2實驗結果與討論

2.1 YM-316的表(biao)面(mian)性能

 測得YM-316的表面張力(li)隨(sui)濃度對數的變化曲線(xian)，如圖(tu)1所示。

由(you)圖1可知(zhi)，隨(sui)著表(biao)面(mian)(mian)活性劑濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，溶液的(de)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)顯著降(jiang)低，當濃(nong)(nong)度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到一定值(zhi)時，表(biao)面(mian)(mian)張力(li)下降(jiang)到較低值(zhi)，當濃(nong)(nong)度(du)(du)繼續(xu)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)時表(biao)面(mian)(mian)張力(li)變(bian)化逐(zhu)漸(jian)趨于平緩。YM-316氟(fu)碳表(biao)面(mian)(mian)活性劑水溶液的(de)臨界膠束(shu)濃(nong)(nong)度(du)(du)為2.5×10-4mol/L，臨界表(biao)面(mian)(mian)張力(li)為15.3 mN/m。

圖1 YM-316的表(biao)面張力——濃度對數曲線(25℃)

2.2 YM-316與碳氫表面(mian)活性劑的配伍性能

將(jiang)不同濃度(du)的(de)(de)YM-316分(fen)別(bie)與(yu)質量濃度(du)為4.0 g/L的(de)(de)陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)，如(ru)(ru)十六烷(wan)基(ji)(ji)三甲基(ji)(ji)溴(xiu)化銨(CTAB)，陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)，如(ru)(ru)十二烷(wan)基(ji)(ji)硫(liu)(liu)酸鈉(K12)、十二烷(wan)基(ji)(ji)聚氧乙(yi)烯(xi)醚硫(liu)(liu)酸鈉(AES)、十二烷(wan)基(ji)(ji)苯磺酸納(SDBS)，兩性碳氫表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)，如(ru)(ru)十二烷(wan)基(ji)(ji)甜菜(cai)堿(BS-12)、椰油酰(xian)丙(bing)基(ji)(ji)甜菜(cai)堿(CAB)、十二烷(wan)基(ji)(ji)氧化胺(OB-2)及非離(li)(li)(li)子(zi)(zi)APG復(fu)(fu)配后(hou)，測定復(fu)(fu)配溶液的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力，結果見表(biao)(biao)(biao)1。由表(biao)(biao)(biao)1可(ke)見，YM-316與(yu)陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)或(huo)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)碳氫表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)復(fu)(fu)配后(hou)體系的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力降(jiang)低(di)不明顯，而YM-316與(yu)非離(li)(li)(li)子(zi)(zi)或(huo)兩性碳氫表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)(huo)性劑(ji)復(fu)(fu)配后(hou)體系的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力降(jiang)低(di)顯著，特別(bie)是與(yu)CAB或(huo)APG0810復(fu)(fu)配后(hou)其(qi)體系的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力可(ke)降(jiang)至14.9 mN/m和15.2 mN/m。

2.3 YM-316及其(qi)復配體系的發泡(pao)穩泡(pao)性能

測(ce)試YM-316和其復配體系的泡沫(mo)性能(neng)，實(shi)驗結果見表2。

表(biao)(biao)1 YM-316氟碳表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑與碳氫(qing)表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)(xing)劑復配體系的表(biao)(biao)面張力

表(biao)(biao)2 YM-316表(biao)(biao)面活性劑溶(rong)液及(ji)其復(fu)配(pei)體系(xi)的起(qi)泡性能

由表2可知，YM-316在質(zhi)量分(fen)數(shu)(shu)較低(di)時(shi)起(qi)泡(pao)(pao)(pao)能(neng)(neng)力(li)較低(di)，25%析(xi)液(ye)(ye)時(shi)間(jian)較長，隨著質(zhi)量分(fen)數(shu)(shu)的(de)(de)升高(gao)，起(qi)泡(pao)(pao)(pao)高(gao)度呈現上(shang)升趨(qu)勢(shi)，25%析(xi)液(ye)(ye)時(shi)間(jian)呈縮(suo)短趨(qu)勢(shi)。鑒于YM-316質(zhi)量分(fen)數(shu)(shu)在0.25%~0.35%內，兼(jian)具較好(hao)的(de)(de)發泡(pao)(pao)(pao)性能(neng)(neng)和(he)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)穩(wen)定性，本實(shi)驗選擇質(zhi)量分(fen)數(shu)(shu)為(wei)0.25%、0.30%和(he)0.35%的(de)(de)YM-316溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)，分(fen)別(bie)與APEC-10Na和(he)APG0810進(jin)行(xing)復配(pei)(pei)，研究復配(pei)(pei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)性能(neng)(neng)。由表2可以看出，APEC-10Na和(he)APG0810的(de)(de)引(yin)入(ru)，有(you)助于提高(gao)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)發泡(pao)(pao)(pao)能(neng)(neng)力(li)。當APEC-10Na和(he)APG0810質(zhi)量分(fen)數(shu)(shu)在0.2%~0.5%時(shi)，與YM-316復配(pei)(pei)效果最(zui)(zui)好(hao)，其中0.3%YM-316溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)與0.3%~0.5%APEC-10Na或(huo)APG0810復配(pei)(pei)后(hou)，溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)起(qi)泡(pao)(pao)(pao)效果和(he)析(xi)液(ye)(ye)時(shi)間(jian)均較佳(jia)。綜(zong)合(he)起(qi)泡(pao)(pao)(pao)能(neng)(neng)力(li)和(he)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)穩(wen)定性兩方面性能(neng)(neng)，0.3%YM-316與0.7%的(de)(de)APEC-10Na和(he)APG0810（APEC-10Na∶APG0810=1∶3）混合(he)物(wu)組(zu)成(cheng)的(de)(de)復配(pei)(pei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)具有(you)最(zui)(zui)優泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)性能(neng)(neng)，其起(qi)泡(pao)(pao)(pao)高(gao)度最(zui)(zui)高(gao)達298mm，同時(shi)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)的(de)(de)25%析(xi)液(ye)(ye)時(shi)間(jian)可達到397s。

2.4 YM-316及其復配體系的(de)鋪展(zhan)性(xing)能

測試YM-316溶液及其復(fu)配體系分別(bie)在環己(ji)烷中的鋪(pu)展性能，實(shi)驗結(jie)果如(ru)表3所示(shi)。

表(biao)3 YM-316表(biao)面活性(xing)劑(ji)溶液(ye)及(ji)其復配體系的鋪(pu)展性(xing)能(neng)

由表(biao)(biao)3可見(jian)，單一(yi)的(de)(de)YM-316溶液即可滿鋪(pu)在(zai)(zai)(zai)環己烷(wan)表(biao)(biao)面(mian)，表(biao)(biao)現出(chu)較強的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)性(xing)能(neng)(neng)。其中(zhong)(zhong)，最低(di)鋪(pu)展(zhan)(zhan)質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)為0.05%，此(ci)時(shi)鋪(pu)展(zhan)(zhan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)為301.3s。隨(sui)著YM-316質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)不斷增大(da)(da)，鋪(pu)展(zhan)(zhan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)不斷減小，當(dang)YM-316質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)達到(dao)1.0%時(shi)，鋪(pu)展(zhan)(zhan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)降(jiang)低(di)至5.8s。另外(wai)，在(zai)(zai)(zai)YM-316分別與APG0810和(he)APEC-10Na的(de)(de)二元復配體系(xi)(xi)(xi)中(zhong)(zhong)，當(dang)YM-316的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)為0.25%、0.30%和(he)0.35%時(shi)，在(zai)(zai)(zai)質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)為0.055%~1.0%的(de)(de)范圍(wei)內，隨(sui)著APG0810或APEC-10Na濃度的(de)(de)增加，其體系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)逐(zhu)(zhu)漸(jian)(jian)縮(suo)短，這種趨勢在(zai)(zai)(zai)低(di)濃度區域(yu)較高濃度區域(yu)要(yao)大(da)(da)；而在(zai)(zai)(zai)APG0810或APEC-10Na相同濃度下(xia)，隨(sui)YM-316質(zhi)(zhi)(zhi)量分數(shu)增加其體系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)也逐(zhu)(zhu)漸(jian)(jian)縮(suo)短。這些均表(biao)(biao)明(ming)YM-316與APG0810或APEC-10Na對環己烷(wan)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)作(zuo)用有良(liang)好(hao)相互(hu)促進效果，YM-316與APG0810和(he)APEC-10Na組成的(de)(de)三元復配體系(xi)(xi)(xi)也是如(ru)此(ci)，且三元體系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)性(xing)能(neng)(neng)比二元體系(xi)(xi)(xi)更好(hao)。氟表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)的(de)(de)成本(ben)常常占到(dao)水成膜泡(pao)沫滅火劑(ji)成本(ben)的(de)(de)80%，APG0810和(he)APEC-10Na作(zuo)為一(yi)種良(liang)好(hao)的(de)(de)鋪(pu)展(zhan)(zhan)助劑(ji)，添加到(dao)含YM-316的(de)(de)滅火劑(ji)中(zhong)(zhong)，可在(zai)(zai)(zai)保持溶液原有鋪(pu)展(zhan)(zhan)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)情況下(xia)，大(da)(da)幅(fu)降(jiang)低(di)YM-316的(de)(de)用量，從(cong)而大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低(di)水成膜泡(pao)沫滅火劑(ji)的(de)(de)成本(ben)。

2.5滅火(huo)性能的結果與分析

水(shui)(shui)成(cheng)膜(mo)泡(pao)沫(mo)滅(mie)火(huo)劑(ji)(ji)主要有成(cheng)膜(mo)劑(ji)(ji)、發泡(pao)劑(ji)(ji)、勻泡(pao)劑(ji)(ji)、保(bao)水(shui)(shui)劑(ji)(ji)、助溶劑(ji)(ji)等組(zu)成(cheng)，在水(shui)(shui)成(cheng)膜(mo)泡(pao)沫(mo)滅(mie)火(huo)劑(ji)(ji)的基礎配方中，加入不(bu)同量(liang)的氨基酸型氟碳表面活性(xing)劑(ji)(ji)，配制新型水(shui)(shui)成(cheng)膜(mo)泡(pao)沫(mo)滅(mie)火(huo)劑(ji)(ji)，在實驗室測(ce)定(ding)其(qi)滅(mie)火(huo)時(shi)間和抗燒時(shi)間，結果見表4。

表(biao)4表(biao)面活性(xing)劑(ji)(ji)含量對滅(mie)火(huo)劑(ji)(ji)性(xing)能的影響

由表(biao)4可知(zhi)加(jia)(jia)入YM-316、APG0810和APEC-10Na的(de)復配(pei)體(ti)(ti)系能明(ming)顯增(zeng)加(jia)(jia)發泡(pao)(pao)倍(bei)數，但隨體(ti)(ti)系中表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑含量的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，水成(cheng)膜(mo)泡(pao)(pao)沫(mo)滅火(huo)劑的(de)發泡(pao)(pao)倍(bei)數增(zeng)幅越來越微小，到1.25g/kg后(hou)基(ji)本不(bu)變；抗燒時間(jian)(jian)最長至(zhi)6.53 min；滅火(huo)時間(jian)(jian)先縮短后(hou)增(zeng)加(jia)(jia)，最短滅火(huo)時間(jian)(jian)(15.1s)所對應的(de)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑的(de)濃(nong)度(du)是1.00 g/kg。這(zhe)再次表(biao)明(ming)YM-316氟碳表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑與碳氫表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑在發泡(pao)(pao)上有協同(tong)效應。另外，由于(yu)YM-316、APG0810和APEC-10Na三元(yuan)復配(pei)體(ti)(ti)系中陰陽(yang)離子之間(jian)(jian)的(de)強烈電吸引，大大促進了(le)表(biao)面(mian)吸附和膠團的(de)形成(cheng)，增(zeng)加(jia)(jia)了(le)表(biao)面(mian)膜(mo)的(de)機械強度(du)，使(shi)泡(pao)(pao)沫(mo)受外力作用時不(bu)易破裂，泡(pao)(pao)沫(mo)內液(ye)體(ti)(ti)流失速度(du)變慢，氣體(ti)(ti)通透(tou)性(xing)(xing)降低，延長了(le)泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)壽命，提高了(le)泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)，從而(er)增(zeng)加(jia)(jia)了(le)泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)抗燒性(xing)(xing)能。

3結論與展望

研究表(biao)明(ming)，APG0810和(he)APEC-10Na對YM-316溶液的(de)起泡(pao)(pao)能力(li)和(he)泡(pao)(pao)沫(mo)的(de)穩定(ding)均有(you)顯(xian)著(zhu)改善作用；YM-316、APG 0810和(he)APEC-10Na的(de)三元復配體系(xi)兼具良(liang)(liang)好的(de)泡(pao)(pao)沫(mo)性(xing)能與鋪展性(xing)能。滅(mie)火(huo)(huo)時(shi)(shi)間降低至(zhi)(zhi)15.1s，抗燒時(shi)(shi)間延(yan)長至(zhi)(zhi)6.53 min。該復配體系(xi)起泡(pao)(pao)能力(li)高，泡(pao)(pao)沫(mo)穩定(ding)且半衰期長，鋪展迅(xun)速，可作為(wei)一(yi)(yi)種(zhong)性(xing)能優良(liang)(liang)的(de)水(shui)成膜泡(pao)(pao)沫(mo)滅(mie)火(huo)(huo)劑的(de)核心組分。雖然YM-316有(you)很多優異復配特性(xing)，但作為(wei)AFFF類(lei)滅(mie)火(huo)(huo)劑也(ye)存在某些不足，因此，YM-316及其復配的(de)安(an)全性(xing)值得進一(yi)(yi)步探明(ming)。

水成膜泡沫滅火劑之氟碳表面活性劑YM-316復配性能及表面張力測定（上）

水成膜泡沫滅火劑之氟碳表面活性劑YM-316復配性能及表面張力測定（下）