Биология для всех
  • Главная
  • Материалы 
  • Значение смачивания. Основы пенного тушения: пены, пенообразователи, смачиватели, их назначение, виды, состав, физико-химические свойства и область применения

Значение смачивания. Основы пенного тушения: пены, пенообразователи, смачиватели, их назначение, виды, состав, физико-химические свойства и область применения

ОП-7 и ОП-10 - вспомогательные вещества, представляющие собой продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена. Английское название: Auxilliary substances OП-7 and OП-10.

Вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10 относятся к неионогенным поверхностно-активным веществам. Применяются в качестве смачивающих, эмульсирующих, стабилизирующих поверхностно-активных веществ. Хорошо растворимы в воде.

Неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) - химические соединения, обладающие поверхностно-активными свойствами, не диссоциирующие в водных растворах на ионы.

Химическая формула:

O(CH 2 -CH 2 -O) n CH 2 -CH 2 -OH

n=7-9 (для вещества ОП-7) и 10-12 (для вещества ОП-10).

Технические характеристики (ГОСТ 8433-81)

Наименование показателя Норма
ОП-7 ОП-10
Внешний вид Маслоподобная жидкость или паста от светло-желтого до светло-коричневого цвета, хорошо растворимы в воде, имеют слабый запах и слабощелочную реакцию.
Внешний вид водного раствора концентрации 10 г/л Прозрачная или слегка мутная жидкость Прозрачная жидкость
Массовая доля основного вещества, %, не менее 88 80
Массовая доля воды, %, не более 0,3 0,3
Показатель концентрации ионов водорода (рН) водного раствора концентрации 10 г/л 6-8 6-8
Поверхностное натяжение водного раствора концентрации 5 г/л, нм, не более 0,035 0,037
Температурные пределы просветления водного раствора, °С
вещества ОП-7 концентрации 20 г/л 55-65 -
вещества ОП-10 концентрации 10 г/л - 80-90

Упаковка: ОП-7 и ОП-10 упаковывают в стальные бочки вместимостью 100-300 л., стальные железнодорожные цистерны.

Хранение: ОП-7 и ОП-10 хранят в крытых складских помещениях в герметично закрытой стальной таре.

Гарантийный срок: 1 год со дня изготовления.

Применение

Применяются как смачивающие и эмульгирующие поверхностно-активные вещества в разнообразных технологических процессах в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной и других отраслях промышленности. Одним из преимуществ поверхностно активных веществ является то, что они легко подвергаются биологической очистке в сточных водах.

  • В бетонных смесях и растворах применяют, как стабилизатор текучести.
  • Применяются в производстве технических и бытовых моющих средств
  • Производстве водно-дисперсионных материалов, используются как поверхностно-активные вещества в производстве синтетических волокон.
  • Смачиватели входят в состав препаратов ТМС (технические моющие средства) и гербицидов (химические вещества, которые уничтожают растительность).

Безопасность

ОП-7 и ОП-10 умеренно опасные вещества, 3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76. Биологическая разлагаемость ОП-7 и ОП-10 составляет 45%. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны для вспомогательных веществ ОП-7 и ОП-10 - 1,5 мг/м 3 .

Пожароопасность

Вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10 являются пожароопасными. Воспламеняются от открытого пламени и при нагревании.

Для тушения вспомогательных веществ ОП-7 и ОП-10 используют тонкораспыленную воду, сухие порошки или газовые составы. Подача обычной пены или комнатной воды может привести к вспениванию горящей жидкости, переливу через борт емкости и увеличению площади горения.

Контакт с человеком

Опасны при проглатывании. Вызывают раздражение кожи и глаз. Имеют аллергенное действие. Попадание на кожу вызывает контактный дерматит. При попадании в глаза развивается конъюктивит. Продукты обладают сенсибилизирующими свойствами.

Глаза и слизистые оболочки промыть большим количеством проточной воды.
При попадании на кожу смывать обильной струей воды не менее 15 минут.

Помещение, где проводится работа с продуктами, должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией и ежедневно проводить влажную уборку.

Получение
Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) - неионогенные поверхностно-активные вещества, представляют собой продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена.

Применение
Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) применяются в качестве смачивающих и эмульгирующих поверхностно-активных веществ в различных технологических процессах.

Требования безопасности
Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) являются пожароопасными, по степени воздействия на организм относятся к веществам 3-го класса опасности.

Упаковка
Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) упаковывают в стальные бочки вместимостью 100-300 л, стальные железнодорожные цистерны.

Транспортировка, хранение
Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) транспортируют всеми видами транспорта.Смачиватели ОП-7 и ОП-10 (вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10) хранят в герметично закрытой стальной таре.

Гарантийный срок хранения продукта
1 год со дня изготовления.

Физико-химические показатели

Наименование показателя Норма для вещества
ОП-7 ОП-10
1. Внешний вид Маслоподобная жидкость или паста от светло-желтого до светло-коричневого цвета
2. Внешний вид водного раствора концентрации 10 г/л Прозрачная или слегка мутная жидкость Прозрачная жидкость
3. Массовая доля основного вещества, %, не менее 88 80
4. Массовая доля воды, %, не более 0.3 0.3
5. Показатель концентрации ионов водорода (рН) водного раствора концентрации 10 г/л 6-8 6-8
6. Температурные пределы посветления водного раствора, °С
вещества ОП-7 концентрации 20 г/л
вещества ОП-10 концентрации 10 г/л
55-65
-
-
80-90
7. Поверхностное натяжение водного раствора концентрации 5 г/л, нм, не более 0.035 0.037

СМАЧИВАТЕЛИ ОП-7 и ОП-10
(ВЕЩЕСТВА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ОП-7 и ОП-10)
ГОСТ 8433-81
Требования безопасности

Класс опасности 3
Основные свойства и виды опасности
Основные свойства Маслоподобные жидкости или пасты от светло-желтого до светло-коричневого цвета, обладают слабощелочной или слабокислой реакцией, хорошо растворимы в воде.
Взрыво- и пожароопасность Вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10 являются пожароопасными. Воспламеняются от открытого пламени при нагревании.
Опасность для человека Опасны при проглатывании. Вызывают раздражение кожи и глаз. Имеют аллергенное действие. Попадание на кожу вызывает контактный дерматит. При попадании в глаза развивается конъюктивит.
Средства индивидуальной защиты Спецодежда, защитные очки, халат или хлопчатобумажный костюм, резиновые перчатки или брезентовые рукавицы, прорезиненный фартук, резиновые сапоги, фильтрующий противогаз.
Необходимые действия в аварийных ситуациях
Общего характера Удалить посторонних. Изолировать опасную зону. Надеть защитную одежду. Устранить все источники огня и искр. Соблюдать меры пожарной безопасности. Оказать пострадавшим первую помощь.
При утечке, разливе и россыпи Остановить утечку, если это не вызывает опасности. Небольшие утечки смыть большим количеством воды. Большие утечки оградить земляным валом, продукт откачать в емкость, остатки залить большим количеством воды.
При пожаре Надеть защитную одежду. Для тушения используют тонкораспыленную воду, сухие порошки или газовые составы. Подача обычной пены или комнатной воды может привести к вспениванию горящей жидкости, переливу через борт емкости и увеличению площади горения.
Нейтрализация
Меры первой помощи Свежий воздух, покой.

Глаза и слизистые оболочки промыть большим количеством проточной воды.

При попадании на кожу смывать обильной струей воды не менее 15 минут.

Смачивание имеет важное значение в промышленности и быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий и др.

Моющие свойства мыла и синтетических порошков объясняются тем, что мыльный раствор имеет меньшее поверхностное натяжение, чем вода. Большое поверхностное натяжение воды мешает ей проникать в промежутки между волокнами ткани и в мелкие поры.

Существенно еще одно обстоятельство. Молекулы мыла имеют продолговатую форму. Один из концов имеет «сродство» к воде и погружается в воду. Другой конец отталкивается от воды и присоединяется к молекулам жира. Молекулы воды обволакивают частицы жира и способствуют их вымыванию.

Склеивание деревянных, кожаных, резиновых и других материалов также пример использования свойства смачивания. Пайка тоже связана со свойствами смачивания и несмачивания. Чтобы расплавленный припой (например, сплав олова со свинцом) хорошо растекался по поверхностям спаиваемых металлических предметов и прилипал к ним, надо эти поверхности тщательно очищать от жира, пыли, оксидов. Оловянным припоем хорошо можно паять детали из меди, латуни. Но алюминий не смачивается оловянным припоем. Для пайки алюминиевых изделий применяют специальный припой, состоящий из алюминия и кремния.

Важный пример применения явления смачивания и несмачивания - флотационный процесс обогащения руд. Для этой цели руду измельчают так, что кусочки ценной породы теряют связь с ненужной примесью. Затем полученный порошок взбалтывают в воде, в которую добавляют маслообразные вещества. Масло обволакивает (смачивает) ценную породу, но не пристает к примесям (не смачивает их). В полученную взвесь вдувают воздух. Пузырьки воздуха прилипают к несмачивающимся водой (вследствие покрытия масляной пленкой) кусочкам ценной породы. Это происходит потому, что тонкий слой воды между пузырьками воздуха и масляной пленкой, обволакивающей ценную породу, стремясь уменьшить свою поверхность, обнажает поверхность масляной пленки (подобно тому как вода на жирной поверхности собирается в капли, обнажая эту поверхность). Крупицы ценной породы вместе с прилипшими к ним пузырьками воздуха под действием архимедовой силы поднимаются вверх, в то время как ненужные примеси оседают на дно (рис. 7.20).

Вода смачивает поверхности одних твердых тел (прилипает к ним) и не смачивает поверхности других. Эти свойства воды определяют множество полезных и просто любопытных явлений.

§ 7.6. Давление под искривленной поверхностью жидкости

При своем стремлении к сокращению поверхностная пленка создает добавочное давление. Давление, которое всегда существует внутри жидкости, увеличивается, когда ее поверхность выпуклая, и уменьшается под вогнутой поверхностью.

Влияние кривизны поверхности на давление внутри жидкости

В существовании этого влияния можно убедиться на простом опыте. Возьмем стеклянную воронку с изогнутой под прямым углом трубкой. Направим конец воронки с выдутым мыльным пузырем на пламя свечи (рис. 7.21). Мы заметим, что пламя свечи отклоняется. Это говорит о том, что из воронки воздух вытекает, значит, давление воздуха в пузыре больше атмосферного.

Представляет интерес и такой опыт. Соединим широкий сосуд А при помощи резиновой трубки с узкой стеклянной трубкой. Наполним эти сообщающиеся сосуды водой. Сначала установим конец трубки В на уровне жидкости в сосуде А. В этом случае поверхность воды в трубке В, как и в сосуде А, является плоской (рис. 7.22, а). Так как вода в обоих сосудах находится на одном горизонтальном уровне, то давление непосредственно под плоской поверхностью жидкости в обоих сосудах одинаково и равно атмосферному.

Станем медленно опускать трубку В. Мы заметим, что поверхность воды в ней приобрела выпуклую сферическую форму (рис. 7.22, б). Теперь вода в сосуде А и трубке В находится не на одном уровне. Давление воды в сосуде А на уровне конца трубки В больше атмосферного на величину ρgh , где ρ - плотность воды, h - разность уровней воды в сосудах А и В. Так как жидкость в сообщающихся сосудах А и В находится в равновесии, то у конца В непосредственно под выпуклой поверхностью давление тоже больше атмосферного.

Продолжим опыт, осторожно опуская трубку В еще ниже. Вследствие этого кривизна поверхности воды в трубке В увеличится (радиус сферической поверхности воды уменьшится). Увеличится и разность уровней воды в сосуде А и трубке В. Это значит, что добавочное давление под выпуклой поверхностью жидкости тем больше, чем меньше радиус кривизны этой поверхности.

Если конец трубки В поднять выше уровня воды в сосуде А (рис. 7.22, в), то поверхность воды в трубке В станет вогнутой (вода смачивает стекло) и уровень воды в трубке В будет выше уровня воды в сосуде А. А это означает, что под искривленной (вогнутой) поверхностью воды в трубке В давление меньше атмосферного.

Отсюда следует вывод: давление непосредственно под выпуклой поверхностью жидкости больше давления под плоской поверхностью жидкости, а давление под вогнутой поверхностью жидкости меньше давления под плоской поверхностью.

Пена и растворы смачивателей широко используются для тушения всех видов пожаров. Их применение позволяет сократить расход огнетушащего вещества, уменьшить время тушения и убытки от пожара. Для получения пены и растворов смачивателей используются пенообразователи, представляющие собой концентрированные водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других стабилизаторов. Впервые пена была получена в начале прошлого века в результате химической реакции между содой и сернокислым алюминием. Выделяющийся углекислый газ формировал пузырьковую систему, стабилизатором такой вспененной структуры являлся «мыльный корень», а затем экстракт солодкового корня – так называемые природные ПАВ.

Один из самых распространенных и действенных методов борьбы с возгораниями – тушение их с применением пожарной пены.

Как тушит пожарная пена? Пожарная пена – это пузырьки воздуха, разделенные перегородками из воды, в состав которой входит стабилизатор пены – пенообразователь на основе ПАВ. Известно, что для возникновения пожара необходимы: горючее вещество, окислитель воздуха, нужное сочетание их концентраций и температуры воспламенения. Горение – химический процесс между парами горючего и окислителем воздуха. Чтобы потушить пожар, нужно изолировать пары горючего от окислителя воздуха и/или снизить температуру горючего ниже температуры воспламенения (вспышки). Эти свойства и функции обеспечивает пожарная пена.

В технологии водопенного пожаротушения пенообразователи (пеноконцентраты) служат исходным компонентом для получения рабочего раствора пенообразователя путём его разбавления водой до требуемой рабочей концентрации. Рабочий раствора пенообразователя подаётся под давлением на различные пеногенерирующие устройства (пеногенераторы), в которых за счёт процессов распыления и эжектирования окружающего воздуха образуется пенная струя. Водные рабочие растворы пенообразователей и смачивателей широко применяются при тушении пожаров с использованием спринклеров, а также на противопожарной авиационной технике.

Смачиватели и пенообразователи по составу и способу производства делятся на:

  1. WA – синтетические пенообразователи, не содержащие фторированные ПАВ, используемые для тушения пожаров в качестве смачивателей;
  2. S – синтетические пенообразователи, не содержащие фторированные ПАВ;
  3. S/AR – синтетические спиртоустойчивые пенообразователи целевого назначения без фторированного ПАВ для тушения водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей;
  4. AFFF – синтетические фторсодержащие плёнкообразующие пенообразователи целевого назначения для тушения горючих жидкостей;
  5. AFFF/AR - синтетические фторсодержащие плёнкообразующие спиртоустойчивые пенообразователи целевого назначения для тушения водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей;
  6. AFFF/AR-LV - синтетические фторсодержащие плёнкообразующие спиртоустойчивые пенообразователи целевого назначения низкой вязкости для тушения водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей;
  7. FP – протеиновые фторсодержащие пенообразователи целевого назначения для тушения горючих жидкостей;
  8. FP/AR – протеиновые фторсодержащие спиртоустойчивые пенообразователи целевого назначения для тушения водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей;
  9. FFFP - протеиновые фторсодержащие плёнкообразующие пенообразователи целевого назначения для тушения горючих жидкостей;
  10. FFFP/AR - протеиновые фторсодержащие плёнкообразующие спиртоустойчивые пенообразователи целевого назначения для тушения водорастворимых и водонерастворимых горючих жидкостей.

Одной из важных сфер применения пенообразователей является изготовление смачивателей. Это растворы поверхностно-активных веществ в воде, которые за счет снижения коэффициента поверхностного натяжения воды позволяют ей лучше проникать в горючие твёрдые и волокнистые вещества. Смачиватели проникают в глубокие слои материалов, как объектов горения, эффективно их охлаждают и смачивают за счет большей, чем у воды, скорости пропитки и растекания. За счет того, что смачиватели способны пропитывать горящие поверхности глубже, они устраняют очаги тления и дымообразования там, где вода менее эффективна.

Смачиватели классифицируются типом WA, однако в качестве смачивателей могут применяться пенообразователи общего назначения типа S.

Самое широкое применение нашли смачиватели для тушения лесных и торфяных пожаров. В тех местах, где велик риск появления лесных и/или торфяных пожаров, в областях с засушливым климатом или там, где наблюдается дефицит воды для борьбы с лесными и торфяными пожарами – нет крупных рек, озер или пожарных водоемов – обязательно должны быть резервуары с готовыми растворами смачивателей.

Для производства смачивателей применяются углеводородные синтетические пенообразователи типов WA и S.

Пенообразователи (пеноконцентраты) типа S – продукты широкого спектра применения, используются при борьбе с возгораниями твердых, жидких и волокнистых горючих веществ и материалов. Подходят как для производства пожарной пены, так и для производства смачивателей. Обладают высокой пенообразующей способностью.

Пенообразователи типа WA подходят исключительно для производства смачивателей. У них низкая способность к пенообразованию, зато их рабочий раствор имеет высокую смачивающую способность, легко проникает в пористые материалы и особенно хорошо подходит для тушения древесины, хлопка, торфа, соломы.

Если вы по роду деятельности связаны с лесным хозяйством, службами пожарного контроля или службами МЧС, вы точно понимаете, насколько необходимы огнетушащие вещества смачиватели пенообразователи, специальное оборудование и инвентарь. Недостаток или отсутствие этих средств в местах повышенной пожароопасности может привести к катастрофическим последствиям. Поэтому необходимо тщательно следить за наличием и своевременным пополнением запасов пенообразующих концентратов, за исправностью техники, а так же практической и теоретической подготовкой тех, кто отвечает за пожаробезопасность и пожаротушение.

Лесные пожары ежегодно уничтожают тысячи гектаров леса по всему миру, если пожар успел распространиться на большие площади, то его очень трудно остановить. Поэтому нужно организовывать и поддерживать систему раннего обнаружения лесных возгораний и оперативного тушения очагов. Но если вовремя заметить и потушить возгорание не удалось, то для локализации и ликвидации пожаров широко применяется противопожарная техника – от ручных опрыскивателей, сбивающих пламя, до пожарной авиации.

В любом из вышеперечисленных случаев наибольший эффект от тушения дадут применение пожарной пены и растворов смачивателей. Поэтому необходимо заранее приобрести смачиватели и пенообразователи для тушения лесных пожаров. Купить их можно у нас в компании.

СМАЧИВАТЕЛИ (а. wetting agents; н. Benetzungsmittel; ф. agents de mouillage, mouillants; и. humectadores, humectantes, mojantes) — поверхностно-активные вещества, способные адсорбироваться на границе соприкосновения двух тел (сред, фаз), понижая свободную энергию поверхности (поверхностное натяжение). Смачиватели обладают высоким гидрофильно-липофильным балансом, т.е. отношением полярной части молекулы к гидрофобному радикалу. При адсорбции на твёрдых частицах (минералах) смачиватели солюбилизируют поверхность, вследствие чего в водных происходит () коллоидных, и частиц за счёт расклинивающего действия гидратных оболочек.

Смачиватели используется в процессах классификации , и гравитационного обогащения , при мокрой магнитной сепарации , дезинтеграции и измельчении полезных ископаемых (с поверхности крупных частиц и из объёма пульпы удаляются диспергированные тонкие частицы, мешающие осуществлению указанных процессов). Смачиватели также способствуют химическому взаимодействию водных растворов выщелачивающих реагентов (кислот, соды, щелочей) в процессах химического обогащения , подземного выщелачивания и гидрометаллургической переработки руд . Смачиватели нашли применение в качестве пептизаторов буровых жидкостей, тяжёлых суспензий, а также цементных и других строительных растворов, закладочных смесей. Одна из областей применения смачивателей — предотвращение выпадения солей, например гипса , гидрооксидов железа , водорастворимых минералов из их насыщенных растворов.

По отношению к водонерастворимым эмульсиям аполярных веществ и реагентов (например, нефти , керосина, жирных кислот и т.п.) многие ПАВ, являющиеся смачивателями, способствуют диспергированию аполярных веществ в воде и водных растворах. Эта особенность используется для повышения нефтеотдачи пластов , при кондиционировании флотационных реагентов , фотоэмульсий, красителей, смазочных материалов. Одно из важных применений смачивателей в горной промышленности — повышение эффективности пылеподавления при орошении водой: смачиватели добавляют в водный раствор в небольших количествах, что улучшает смачивание пылевидных частиц.

К смачивателям относят силикаты, полифосфаты, лигносульфонаты щелочных металлов (жидкое стекло, кремнефтористый натрий), некоторые комплексообразующие реагенты (например, эфиры сульфоянтарной кислоты). Смачивателями являются и водорастворимые природные и синтетические органические полимеры (крахмалы, декстрины, таннины, полиметакрилаты). В качестве смачивателей минеральных суспензий используются животные клеи, желатины, альгинаты (экстракт водорослей), сульфитные щелока и полусинтетические типы этилендиаминтетраацетила.

Лучшие статьи по теме