2 納米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析

　　納米冷氣溶膠防火防爆劑是由納米微粒組成的防火防爆劑，以惰性氣體為動力，使其噴出后可以形成氣溶膠。分析此氣溶膠的效能，先從冷氣溶膠的作用與地位談起。?

　　2.1 冷氣溶膠的作用與地位?

　　哈龍系列滅火劑由于破壞大氣臭氧層將于2005年從我國退出歷史舞臺，近幾年哈龍滅火劑替代品的研制如火如茶，在諸多類型的替代品中，冷氣溶膠滅火劑以卓越的性能，低廉的價格而倍受關注。冷氣溶膠滅火劑是由滅火劑干粉溶解成的水溶液，通過噴物干燥使其產(chǎn)生3μm左右的超細粉末，再輔以分散劑、防潮劑、防靜電劑和流動劑等添加劑均勻混合而成。罐裝密封貯存。使用時以加壓氣體為動力，外噴形成氣溶膠全淹沒火焰而快速滅火。它克服了熱氣溶膠滅火劑燃燒時火焰外噴和產(chǎn)生有毒氣體的缺點，對環(huán)境無不良影響。眾所周知，同一類型的干粉滅火劑，滅火效能與顆粒是普通干粉滅火顆粒的幾十分之一，其單位質量滅火效能是普通干粉的6～10倍、是哈龍滅火劑的4～6倍，滅火效能超過熱氣溶膠。?

　　2.2 納米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析?

　　納米冷氣溶膠的顆粒比上述冷氣溶膠的顆粒更小，在納米級粒徑范圍內，微粒出現(xiàn)一些特殊性：如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、久保理論。我們從下面幾個方面進行闡述。?

　?。?）納米冷氣溶膠穩(wěn)定性好。氣溶膠穩(wěn)定性與膠體粒子的粒徑有關，斯托克斯通過實驗，發(fā)現(xiàn)球形粒子在靜止空氣中下落時，其下落速度很快會達到一個穩(wěn)定值，該值稱之為極限沉降速度。粒徑為100nm的氣溶膠膠體粒子極限沉降速度是7.3cm/d。納米顆粒粒徑小沉降慢，氣溶膠穩(wěn)定性好，作為防火防爆劑有效防護時間長，性能比微米顆粒更優(yōu)越。?

　　（2）納米顆粒吸附作用強。顆粒的吸附能力與比表面積有關，比表面積越大顆粒吸附能力越強。納米粒徑比微米粒徑小1000倍，吸附能力必然強。吸附分為物理吸附與化學吸附，物理吸附無選擇性，化學吸附有選擇性。從理論上講，可以制造出能選擇吸附自由基的納米顆粒，從而具有部分捕獲自由基的能力。?

　?。?）納米顆粒化學反應能力強。當粒子尺寸下降到納米數(shù)量級時，一個粒子包含十幾個或幾十個分子，破損鍵驟然增多，化學活性增強，這是小尺寸效應的表現(xiàn)之一。另外，對于納米顆粒，金屬費米能級附近的電子能級由準連續(xù)變得離散，能級間的距離隨顆粒尺寸的減小而增大，將會出現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，如比熱異常、光譜線紅移、催化活性與原子數(shù)目有奇妙的聯(lián)系等等，一定程度上表現(xiàn)出量子效應?？梢钥隙{米顆粒具有較強的化學反應活性，選擇不同的材料與晶態(tài)，一定可以達到捕獲自由基的目的。?

　　（4）納米顆粒滅火效能高。干粉顆粒與活性傳遞物碰撞，吸收其能量，使其失活，達到滅火的作用。?

　　研制成功的冷氣溶膠平均粒徑為3μm，其滅火效能已是哈龍滅火劑的4～6倍。若采用平均粒徑為100nm的冷氣溶膠，由理論計算可知其滅火效能是微米冷氣溶膠的30倍。?

　?。?）納米冷氣溶膠與熱氣溶膠、細水霧、CO2、滅火劑作防火防爆劑時的性能比較。現(xiàn)有的消防產(chǎn)品中，CO2滅火劑和近幾年開發(fā)的細水霧滅火劑可以作為防火防爆劑使用，然而它們的防火防爆性能各不相同。CO2不導電、無腐蝕，其防爆機理是降低氧含量。我們知道，H2、C2H2燃燒所需最低氧含量分別為5.9%和3.7%。CO2施放量大于所填充空間的3.6倍和5.7倍時，才能消除H2、C2H2燃燒爆炸的危險，這樣做既不經(jīng)濟，人又不能方便地進入此區(qū)域，不利于工作。細水霧雖然成本低廉，但絕緣性差，有效作用時間短，使用場所受到限制。熱氣溶膠產(chǎn)生時外噴火焰，會引起可燃氣體的爆炸，不能作為防火防爆劑使用。而納米冷氣溶膠無上述滅火劑的弱點，防火防爆性能優(yōu)越。?

　?。?）氣溶膠的消除。盡管納米氣溶膠無毒、對環(huán)境無污染，但當人未加保護進入這一場所時，粉塵顆粒將被吸入肺部，對人體不利。氣溶膠可以通過鼓風或噴灑細水霧來消除，或進入氣溶膠場所的人員佩戴上濕口罩防護即可基本消除氣溶膠的影響。