工作原理:
化学反应产生泡沫:泡沫灭火器主要基于化学反应产生灭火泡沫。其内部通常装有两种不同的化学药剂,一种是酸性溶液,如硫酸铝溶液;另一种是碱性溶液,如碳酸氢钠溶液。当泡沫灭火器被倒置或按下压把时,两种溶液在容器内混合,发生化学反应。以硫酸铝和碳酸氢钠的反应为例,化学方程式为:Al₂(SO₄)₃ + 6NaHCO₃ = 2Al (OH)₃↓ + 3Na₂SO₄ + 6CO₂↑。这个反应会迅速产生大量的二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀。二氧化碳气体以微小气泡的形式分散在氢氧化铝胶体溶液中,形成丰富的泡沫。
泡沫覆盖灭火:产生的泡沫从灭火器中喷出后,会覆盖在燃烧物表面。泡沫层具有多重灭火作用。首先,泡沫中的水分能够吸收燃烧产生的热量,降低燃烧物表面的温度,使温度降至可燃物的燃点以下,从而阻止燃烧的继续进行。其次,泡沫层起到隔离空气的作用。由于泡沫是一种较为致密的物质,它能够在燃烧物表面形成一层隔绝层,阻止空气中的氧气与燃烧物接触。燃烧需要氧气的参与,切断氧气供应后,燃烧就会因缺氧而熄灭。例如,在扑灭汽油火灾时,泡沫灭火器喷出的泡沫能够迅速覆盖在汽油表面,一方面降低汽油温度,另一方面隔绝氧气,从而快速有效地灭火。
内部成分及作用:
酸性溶液(以硫酸铝为例):硫酸铝在泡沫灭火器中主要作为反应物之一。当与碱性溶液(如碳酸氢钠溶液)混合时,硫酸铝中的铝离子(Al³⁺)会与碳酸氢钠中的碳酸氢根离子(HCO₃⁻)发生双水解反应。铝离子水解产生氢氧化铝胶体,同时碳酸氢根离子水解产生二氧化碳气体。氢氧化铝胶体具有一定的粘性和稳定性,能够包裹二氧化碳气体形成泡沫,并且在泡沫覆盖燃烧物表面时,起到稳定泡沫层、增强隔绝效果的作用。此外,硫酸铝溶液本身呈酸性,酸性环境有助于促进碳酸氢钠的水解反应,加快二氧化碳气体的产生速度,从而在短时间内生成大量泡沫用于灭火。
碱性溶液(以碳酸氢钠为例):碳酸氢钠是泡沫灭火器中的另一种关键反应物。在与硫酸铝混合后,碳酸氢钠中的碳酸氢根离子发生水解反应,产生二氧化碳气体。二氧化碳是灭火的重要因素之一,它比空气重,能够在燃烧物表面形成一层二氧化碳气层,进一步隔绝空气,阻止氧气与燃烧物接触。同时,碳酸氢钠水解产生的碱性环境,与硫酸铝水解产生的酸性环境相互促进,使整个化学反应能够快速、充分地进行,保证了泡沫的大量产生。而且,碳酸氢钠本身具有一定的吸热能力,在反应过程中吸收热量,有助于降低燃烧区域的温度。
添加剂(如稳定剂、增稠剂等):为了提高泡沫的稳定性、持久性和灭火效果,泡沫灭火器中还会添加一些添加剂。稳定剂的作用是防止泡沫在产生和喷射过程中过快破裂,延长泡沫的存在时间,使其能够更有效地覆盖燃烧物并持续发挥灭火作用。常见的稳定剂有蛋白质类、多糖类等物质,它们能够在泡沫表面形成一层保护膜,增强泡沫的稳定性。增稠剂则可以增加泡沫的粘度,使泡沫更加浓稠,不易流淌,从而更好地附着在燃烧物表面,提高灭火效率。例如,一些泡沫灭火器中添加了羧甲基纤维素钠作为增稠剂,它能够显著改善泡沫的附着性能,使泡沫在垂直表面或倾斜表面上也能保持较长时间的覆盖,提高了对不同场景火灾的灭火效果。此外,有些添加剂还具有抗复燃的作用,能够在灭火后在燃烧物表面形成一层具有一定阻燃性能的残留物,防止火灾复燃。





