к какой группе относится пенообразователь по 6тс
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ПО-6ТС
ТУ 2481-348-05744685-2009 сертифицирован
Назначение
Состав
Водный раствор углеводородных синтетических анионных ПАВ со стабилизирующими добавками.
Внешний вид
Однородная жидкость без осадка и расслоения.
Физико-химические свойства
Кратность пены низкой кратности из рабочего раствора смачивателя, не более:
— с объемной долей 2 %
— с объемной долей 1,5 %
Устойчивость пены, с, не менее:
— выделение из пены низкой кратности 50 % массы раствора (ГОСТ Р 50588 (пункт 5.3))
— выделение из пены низкой кратности 50 % массы раствора (ISO 7203, ч. 1 (приложение F))
— выделение из пены средней кратности 50 % массы раствора
— выделение из пены высокой кратности 50 % массы раствора
Время тушения н-гептана пеной средней кратности из рабочего раствора пенообразователя с объемной долей 6 % и 3 %, соответственно, с, не более:
— при интенсивности подачи (0,032 ± 0,002) дм 3 /(м 2 ·с) (стендовая методика) (ГОСТ Р 50588 (пункт 5.5))
— при интенсивности подачи (0,032 ± 0,002) дм 3 /(м 2 ·с) (ГОСТ Р 50588 (пункт 5.6))
Поверхностное натяжение рабочего раствора смачивателя на питьевой, жёсткой и морской воде, мН/м, не более:
— с объемной долей 2 % (для пенообразователей ПО-6ТС марок А, Б)
— с объемной долей 1,5 % (для пенообразователя ПО-6ТС (3 %))
Показатель смачивающей способности рабочего раствора, с, не более:
— с объемной долей 2 % на питьевой воде
— с объемной долей 2 % на морской и жесткой воде
— с объемной долей 1,5 % на питьевой воде
— с объемной долей 1,5 % на морской и жесткой воде
ПО-6ТС ИВАНОВСКИЙ ХИМЗАВОД, ПЕНOОБРАЗОВАТЕЛЬ ПO-6TC,+7 915-83-300-00
Пенообразователь ПО-6 ТС
Предлагаем Вашему вниманию
углеводородные Синтетические пенообразователи общего назначения по6тс
ПO-6TC марка А (ТУ 0258-147-05744685-98)
пенообразователь ПО-6 ТС марка А,
Плотность материала к 20°С кг/м3,
Показатель водородный (pH)
— разрушается 50% объема пены из ствола ГПС- 100 на объёме 200л
— выделяется из 50% объема жидкости, стендовым методом,
Смачиваемость со способность раствора объемной долей 2%, не больше, с,
ПО-6ТС м.А является малоопасным продуктом, с биоразлогаемостью превышающей болбше 90% в водном растворе.
Гарантированный срок хранения концентратапенообразователя по-6тс в заводской таре двенадцать месяцев. Срок эксплуатации до 10 лет.
Предлагаем Вашему вниманию
углеводородные Синтетические пенообразователи общего назначения по6тс
ПO-6TC марка Б (ТУ 0258-147-05744685-98)
пенообразователь ПО-6ТС марка Б
Плотность материала к 20°С кг/м3,
Показатель водородный (pH)
Среднекратная пена (на пожарном стволе типа ГПС) даёт кратность 6% рабочего раствора не меньше
разрушаемость 50% объемом пен на стволах тип ГПС- 100 в 200л резервуаре-бочке
выделяемость из пен 50% объемом жидкостей, полученных на стенде
Смачивающая способность растворов объемными долями 2%, не превышает, с,
ПО-6ТС м.Б является малоопасным продуктом, с биоразлогаемостью превышающей болбше 90% в водном растворе.
Гарантированный срок хранения концентратапенообразователя по-6тс в заводской таре двенадцать месяцев. Срок эксплуатации до 10 лет.
Предлагаем Вашему вниманию
углеводородные Синтетические пенообразователи общего назначения по6тс марка в
ПO-6TC марка В (ТУ 0258-147-05744685-98)
пенообразователь ПО-6ТС марка В
Плотность материала к 20°С кг/м3,
Показатель водородный (pH)
Среднекратная пена (на пожарном стволе типа ГПС) даёт кратность 6% рабочего раствора не меньше
— разрушаемость 50% объемом пен на стволах тип ГПС- 100 в 200л резервуаре
— выделяемость из пен 50% объемом жидкостей, полученных на стенде,
Смачиваемость с способностью растворов объемными долями 2%, не достигает, с
ПО-6ТС м.В является малоопасным продуктом, с биоразлогаемостью превышающей болбше 90% в водном растворе.
Гарантированный срок хранения концентратапенообразователя по-6тс в заводской таре двенадцать месяцев. Срок эксплуатации до 10 лет.
Предлагаем Вашему вниманию
углеводородные Синтетические пенообразователи общего назначения по6тс(3%)
ПO-6TC (3%) (ТУ 0258-147-05744685-98)
пенообразователь ПО-6ТС 3%
Плотность материала к 20°С кг/м3,
Показатель водородный (pH)
Среднекратная пена (на пожарном стволе типа ГПС) даёт кратность 6% рабочего раствора не меньше
— разрушаемость 50% объемом пен на стволах тип ГПС- 100 в 200л резервуаре
— выделяемость из пен 50% объемом жидкостей, полученных на стенде,
Смачивающая способность растворов объемными долями 2%, не превышает, с,
ПО-6ТС (3%) является малоопасным продуктом, с биоразлогаемостью превышающей болбше 90% в водном растворе.
Гарантированный срок хранения концентратапенообразователя по-6тс в заводской таре двенадцать месяцев. Срок эксплуатации до 10 лет.
Пенообразователь Свидетельство о типовом одобрении Российского Морского Регистра Судоходства.
ПО-6ТС-М купить. Осуществляем доставку пеннобразователя на склад покупателя.
Инстpукция Порядок применения пенообразователей для тушения пожаров
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ
Институт противопожарной обороны
ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ
Начальник ГУ ГПС МВД России
В инструкции представлены сведения о пенообразователях, применяемых на территории России в целях пожаротушения, их классификация, назначение и технические требования согласно действующим нормативным документам. Приведена информация о порядке применения, транспортирования и хранения, проверки качества, регенерации, утилизации и обезвреживания, стабилизации свойств пенообразователей и их растворов. Изложены основные требования безопасности и охраны окружающей среды.
Инструкция предназначена для сотрудников Государственной противопожарной службы, специализированных проектных организаций и других предприятий, занимающихся вопросами исследования и эксплуатации пенных средств тушения.
Инструкция подготовлена сотрудниками ВНИИПО МВД России (В.В. Пешков, С.Ю. Лебедев) и ГУ ГПС МВД России (В.П. Кузьмин).
С введением в действие настоящей инструкции утрачивает силу предыдущая («Порядок применения, транспортирования, хранения и проверки качества пенообразователей для тушения пожаров». – М.: ВНИИПО, 1989).
Данная инструкция разработана на основе результатов экспериментальных исследований и опыта применения пенных средств тушения подразделениями Государственной противопожарной службы (ГПС). В ней учтены требования и нормы следующих стандартов:
ГОСТ 4.99-83. СПКП. Пенообразователи для тушения пожаров. Номенклатура показателей;
ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний;
ИСО 7203, ч. 1 и 2. Огнетушащие средства. Пенообразователи.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Пенообразователи представляют собой водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и предназначены для получения пены или растворов смачивателей, используемых при тушении пожаров.
1.2. В настоящую инструкцию включены пенообразователи, выпускаемые промышленностью и рекомендованные для применения в подразделениях ГПС: ПО-6К (ТУ 38 607-22-31-91); ПО-ЗАИ (ТУ 38 109-86); ПО-ЗНП (ТУ 38-00-05807999-20-93); ПО-6НП (ТУ 38-00-05807999-95); ПО 6ТС (ТУ 0258-147-05744685-96); ТЭАС (ТУ 0258-002-01013393-96); САМПО (ТУ 38 10950-78); ФОРЭТОЛ (ТУ 6-02-2-780-86); «Универсальный» (ТУ 6-02-2-890-86); «Морской» (ЕЕ 13012565 ТУ 35-93).
1.3. Пенообразователи разделены на две классификационные группы в зависимости от применения: пенообразователи общего назначения и пенообразователи целевого назначения.
По способности разлагаться под действием микрофлоры водоемов и почв пенообразователи относят к биологически «мягким» или «жестким».
По химическому составу пенообразователи подразделяют на синтетические углеводородные и синтетически фторсодержащие.
Кроме синтетических пенообразователей в ряде стран применяются также пенообразователи на протеиновой основе, в том числе содержащие фторированные поверхностно-активные вещества.
1.4. Пенообразователи общего назначения
1.4.1. К этой группе пенообразователей относятся следующие: ПО-6К, ПО-ЗАИ, ПО-ЗНП, ТЭАС, ПО-6ТС. Они используются для получения огнетушащей пены и растворов смачивателей.
Данные пенообразователи получили наиболее широкое применение благодаря относительно низкой стоимости и доступности сырья, а также отработанной технологии их изготовления.
По огнетушащей эффективности они уступают пенообразователям целевого назначения.
Пенообразователи содержат следующие компоненты:
ПО-ЗАИ и ПО-ЗНП – вторичные алкилсульфаты с добавлением ингибитора коррозии;
ТЭАС и ПО-6ТС – триэтаноломиновые соли первичных алкилсульфатов.
1.4.2. Пенообразователи ПО-ЗАИ и ПО-ЗНП необходимо предварительно разбавить в 2 раза водой при использовании их в пенобаках пожарных машин.
* С 1998 г. применение ПО-6К для пожаротушения прекращается ввиду его несоответствия требованиям экологических параметров и нормам загрязнения окружающей среды.
1.4.3. В соответствии с действующей нормативно-технической документацией пенообразователи общего назначения по своим показателям должны отвечать нормам, указанным в табл. 1.
Пенообразователи общего назначения
Однородные жидкости от светло-желтого до темно-коричневого цвета без осадка и посторонних включений
Температура застывания, °С, не выше, минус
Водородный показатель ( рН)
Концентрация рабочего раствора, % (об.), не менее, для получения:
пены средней кратности* *
Устойчивость пены средней кратности, с, не менее:
разрушение 50% объема пены из ГПС-100 в 200 л емкости
разрушение 50% объема пены, полученной на стендовой установке
выделение из пены, полученной на стендовой установке, 50% объема жидкости
Показатель смачивающей способности, с, не более
Гарантийный срок хранения, мес.
1.5. Пенообразователи целевого назначения
1.5.1. К данной группе пенообразователей относятся САМПО, ПО-6НП, ФОРЭТОЛ, «Универсальный», «Морской».
Они используются для получения пены при тушении нефтепродуктов и горючих жидкостей различных классов, наиболее пожароопасных объектов, а также для применения с морской водой.
Все пенообразователи целевого назначения отличаются повышенной огнетушащей эффективностью, однако фторсодержащие пенообразователи дороже, чем углеводородные.
Пенообразователи содержат следующие компоненты:
САМПО и ПО-6НП – вторичные алкилсульфаты со стабилизирующими добавками;
«Морской» – смесь углеводородных ПАВ со стабилизирующими добавками;
ФОРЭТОЛ – смесь фторсодержащих и углеводородных ПАВ с добавками полимерных соединений;
«Универсальный» – смесь углеводородных и фторсодержащих ПАВ.
1.5.2. В соответствии с действующей нормативно-технической документацией пенообразователи целевого назначения по своим показателям должны отвечать нормам, приведенным в табл. 2.
Пенообразователи целевого назначения
Однородные жидкости без осадка и посторонних механических включений
Температура застывания, °С, не выше, минус
Водородный показатель ( рН)
Концентрация рабочего раствора *, % (об.), не менее
Устойчивость пены средней кратности, с, не менее:
разрушение 50% объема пены из ГПС-100 в 200 л емкости
разрушение 50% объема пены, полученной на стендовой установке
выделение из пены, полученной на стендовой установке, 50% объема жидкости
н-гептана (бензина А-76)
Гарантийный срок хранения, мес.
* Для всех пенообразователей (кроме «Морского») при жесткости питьевой воды не выше 10 мг-экв ×л-1
2. ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ
2.1. Пенообразователи общего назначения
2.1.1. Данные пенообразователи используются для получения пены различной кратности и растворов смачивателей при тушении горючих жидкостей, твердых сгораемых материалов, волокнистых и тлеющих веществ, для защиты строительных конструкций, технологических аппаратов и хранящихся материалов от воздействия тепловых потоков.
2.1.2. Пенообразователи общего назначения могут образовывать пену низкой (до 20), средней (20-200) и высокой (более 200) кратности.
2.1.3. Пенообразующие и огнетушащие свойства пенообразователей в значительной мере зависят от жесткости воды (наличия солей кальция и магния), используемой для получения рабочих растворов *. С увеличением жесткости воды снижаются пенообразующие и огнетушащие свойства пенообразователей. Для сохранения этих свойств необходимо увеличивать концентрацию рабочих растворов (при использовании морской воды увеличивается и интенсивность подачи пены) (табл. 3).
Концентрация рабочих растворов пенообразователей на воде различной жесткости
* Показатели жесткости воды по регионам страны определяются в органах Санэпиднадзора и Водоканал треста на местах.
2.1.4. Возможность использования оборотной воды предприятий для получения рабочих растворов пенообразователей необходимо определить заранее в каждом конкретном случае. Вода для приготовления раствора не должна содержать примесей нефти и нефтепродуктов.
2.1.5. Рабочие растворы пенообразователей предварительно готовят в предназначенной для этого емкости, например в цистерне пожарной автомашины, либо получают с помощью пеносмесителей и дозирующих устройств.
Для получения пены низкой кратности применяются стволы типа СВП [ 4], пенные оросители [ 5], а также стволы со сменными распылителями по ГОСТ Р 50588-93.
Схема установки для получения пены высокой кратности в лабораторных условиях представлена в ГОСТ Р 50588-93.
2.1.7. При использовании пенообразователей общего назначения основным средством тушения жидких нефтепродуктов является пена средней кратности (оптимальное значение 100±20). Пена низкой кратности менее эффективна, особенно при тушении пламени жидкостей с низкой температурой кипения.
Пену средней кратности можно использовать не только для поверхностного, но и для объемного тушения пожаров в подвалах, небольших по объему помещениях, на чердаках, подвижном транспорте (в т. ч. водном), в кабельных каналах и т. п. Для объемного тушения используется также пена высокой кратности. Низко кратная пена из пенообразователей этого класса используется при тушении пламени высококипящих жидких нефтепродуктов, твердых горючих материалов, а также для охлаждения горящего и соседнего с ним оборудования.
Огнетушащая способность низко кратных пен из пенообразователей общего назначения в значительной степени зависит от способа подачи пены и пенообразующих устройств, поэтому интенсивность ее подачи при тушении определяется в каждом конкретном случае.
2.2. Пенообразователи целевого назначения
2.2.1. Данные пенообразователи целесообразно использовать в соответствии с назначением, указанным в технических условиях. Это особенно актуально для пенообразователей, изготовленных на основе дорогостоящего фторированного сырья, а также пенообразователей иностранного производства.
2.2.3. Пенообразователь «Морской» предназначен для получения пены низкой, средней и высокой кратности на стандартном оборудовании с использованием морской и пресной воды. Он применяется для тушения пожаров классов А и В.
2.2.4. Фторсодержащие пенообразователи ФОРЭТОЛ и «Универсальный» образуют пену низкой и средней кратности. Используются при тушении всех классов органических жидкостей, кроме химически взаимодействующих с водой. ФОРЭТОЛ экономически целесообразно применять для тушения водорастворимых легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, например спиртов. Так, тушение этилового спирта пеной средней кратности достигается практически без разбавления (на 3 %).
Нормы подачи пены из фторсодержащих пенообразователей при тушении нефти и нефтепродуктов приведены в табл. 4.
Пенообразователи и поверхностно-активные вещества для тушения пожаров: классификация пенообразователей и пены
Специфика пен, используемых для тушения пожаров, заключается в первую очередь в способе их получения – образовании пены на сетках или тонких перфорированных листах. Формирование пенной структуры этим способом происходит за доли секунды, и здесь определяющими являются свойства смачивающих пленок на металлической поверхности и свободных пленок в процессе их быстрой деформации и контактного взаимодействия.
Состав пены для тушения пожаров
Важнейшим показателем, характерным для процесса образования противопожарной пены, является наличие предельного давления, под которым водный раствор подается в генератор пены. При достижении предельного давления раствора (как правило, это 5-6 атм.) происходит «срыв» процесса пенообразования и вместо пены из генератора раздельно выходят распыленный раствор и воздух. Существует критическая скорость формирования пены, превышение которой вызывает сбой процесса. Водный раствор пенообразователя должен содержать вещества, которые обеспечивают стабильность процесса пенообразования и устойчивость пены в процессе тушения пламени.
Второй характерной особенностью противопожарной пены является ее контактная устойчивость на поверхности горючих жидкостей и химических соединений, определяющая эффективность процесса тушения и способность предотвращения повторного возгорания жидкости. Сочетание специфического способа образования пены с возможностью подбора состава пенообразующей композиции позволяет ставить вопрос о направленном регулировании физико-химических свойств пены как путем изменения режима образования пены, так и варьированием рецептуры пенообразователя.
Связующим звеном при анализе процесса образования пены на сетках, механизма стабилизации и контактного разрушения пены являются электроповерхностные свойства границы раздела «углеводород – раствор ПАВ – воздух».
Для пены и системы «пена – жидкость» их значение оказалось важным практически на всех этапах существования:
Основная трудность при изучении пены заключается в невозможности создания ее эталонного образца, поэтому важной стороной работы является создание устройств и методов измерения физико-химических параметров пены и обеспечения контролируемых и воспроизводимых условий ее получения.
Комплекс экспериментальных исследований и теоретических обобщений процесса образования пены, принципы регулирования свойств пены с различными газами-наполнителями, обеспечение контактной устойчивости пены к полярным жидкостям и способы ее «модифицирования» в сочетании с методологией определения электроповерхностных свойств пены и пленок проверены при создании новых пенообразователей и способов тушения нефти и нефтепродуктов.
Огнетушащая эффективность пены определяется комплексом физико-химических параметров. Причем в зависимости от назначения важнейшими свойствами пены могут быть такие, как изолирующая способность, термическая устойчивость, вязкость, предельное сдвиговое напряжение, кратность, самопроизвольное растекание, пленкообразующее действие и т.д. Обеспечение этих свойств осуществляется путем выбора состава пенообразующего раствора и способа получения пены.
Что такое пенообразователь и его применение в пожаротушении
Термин «пенообразователь» относится к концентрированному водному раствору, на основе которого получают рабочий раствор пенообразователя, а не к устройству, с помощью которого получают пену. Такие устройства называют генераторами пены или пеногенераторами. Существуют пеногенераторы различных типов, например эжекционного типа, с принудительной подачей воздуха, барботажные и т.д.
По мере развития промышленности возникали новые требования к качеству пены, что вело к синхронному совершенствованию состава пенообразователя и созданию новых конструкций пеногенераторов.
В настоящее время трудно определить авторство на конкретные виды генераторов пены, поскольку приблизительно одинаковые конструкции производятся различными компаниями в Европе и в Америке. При анализе литературы, включая материалы рекламного характера, авторы книги указывали авторство изделия, если находили его в патентном описании компании.
Составы пенообразователей, как правило, не раскрываются фирмами-производителями, поэтому бывает трудно отнести их к определенному классу. В связи с этим авторы книги не могут нести ответственность за информацию, предоставляемую компаниями-производителями.
Свойство, качество и эффективность пенообразователей тесно связаны с названием фирм, которые организовали их производство. С течением времени различные фирмы – производители пенообразователей, появлявшиеся на рынке пожарной техники, распадались или меняли название.
К началу 2000 года ряд известных в области противопожарной техники компаний объединились в рамках нескольких концернов, таких как «Тайко», «Кидде», «Вильяме», а такая известная компания, как «ЗМ», покинула рынок пенообразователей для пожаротушения.
Применяемые для пожаротушения пенообразователи, называемые еще пенными концентратами, представляют собой концентрированные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ). Для получения пенообразующего раствора исходный пенный концентрат – пенообразователь разбавляют на 94-99 % водой так, чтобы содержание пенообразователя в рабочем растворе составляло не более 6 % об.
Концентрация рабочего раствора зависит от типа пенообразователя. Например, пенообразователь ПО-ЗАИ (Ива) применяется в 3 %-ной концентрации, а ПО-1Д – в 6 %-ной. Такое различие связано с природой ПАВ, на основе которых изготовлены эти пенообразователи.
Природа молекул ПАВ определяет возможность образования пены высокой кратности, необходимой для тушения пожаров в трюмах кораблей и складских помещениях.
Пенообразователи (пенные концентраты) представляют собой многокомпонентные водные растворы, в состав которых входят один или несколько видов поверхностно-активных веществ; добавки, обеспечивающие термическую и гидростатическую устойчивость пены, низкую температуру замерзания пенного концентрата; ингибиторы коррозии и вещества, обеспечивающие совместимость перечисленных выше компонентов.
Химическое строение и состав молекул ПАВ определяют характер взаимодействия пены с горючей жидкостью, что в итоге отразится на «загрязнении» (сорбции) пены горючим, на самопроизвольном растекании пены и водного раствора по углеводородам и на обеспечении контактной устойчивости пены на полярных жидкостях, таких как низкомолекулярные спирты.
Для получения пены средней кратности на генераторах эжекционного типа используются пенообразователи на углеводородной поверхностно-активной основе. Эти вещества обеспечивают высокую пенообразующую способность водного раствора, но пены на их основе обладают низкой термической устойчивостью и смешиваются с нефтью и нефтепродуктами при погружении в топливо. Пены низкой кратности на основе углеводородных ПАВ практически не применяются для тушения пожаров углеводородов, поскольку они хорошо смешиваются с нефтепродуктами и утрачивают изолирующие свойства.
Низкократные пены, полученные на основе пенообразователей с фторированными ПАВ, обладают особыми свойствами, которые обусловлены сверхнизким поверхностным натяжением рабочих растворов этих веществ. Этот эффект позволяет предотвратить смешение пены с горючим и обеспечить образование и самопроизвольное растекание водного раствора из пены по поверхности нефтепродукта в виде тонкой водной пленки.
По природе поверхностно-активной основы пенообразователи делятся на протеиновые (фторпротеиновые) и синтетические (фторсинтетические).
Отечественный ГОСТ разделяет пенообразователи на составы общего и специального назначения, причем «общего» означает широкую доступность пенообразователя по стоимости. Пенообразователи специального назначения используются для тушения полярных горючих жидкостей, таких как ацетон или этиловый спирт.
Фторсодержащие пенообразователи также относятся к группе специальных и разрабатывались, в первую очередь, как пленкообразующие и для тушения пожаров низкомолекулярных спиртов.
Производившиеся в период 70-90-х годов прошлого столетия отечественные пенообразователи, такие как ПО-1, ПО-1Д и ПО-6К, относились к категории биологически жестких, поэтому их производство прекращено. Биологически мягкие углеводородные пенообразователи типа ПО-ЗА (ПО-ЗАИ), ПО-ЗНП, «Сампо», ТЭАС (ПО-6ТС) и их аналоги выпускаются в небольших количествах. Как показала практика, они недостаточно эффективны при тушении пожаров нефтепродуктов в резервуарах.
Наиболее эффективными в этом плане являются пенообразователи на основе фторсинтетических ПАВ, пена на основе которых способна формировать водные пленки, самопроизвольно растекающиеся по нефти и нефтепродуктам. Эти пенообразователи получили общее название – водные пленкообразующие. К этой группе пенообразователей относятся отечественные составы «Подслойный» и «Мультипена» (г. Новороссийск).
Характеристика пенообразователей
Характеристика популярных пенообразователей
Требования к пенообразователям
К фторсодержащим пенообразователям, которые используются в системе подслойного тушения пожаров, предъявляются дополнительные требования:
Пенообразующая способность таких пенообразователей не должна зависеть от жесткости воды, использованной для приготовления рабочего раствора.
Поверхностно активные вещества пенообразователей для тушения пожаров
Пены получают из водных растворов поверхностно-активных веществ. Основное отличительное свойство этих веществ заключается в их способности самопроизвольно концентрироваться, адсорбироваться на границе раздела фаз «вода – воздух» и «вода – углеводороды».
Характерной особенностью ПАВ-пенообразователей является их способность к образованию мицелл, в которых ПАВ аккумулируются, если их концентрация превысила критическое значение, называемое критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При появлении свободной поверхности, например при пенообразовании, молекулы ПАВ из мицелл поступают на поверхность пенных пленок. Вновь образованная поверхность пленок будет стабильной до тех пор, пока запас молекул в мицеллах не исчерпается.
ПАВ – это, как правило, вещества, синтезированные на белковой или синтетической основе, например на базе углеводородов или фторуглеродов, путем присоединения к ним гидрофильной группы, повышающей их растворимость в воде.
ПАВ снижают поверхностное натяжение воды на границе с воздухом и этим обеспечивают эластичность водных пленок в течение всего времени существования. Снижение поверхностного натяжения воды молекулами ПАВ достигается за счет их самопроизвольного концентрирования на поверхности. Причем молекулы ПАВ ориентируются углеводородными гидрофобными концами к воздуху, а полярным гидрофильным – к воде. Поэтому, если подойти сверху, поверхность водного раствора ПАВ представляется как углеводородная, а поверхностное натяжение углеводородов намного ниже, чем воды. В результате адсорбции поверхностное натяжение воды оказывается заметно пониженным при растворении в ней даже очень небольшого количества ПАВ.
Склонность молекул ПАВ к адсорбции объясняется их дифильным строением, т.е. в одной молекуле имеются две части, которые резко различаются по растворимости в воде: гидрофобная часть – это углеводородная цепочка и гидрофильная часть, представляющая собой солевой остаток кислоты. Такое химическое строение характерно для веществ, относящихся к группе анионных ПАВ. Другие виды ПАВ также содержат гидрофильную и гидрофобную части, но их химическое строение иное.
При растворении в воде молекулы ПАВ вытесняются из раствора на поверхность из-за плохой совместимости гидрофобной части молекул с водой. По мере увеличения концентрации и достижения некоторой предельной величины молекулы ПАВ образуют ассоциаты, называемые мицеллами, в которых гидрофильные части молекул обращены наружу, а гидрофобные – внутрь. Мицеллярные растворы являются термодинамически устойчивыми коллоидными системами. Концентрация ПАВ, при которой начинается образование мицелл, называется критической концентрацией мицеллообразования.
В зависимости от знака заряда, который приобретает поверхность при адсорбции молекул, все поверхностно-активные вещества разделяются на четыре группы:
Такое поведение ПАВ зависит от характера диссоциации молекул. Так, анионные ПАВ диссоциируют с образованием поверхностно-активного аниона, а катионные образуют поверхностно-активный катион.
Примеры:
Величина адсорбции молекул ПАВ на границе «раствор – воздух» определяется на основании анализа зависимости поверхностного натяжения водного раствора от концентрации ПАВ.
Предполагается, что стабильной является пенная пленка, поверхность которой покрыта плотным монослоем молекул ПАВ, поэтому максимальная поверхность, которую может стабилизировать пенообразователь, определяется концентрацией ПАВ, величиной ККМ и величиной адсорбции молекул в плотном монослое на границе раздела фаз.
Классификация пенообразователей и пен
Пенообразователи и пены различаются по химической природе поверхностно-активного вещества, способу образования, назначению, структуре.
По природе основного поверхностно-активного вещества пенообразователи делятся на:
По способу образования пенообразователи делятся на:
По назначению пенообразователи различают:
По структуре пены подразделяются на высокодисперсные и грубодисперсные.
По кратности пены бывают:
Типы применяемых пенообразователей и их параметры
Пенообразователи целевого назначения отличаются определенной направленностью состава. Например, образующие очень устойчивую пену, длительно не разрушающуюся на открытом воздухе. Такие пены хорошо сохраняются на поверхности потушенного бензина и нефти, препятствуя повторному воспламенению горючего. Пенообразователи являются многокомпонентными растворами, например пенообразователь «Сампо», в состав которого входят алкилсульфаты, высшие жирные спирты, карбамид, бутанол и бутилацетат.
Для тушения спиртов и водорастворимых органических соединений используют пенообразователи, в состав которых входят природные или синтетические полимеры, которые коагулируют при смешении водного раствора с растворителем. В результате коагуляции на поверхности органического растворителя образуется толстая полимерная пленка, которая
механически защищает пену от контакта с растворителем.
Широко использовалось природное высокомолекулярное соединение – альгинат натрия, который добывают из морских водорослей – ламинарий. При контакте пены со спиртом полимер коагулирует, образуя толстую полимерную пленку на поверхности спирта, которая предотвращает непосредственный контакт пены со спиртом.
К пенообразователям целевого назначения также относятся морозоустойчивые пенообразователи, которые содержат от 15 до 35 % полиэтиленгликолей. Универсальные и многоцелевые отечественные пенообразователи «Форэтол» и «Универсальный» пригодны для тушения любых горючих жидкостей, но особенно высока их эффективность при тушении метанола и этилового спирта, причем тушение происходит без существенного их разбавления водой. Пленкообразующие пенообразователи, например «Подслойный» (Новороссийск), способны самопроизвольно формировать на поверхности углеводородов водную пленку, которая предотвращает поступление паров воды
в зону горения. Этот эффект достигается за счет резкого понижения поверхностного натяжения водного раствора до величины порядка 15–18 мН/м.