高高原环境对氟碳表面活性剂理化性能影响研究

作     者：魏建龙 

作者单位：中国民用航空飞行学院 

学位级别：硕士

导师姓名：魏中许;李建华

授予年度：2018年

学科分类：03[法学] 0306[法学-公安学] 

主      题：高高原 氟碳表面活性剂 理化性能 灭火性能 

摘      要：水成膜泡沫灭火剂(AFFF)扑灭油火(B类火灾)具有十分明显的优势,是国际民航组织指定的用于扑灭飞机及航空燃油的主力灭火剂。根据前人的研究结果,高高原低压低氧环境会对AFFF的表面活性、发泡力、铺展及灭火等性能产生影响。鉴于AFFF的核心成分氟碳表面活性剂对其灭火性能具有决定性作用,为了开发适合高高原地区的泡沫灭火剂配方,本文研究了高高原环境对用于AFFF的几种典型氟碳表面活性理化及灭火性能的影响。以不同碳链长度(4-8)的阳离子型氟碳表面活性剂及其与碳氢表面活性剂的复配液为研究对象,分别在康定机场(4290m)、康定县城(2560m)和广汉实验室(520m)开展理化性能(表面性能、泡沫性能和铺展性能)测试实验。实验结果表明,随着海拔高度的增高(大气压强降低):(1)表(界)面张力变大,临界胶束浓度(cmc)变小;(2)发泡倍数变小,25%析液时间变长,1/2消泡时间变短;(3)铺展时间变长,铺展量和铺展系数变小。此外,研究结果表明本论文选用的氟碳表面活性剂FC-Br4(4碳链)和FC-6(6碳链)理化性能优异,大气压强变化对其影响较小,具有配制适用于高高原环境AFFF的潜力。为进一步验证实验结论,本文选用FC-Br4复配液、FC-6复配液以及市售灭火剂(AFFF1、AFFF2)分别在高高原地区和广汉实验室开展了小型灭火实验。根据实验结果:AFFF1和AFFF2在广汉扑灭航空煤油火的时间分别为78.3s和145.5s,而在康定机场则不能灭火;FC-Br4和FC-6复配液在广汉的灭火的时间分别为15.2s和8.1s,在康定机场分别为13.7s和7.3s,灭火时间缩短。因此,在高高原低压低氧环境下,为确保AFFF能够在油面形成水膜,其核心成分(氟碳表面活性剂及其复配液)应具备较高表面活性,致使铺展系数在降低30%基础上,仍能确保较高的铺展性能。此外,FC-6性能优异、灭火时间短,且受高高原环境影响较小,可用于开发适合高高原环境的AFFF配方。