配方的单位较多，但基本不掌握核心技术——即C-F的生产技术，因此国内所需C-F大多是从美国3M公司进口。现今美国3M公司由于特殊原因已停止C-F的生产，以致使国内许多灭火剂生产厂家陷入困境。

另外，研发人员的知识水平有限，一个配方的研制成功，需要研发人员具备有机合成专业知识，表面活性剂物理化学知识，以及专业的试验技巧知识等;研发人员在做配方小试时，因各单位的情况不同，所用原材料性质稳定不同，所用小试模型及试验标准不同，造成了对灭火性能参考值设定不同，影响了进一步中试所需的数据的可靠性;生产商当地水质不好，水中无机盐含量较高，或者当地水处理技术落后;产品开发过程中灭火试验用油量较大，一般单位承担不起高额的费用，只能做小规模试验，但往往在小规模试验中能够灭火的样品，在放大灭火时效果较差，这样反倒造成燃料的浪费。

2.2自然因素

在产品开发中灭火试验所需燃料质量的差异，各地油的表面张力不同，一般在20~24mN/m。东三省已经采用乙醇汽油，普通型AFFF灭火剂无法扑灭该类油火，只能用抗溶AFFF灭火剂，这对试验造成一定影响。其次，在灭火试验时外界环境也有很大影响，大型灭火试验只能在室外，室外风力及温度等条件对灭火性能影响较大，夏季汽油挥发较快，温度高，泡沫溶液覆盖困难，灭火较冬季困难。

综上所述，影响我国AFFF灭火剂灭火性能因素是多方面的，提高我国AFFF灭火剂灭火性能，能够缓解日益紧缺的水资源，特别对西部地区严重缺水状况的缓解具有战略意义。为此对发展我国AFFF灭火剂，提出了初步建议:

2.2.1提高从业人员特别是研发人员的自身知识水平，向表面活性剂研究人员，胶体化学研究人员，胶体与界面专业研究人员学习，提高综合理论与应用水平。

2.2.2向相关行业如日化行业、三次采油等行业专业人士借鉴学习，寻找行业中的交叉点，从而提高AFFF灭火剂灭火性能指标。

2.2.3开发多用途多功能AFFF灭火剂，如开发既可以用海水，又可以用淡水的多功能灭火剂，节约淡水资源。

2.2.4加强C-F生产厂家与AFFF灭火剂生产厂家的联合，开发出更多能够应用在AFFF灭火剂中的C-F，为配方研发人员提供更多的选择机会。

同时，也需要同行的科技工作者对本行业的热爱及不懈追求!

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