水系灭火剂的研究与发展

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1、/卷第2期'1997年4月Vol.7No.2Apr.1997水系灭火剂的研究与发展.手增华“周世宁…（中国矿业【摘【关■词】综述了国內外水系X火剂的研究现状•并讨论了水系灭火列研究绅发展方向，水系X火別水雾本如拗火灾是人类的大敌。无论地面火灾还是井下火灾不仅造成了大:ft的人员伤亡•还造成了财产和自然资源的重大损失。据劳动部统计.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■伤4277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

2、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•广泛用于扑灭建筑、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•不但

3、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•在煤体中形成更加连贯的孔隙•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

4、粘附性•提高水的利用率，加快灭火速度。1・1水1P灭火剂⑵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＜煤貴科学基全资助项目併师教授童•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oCoppalleu-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

5、水幕防红外辐射能力的彩响。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（如水溶性高聚物儿（1）在水中加入吸水性颗粒添加剂。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。当喷洒到锄体表面后，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•增强灭火致果•减少水的流失董。中川清一、伏见诚一（日本专利JP62/44271J

6、P01/94872）使用IM-300和IM-1000（一种丙稀酸与淀粉共聚物颗粒）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70〜150微米，吸水率70〜200倍，耐热温度150〜200*€9他指岀•由于大部分水被聚合物颗粒吸收•可有效

7、地防止水的流失对财产和环境的二次破坏。VonBluecher（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•加入水中后吸水溶胀,但不溶于水。在水中按0・4坏加入该添加剂•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lOOmPa・S•灭火时间和灭火用水量可减少30〜35%,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，彩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或磷酸二披作隔离剂。隔离剂在吸水性颗粒之间形成屏障。

8、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）在水中加入表面活性剂可降低水的表面张力,提高水在憎水性物体（如塑料）表面的粘附性•从而提高灭火效果。Takahashi®利用普通水（PlainWater）和湿润性水（WetWater）对10种普通塑料和