2.2.4滅火及抗燒性分析

X-4#樣品泡沫具有高泡沫穩定性，在以下研究中，著重研究X-4#與X-0#、3%AFFF相比的滅火及抗燒性能，測得的滅火時間及100%抗燒時間見表6。根據GB 15308—2006規定，滅火時間小於180 s，抗燒時間高於600s的泡沫被認為具有成為消防泡沫滅火劑的潛力，X-4#樣品滅火時間88s、抗燒時間954 s，抗燒時間優於3%AFFF，滅火時間比3%AFFF略高，但滿足消防用泡沫滅火劑性能要求，具有良好的消防滅火應用潛力。

表6滅火及抗燒試驗結果單位：s

X-4#樣品滅火實驗中火焰和泡沫相互作用過程可分為預燃階段、泡沫擴散階段和火焰熄滅階段，如圖5所示。首先進行55 s的預燃燒，待火焰達到穩定狀態時通入泡沫，隨著通入泡沫量的增加，整個液體燃料表麵被泡沫覆蓋，此時火焰脈動頻率增加，火焰高度幾乎不變，並隨著泡沫厚度增加X-4#樣品所抑製的火焰在95 s進一步受到控製，直至在143 s時撲滅。

圖5 X-4#樣品滅火過程

圖6 X-4#樣品100%抗燒過程

X-4#樣品100%抗燒實驗中火焰和泡沫相互作用過程如圖6所示。2組樣品的100%抗燒試驗過程大致也可劃分成3個階段：局部複燃階段、泡沫層在覆蓋階段以及完全複燃階段。局部複燃階段是由於火焰對泡沫的熱輻射導致上層泡沫快速破裂，泡沫的封閉能力下降，燃料蒸汽從邊界溢出，被抗燒罐中的火焰再次點燃，從而出現局部複燃現象，X-4#樣品在58 s出現此現象。而由於此泡沫的自封閉能力，泡沫層能夠及時重新覆蓋住蒸汽溢出的燃料表麵，在X-4#樣品的抗燒試驗中，在270 s時燃燒再一次被抑製。隨著抗燒實驗的進一步進行，泡沫層大量泡沫破裂，當泡沫少到不足以重新覆蓋時，在油池表麵開始出現持續的火焰，在最終擴散至整個燃料液麵，從而導致油池100%複燃。

實驗所設計X-4#樣品的滅火機理主要通過泡沫層的積累，泡沫逐漸覆蓋整個油麵，形成有效的覆蓋層，進一步降低了燃燒麵積和火焰溫度。在滅火的過程中，泡沫覆蓋層可以有效地終止燃燒，防止再燃的發生，直至整個油麵燃燒被進一步削弱和熄滅。本文中的配方主要通過在燃燒液體表麵的覆蓋和冷卻，從而減少燃料蒸汽的蒸發並隔離燃燒所產生的熱輻射，從而達到有效滅火。而X-4#樣品難以快速形成水膜，延長了泡沫在汽油表麵的鋪展速度，導致滅火時間長於3%AFFF。但X-4#樣品的滅火時間優於X-0#樣品，表明XG的加入提高了泡沫的熱穩定性，但其高粘度影響了泡沫在油麵的鋪展速度［12］，X-0#樣品的泡沫熱穩定性差，在滅火過程中大量的泡沫破裂不利於形成能有效終止燃燒的泡沫覆蓋層，導致滅火時間大於X-4#樣品。

2.3 XG對泡沫溶液泡沫穩定性的影響機理

XG相對分子質量超過100萬，且在溶液中高度糾纏［13］。XG在溶液中的分子間相互作用或纏結增加了有效大分子尺寸和分子量［14］。XG穩定泡沫歸因於粘度的有效改善，SDS、CAB、無患子皂苷泡沫溶液的粘度隨XG的加入而上升，並且從泡沫的排水和粗化得出，質量分數0.3%XG引起泡沫溶液粘度的上升，有效地提高了泡沫的穩定性。XG穩定SDS、CAB、無患子皂苷泡沫的機理主要由XG和表麵活性劑之間的分子相互作用以及溶液中XG分子的強烈纏結引起，如圖7所示。XG的分子間相互作用，以及分子間強烈而複雜的分子相互作用通常會減緩SDS、CAB、無患子皂苷的泡沫排水和粗化。

圖7 XG對泡沫溶液泡沫穩定性的影響機理

3結論

本文通過複配的無氟泡沫滅火劑，探討XG增強複配體係泡沫性能的規律。泡沫溶液的發泡、粘度、泡沫排水、粗化、滅火、抗燒受到顯著影響。主要結論如下：

1）SDS、CAB和無患子皂苷分別以質量分數5%、5%和15%複配後，在發泡性能方麵具有協同作用，發泡高度達到221 mm，優於市售AFFF（211 mm）。複配體係的發泡性能隨XG濃度的增加而下降。複配體係的粘度隨XG濃度的增加而上升。

2）泡沫的析液和粗化測試結果表明XG分子之間的相互作用增強了泡沫的穩定性。

3）0.25 m2油盤火測試結果證實所研製的複配的泡沫溶液在加入質量分數0.3%XG後顯著提高了無氟泡沫滅火劑的滅火性能及抗燒性能。但在麵對大麵積油火撲滅時，因為泡沫溶液高粘度，無法迅速在油麵鋪展，影響滅火效果。如何提高泡沫穩定性的同時，降低泡沫溶液的粘度，需要進一步研究。