Nanotexnologiyanın söndürmə vasitələrində tətbiqi Anna Rabayczyk, Maria Zielecka və Justyna Gniazdowska
Yüklə 121,9 Kb.
|
|
Nanotexnologiyanın söndürmə vasitələrində tətbiqi Anna Rabayczyk, * Maria Zielecka və Justyna Gniazdowska Robert A. Varin, Akademik Redaktor və Geng Zhong, Akademik Redaktor Müəllif haqqında məlumat Məqalə qeydləri Müəlliflik hüququ və Lisenziya haqqında məlumat PMC İmtina Əlaqədar Məlumat Məlumatın mövcudluğu haqqında bəyanat Abstract Söndürmə vasitələri həm şəxsi, həm də sosial baxımdan təhlükəsizlik sahəsində çox əhəmiyyətli bir vasitədir. Yanan maddənin növündən və yanğın yerindən asılı olaraq, müvafiq hazırlanmış və hazırlanmış məhlullardan istifadə edilməlidir. Biz başqaları arasında materialları, tozları və ya köpükləndiriciləri ayırd edə bilərik. Onlara daxil edilən, o cümlədən nanotexnologiyalar sahəsində nailiyyətlərə əsaslanan modifikasiyalar onların istifadə təhlükəsizliyini yaxşılaşdıra və xidmət müddətini uzada bilər. Bu cür düzəlişlər həm də yanğından sonra ərazinin istehsal və zərərsizləşdirilməsi xərclərini azaldır və yanğınsöndürmənin effektivliyini artırır. Nanohissəciklərin tətbiqi, məsələn, yanğınsöndürmə müddətini qısaltmağa, tüstü və onun tərkibindəki zəhərli maddələrin emissiya riskini azaltmağa, hissəciklərin xüsusi səthini artırmağa və bununla da çirkləndiricilərin sorbsiyasını artırmağa imkan verir. İşləmələrdə metal nanohissəciklər, məsələn, NP-Ag, NP-SiO2 kimi metal oksidləri, eləcə də artıq yanğınsöndürən maddələrdə mövcud olan, lakin emal edilmiş və nanoölçüyə qədər azaldılmış maddələrin hissəcikləri istifadə olunur. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bütün dəyişikliklər müvafiq qanuni tələblərə cavab verən və müvafiq təsdiqləri olan alətin əldə edilməsinə səbəb olmalıdır. 1. Giriş—Söndürənlər Yanğın, yanan materialın (və ya yanacağın) yüksək temperaturda oksidləşməsinin baş verdiyi kimyəvi yanma prosesi kimi müəyyən edilir [1]. Yanğının tutulması və yayılması üçün oksigen, temperatur, yanacaq və kimyəvi reaksiyalar lazımdır [2]. Yanğın həm binanın içərisində, həm də çöldə baş verə bilər və bir nöqtədə ola bilər və ya böyük bir ərazini tuta bilər. Buraya təbii, süni, dəyişdirilmiş, sadə və mürəkkəb maddələr daxil ola bilər. İqlim dəyişikliyi və getdikcə tez-tez baş verən yüksək temperaturlar və hidroloji quraqlıqlar nəticəsində, xüsusən də böyük ərazilərə münasibətdə yanğınlar problemi ildən-ilə genişlənir. Tidey [3] 2022-ci ilin yanvar-iyul ayları arasında 1900-dən çox yanğın baş verdiyi üçün meşə yanğınlarının sayında dörd dəfə artım olduğunu göstərdi, halbuki bu dövr üçün 2006-2021-ci illər üçün orta hesabla 520-yə bərabərdir. O, həmçinin 2021 meşə yanğınlarının sayı və yanğının əhatə etdiyi ərazi baxımından 2000-ci ildən bəri AB-nin ən pis mövsümü olub. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, yanğınlar tikinti obyektlərində, sənaye müəssisələrində, tullantı anbarlarında, material yığınlarında və ya digər obyektlərdə də baş verir ki, bu da ümumilikdə yanğınların sayını müəyyən edir. Son beş ildə (2017-2021) təkcə Polşada yanğınların sayı orta hesabla 132 813 [4] təşkil edib və bu, bir sıra sosial-iqtisadi itkilərə, yəni infrastruktur, əmlak, ətraf mühit və hər şeydən əvvəl itkilərə səbəb olub. insanlarda. Buna görə də, söndürmə vasitəsinin seçilməsi təkcə profilaktika sistemi baxımından deyil, həm də sonrakı yanğınsöndürmə tədbirləri baxımından zəruri elementdir. Söndürmə vasitəsi potensial yanğın təhlükələrinə uyğunlaşdırılmalıdır, çünki o, adekvat qorunmağa və yanğının nəticələrini minimuma endirməyə imkan verir. Söndürmə vasitəsinin seçilməsi də müvafiq qaydalara tabedir və qanuni tələbi təşkil edir, məqsədi hadisə yerini yanğının yayılmasından qorumaq və yanğının söndürülmə vaxtını maksimum dərəcədə azaltmaqdır. Bu öhdəlik yalnız yanğınsöndürmə əməliyyatı zamanı yanğınsöndürənlərə deyil, həm də daşınmaz əmlakın sahiblərinə və inzibatçılarına aiddir. Yadda saxlamaq lazımdır ki, yanma reaksiyası enerji, müxtəlif maddələr və istilik buraxır. Buna görə də, yanğınları söndürərkən müvafiq söndürmə vasitəsini, eləcə də söndürmə üsulu və texnikasını seçmək vacibdir. Bu, hər bir konkret hal üçün xarakterik olan bir sıra parametrlər, xüsusən yanğın sinfi və yanğında iştirak edən maddələrin və materialların xüsusiyyətləri (xüsusilə onların fiziki vəziyyəti ilə) ilə müəyyən edilir. Yanğınlar arasında xüsusi yeri bitki və heyvan mənşəli piylər (yanğın F sinfi) tutur [5,6]. A sinfi yanğınlara üzvi mənşəli bərk maddələrin yanğınları daxildir, bu zaman közərmə fenomeni baş verir. B sinfi yanğınlar yanar mayelərin və yanğın nəticəsində yaranan istilik nəticəsində əriyən maddələrin yanğınlarıdır, C sinif yanğınlarına isə qazların, məsələn, metan, asetilen və s. uran və natrium [5,6]. Elektrik avadanlıqlarının törətdiyi yanğınlar E hərfi ilə deyil, elektrik qığılcımının simvolu ilə qeyd olunur [5,6]. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bəzi ölkələrdə, məsələn, Böyük Britaniyada yanğın sinifləri var, məsələn: A sinfi - kağız, ağac və plastik kimi materiallar da daxil olmaqla bərk cisimlərin olması. • – B sinfi - parafin, benzin və yağ kimi mayelərin olması. • – C sinfi - propan, butan və metan kimi yanar qazlar. • – D sinfi - alüminium, maqnezium və titan kimi metal məhsulların olması. • – E sinfi - elektrik cərəyanı və ya elektrik avadanlıqları və aparatları ilə əlaqəli olanlar. F sinfi - ən çox mətbəxlərdə və yemək hazırlama müəssisələrində baş verir və yemək yağı və ya piyi əhatə edir [7]. Yanğından təsirlənən maddələrin, elementlərin müxtəlifliyinə, yanğının yayılma miqyasına və imkanlarına görə, söndürmə vasitələrinin yanğınsöndürmə mexanizmi də müxtəlif olmalıdır. Onun təsiri yanan materialın səthindən istiliyin çıxarılması, soyudulması, oksigenə girişin kəsilməsi, həmçinin alovda baş verən radikal reaksiyaların qarşısının alınması yolu ilə əldə edilə bilər. Bu səbəbdən suya, boş materiallara və qazlara əsaslanan çoxsaylı söndürmə vasitələri (Şəkil 1) mövcuddur. Yuxarıda göstərilənləri nəzərə alaraq, yanğın zamanı insanları, əmlakı və infrastrukturu daha yaxşı qorumaq üçün söndürmə vasitələri modifikasiyaya və davamlı təkmilləşdirməyə məruz qalır. Son illərdə tətbiq edilən modifikasiyalar getdikcə daha çox nanotexnologiyaya əsaslanır (Şəkil 2). Bir tərəfdən ölçüləri nanomiqyasda olan yeni maddələrdən istifadə edilir. Digər tərəfdən, elm adamları artıq məlum olan, hissəcik ölçüləri getdikcə kiçik olan birləşmələrdən istifadə edirlər ki, bu da eyni birləşmələrin yeni xüsusiyyətlərini əldə etməyə imkan verir. Şəkil 2
Təqdim olunan innovativ həllər söndürmə vasitələrinin daha sürətli və daha dəqiq fəaliyyət göstərməsinə imkan verir. Nanohissəciklər daha böyük adsorbsiya səthi ilə xarakterizə olunur ki, bu da yanğın zamanı yayılan birləşmələrlə daha sürətli reaksiyalara səbəb olur. Nanohissəciklər çox vaxt reaktiv oksigen hissəcikləri istehsal etmək qabiliyyətinə malikdir, bu da üzvi, zəhərli birləşmələrin daha sadə, daha az zəhərli və ya neytral birləşmələrə parçalanmasına imkan verir. Buna görə də nanohissəciklərin istifadəsi onun tərkibindəki zəhərli maddələrlə birlikdə tüstünün yayılma riskini azalda bilər, insan həyatı və sağlamlığı üçün təhlükəni minimuma endirir. Buna görə də bu sahədə davamlı tədqiqatlar vacibdir. Bu, bizi əhatə edən dəyişən materiallara, strukturlara və maddələrə adekvat alətlər hazırlamağa imkan verir. Tətbiq olunan yeniliklərin təsirinin izlənilməsi, həmçinin tətbiq olunan həllərin gələcək istiqamətlərini müəyyənləşdirməyə və yanğından mühafizə sahəsində alətləri daim təkmilləşdirməyə imkan verir. Bu icmalın məqsədi aşağıdakı açar sözlərdən istifadə etməklə ədəbiyyat araşdırmasına əsaslanaraq söndürmə vasitələrində nanotexnologiyaya əsaslanan yeniliklər haqqında ən vacib məlumatları təqdim etməkdir: söndürmə agentləri, yanğınsöndürən, köpük, yanğın örtüyü, nanohissəciklər, yanğından mühafizə, yanğın, tüstü . Ədəbiyyata baxış aşağıdakı verilənlər bazalarından istifadə etməklə aparılmışdır: Web of Knowledge, Scopus və Google Scholar. Bu tədqiqat həmçinin Espacenet, Patentscope və Google Patents-i əhatə etdi və nəticədə mövzu ilə bağlı seçilmiş patentlərin təqdimatı oldu. Bu yazıda təhlil həm ədəbiyyat hesabatlarını, həm də patent məlumat bazalarını, fəaliyyəti yanğından mühafizə ilə bağlı olan şirkətlərin hesabatlarını əhatə edir. Əldə edilən məlumatlar effektiv yanğından mühafizə kontekstində tətbiq edilən dəyişikliklərin istiqamətlərini, habelə onların qanuniliyini müəyyən etməyə imkan verəcəkdir. Qeyd etmək lazımdır ki, yanğından mühafizədə istifadə olunan məhsullar müəyyən ölkədə müvafiq qanuni tələblərə cavab verməli və yanğın vəziyyətinə adekvat olmalıdır. Bundan əlavə, bu cür məhsulların müvafiq təsdiq orqanı tərəfindən verilmiş təsdiq sertifikatı olmalıdır. Getmək: 2. Toz söndürmə vasitələri EN 615 standartı [8] quru tozu bir və ya bir neçə əsas komponentdən və xassələrini yaxşılaşdıran əlavələrdən ibarət incə bölünmüş bərk kimyəvi maddələr şəklində söndürmə vasitəsi kimi müəyyən edir [9]. Tozların əsas üstünlüyü yanğına fiziki və kimyəvi təsirin birləşməsidir ki, bu da söndürmə prosesini nisbətən tez aparır. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, tozlar ətraf mühitə mənfi təsir göstərir, yanğından sonra elementlərin toz buludu ilə örtülməsi nəticəsində itkilərə səbəb olur, gözlərə düşmə və ya zəhərlənmə ehtimalı ilə insanlar üçün təhlükə yaradır. dəriyə allergik təsir göstərir. Üstəlik, onlar yüksək qiymət ilə xarakterizə olunur. Kriteriyadan asılı olaraq bir neçə bölmə tapmaq olar. Onlardan biri nəzərdə tutulduğu yanğın siniflərinə bölünməsini nəzərə alır. Buraya "BC" və "ABC" tozları, eləcə də D sinifli yanğınların, yəni metal yanğınlarının söndürülməsi üçün nəzərdə tutulmuş "D" xüsusi toz daxildir. Toz söndürmə vasitələri alovun inhibəsi ilə xarakterizə olunan toz halında kimyəvi birləşmələrdən ibarət kompozisiyalar olduğundan, tozların söndürmə imkanları onların kimyəvi tərkibindən asılıdır və müəyyən növ yanğınların söndürülməsi üçün verilmiş tozun istifadəsini müəyyən edir (Cədvəl 1) [10]. Söndürmə tozlarının effektivliyi onların xassələri ilə, xüsusən də sərbəst radikalları deaktiv etmək qabiliyyəti ilə bağlıdır ki, bu da sonradan zəncirvari yanma reaksiyasının kəsilməsinə təsir göstərir. Bundan əlavə, aşağı ərimə nöqtəsi vacibdir. O, tozun tez əriməsinə imkan verir və yanan materialın səthində qoruyucu təbəqə əmələ gətirir, yanan səthə oksigenin daxil olmasını azaldır. Üstəlik, oksigenə giriş yanan səthin üstündə əmələ gələn söndürmə tozunun buludları ilə məhdudlaşır. Eyni zamanda, toz axınının kifayət qədər yüksək təzyiqi ilə alovlar mexaniki olaraq üfürülür. Qeyd etmək lazımdır ki, qələvi metal duzları sərbəst radikal reaksiyaların qarşısını almaq üçün çox yaxşı bir qabiliyyət ilə xarakterizə olunur; lakin tərkibində eyni anion olan duzların söndürmə effektivliyi müvafiq qələvi metal kationunun mövcudluğundan asılıdır və onun atom kütləsi ilə azalır [11]. Yenə də kalium və natrium iqtisadi səbəblərdən ən çox istifadə olunur. Verilmiş qələvi metal duzunun istifadəsi sıraya görə istifadə olunan aniondan asılı olaraq dəyişən söndürmə səmərəliliyini müəyyən edir: PO43− < SO42− < Cl− < Br− < J− < CO32− < CN− < C2O42−. Tərkibində oksalatlar və siyanidlər olan duzlar güclü toksiklik xüsusiyyətlərinə görə istifadə edilmir [11]. Karbonat tozları B və C sinif yanğınlarını söndürmək üçün, fosfat tozları isə bərk maddələrin, yanar mayelərin və qazların (ABC) yanğınlarını söndürmək üçün istifadə olunur. Xlor tozları isə metal xloridlərə əsaslanan (ən çox NaCl və ya KCl) metal yanğınlarını söndürmək üçün istifadə olunur. Yanğınların söndürülməsində ən böyük səmərəliliyi BC tipli söndürmə tozları, yəni karbonat və karbamid tozlarına əsaslanan tozlar göstərir. Bu tozların duzları, məsələn, natrium hidrogen karbonat NaHCO3, alova inhibitor təsir göstərir və beləliklə, yanğın zamanı sərbəst radikal reaksiyalarının gedişatını ləngidir. Fosfat duzlarına əsaslanan ABC tipli yanğınsöndürmə tozları, həmçinin yanan bərk materialın səthində yanacağı oksidləşdirici maddədən təcrid edərək şüşəvari təbəqə yaradır. Ayırıcı təbəqə fosfat duzlarının termik parçalanması və polifosfatların əmələ gəlməsi nəticəsində əmələ gəlir [12]. Tərkibində ammonium dihidrogen fosfat (NH4)H2PO4 olan ABC tozlarının bir xüsusiyyəti sellüloza materiallarının yenidən alovlanması prosesinə mane olur. Aşağı ərimə nöqtəsinə malik olan metafosfor turşusu (HPO3)3 toz alovla təmasda olduqda meydana çıxır, bərk səthlərdə şüşəvari təbəqə əmələ gətirir və közlə yanan (A) sinifində oksigenlə əlaqəni kəsir [13] ]. Bu proses yanğının söndürülməsindən məsuldur. Quru toz da soyuducu təsir göstərir. Bununla belə, quru kimyəvi tozların parçalanması üçün tələb olunan istilik enerjisi maddənin söndürmə qabiliyyəti ilə güclü şəkildə bağlıdır. Nəticədə maddənin kimyəvi cəhətdən aktivləşməsi və istiliyi udması (“udmaq”) üçün bütün quru kimyəvi maddələr istiliyə həssas olmalıdır. Bundan əlavə, quru kimyəvi tozun püskürtülməsi alov və yanacaq arasında toz buludu yaradır [14]. Bu bulud müəyyən dərəcədə yanacağın alovun yaydığı istilikdən təcrid edir. Quru tozların inhibitor təsiri iki prosesə görə baş verir, yəni homofaz inhibə və ya heterofaz inhibə. Homofaza inhibesinin birinci halında inhibitor kimi fəaliyyət göstərən söndürmə tozu, həmçinin yanacaq və oksidləşdirici maddə eyni qaz fazasındadır [15]. Heterofazanın inhibəsinin ikinci vəziyyətində inhibitor, yəni söndürmə tozu və onun parçalanma məhsulları, həmçinin reaktivlər, yəni yanacaq və oksidləşdirici maddə qaz fazasındadır. İnhibitor qaz halında olan metal hidroksid və ya qaz halında olan metal atomları ola bilər. Qaz halında olan metal hidroksid iki mərhələli reaksiyada oksigen duzlarının pirolizi nəticəsində maye metal oksidi əmələ gətirir və sonra su buxarı ilə reaksiya verir [15,16,17]. Digər tərəfdən, anaerob duzlar hidrogen ionlarının iştirakı ilə parçalanır və su buxarı ilə reaksiya verdikdə metal hidroksid əmələ gətirən metal kationları əmələ gətirir. Sonuncu reaksiya geri dönəndir, bu da alov yanğınlarının söndürülməsində anaerob duzların aşağı inhibitor təsirini izah edir. Bu, əslində yanma prosesini məhdudlaşdıran zəncirvari reaksiyadır. Bu, karbon qazı ilə reaksiya verənə qədər bu ionların rekombinasiyası nəticəsində yaranan qələvi ionlarının güclü azaldıcı xüsusiyyətlərinə görə mümkündür. Bu zaman inhibə prosesi çoxlu keçid komplekslərinin əmələ gəlməsi ilə baş verir [15,16]. Heterofazik inhibə prosesində söndürmə tozu bərk fazada, reaktivlər (yanacaq və oksidləşdirici) qaz fazasındadır. Qaz fazasında mövcud olan radikallar bərk toz hissəcikləri ilə toqquşur; bu da öz növbəsində toqquşmalar nəticəsində enerji itkisi nəticəsində onların yanma prosesində sonrakı iştirakına mane olur. Prosesin belə gedişi rekombinasiya reaksiyalarının yayılma reaksiyalarından üstünlüyünə səbəb olur və yanma prosesi ləngiyir [15,16]. Söndürmə tozlarının effektiv işləməsinə təsir edən başqa bir mexanizm yanacağın oksidləşdiricidən təcrid olunmasıdır. Bu mexanizm tərkibində fosfor turşusu duzları olan yanğınsöndürən tozlar üçün xarakterikdir [18,19]. Bu cür tozlar üzvi mənşəli materialların yanması zamanı baş verən, A qrupu kimi təsnif edilən parlaq kömür əmələ gətirən bərk maddələrin yanğınlarının söndürülməsində xüsusilə faydalıdır. Tərkibində ortofosfat olan söndürmə tozu yanan səthə tətbiq edildikdə, polimetafosfor turşusunun əmələ gəlməsinə səbəb olan dəyişikliklər dövrü keçir. Yanğın şəraitində bu, yüksək özlülüklü maye maddədir, yanğın dayandıqdan sonra yanacağı oksidləşdiricidən izolyasiya edən şüşəli bir təbəqə əmələ gətirir. Bu təbəqə yanan kömürlərin yenidən alovlanma riskini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır (məsələn, sellüloz materiallarda). Müxtəlif metal duzları və su itələyici maddələrin qarışığı olan kompozisiyadan başqa, söndürmə tozunun effektivliyinə mühüm təsir toz dənələrinin ölçüsüdür. Daha kiçik toz hissəcikləri sərbəst radikalları zərərsizləşdirən parçalanma məhsullarının sərbəst buraxılması ilə səth sahəsini artırır və müxtəlif maddələrin hissəciklərini daha sürətli parçalayır. Nəticədə, onlar yanan materialla daha yaxşı qarşılıqlı əlaqəni təmin edir və yanğınsöndürmə qabiliyyətinə müsbət təsir göstərir. Müəyyən edilmişdir ki, müxtəlif hissəcik ölçülərinə malik tozlar ən effektivdir, yəni: • – 20 ÷ 60 μm aralığında ümumi tozun çəkisinin 60-dan 80% -ə qədər; • – 100 ÷ 200 μm diapazonunda ümumi tozun çəkisinin 10-15%-i [20]. Həmçinin müəyyən edilmişdir ki, hissəcik ölçüsü 100 ÷ 200 μm olan fraksiyanın tərkibi toz axınının diapazonuna və onun yanğına nüfuz etmə effektivliyinə müsbət təsir göstərir [20]. Digər tərəfdən, tozun çox kiçik hissəcik ölçüsü yanğın zamanı buraxılan uçucu maddələrin bu hissəciklərə daxil olmasına səbəb ola bilər ki, bu da söndürmə səmərəliliyinin azalmasına səbəb ola bilər [15,16]. İstifadə olunan materialların xüsusiyyətləri və strukturu daha sürətli və daha sürətli dəyişir. Daha çox təhlükəsizliyin və daha yaxşı və effektiv təhlükəsizliyin təmin edilməsi zərurəti ilə bağlı tələblər də dəyişir. Bütün bunlar söndürmə tozlarının effektivliyinin artırılmasına, o cümlədən söndürmə tozlarının strukturunda hərəkətsizləşmiş nanohissəciklərlə söndürmə tozlarının modifikasiyasına yönəlmiş işi tələb edir. Ni və başqaları. [21] məsaməli seolit üzərində NaHCO3 nanohissəciklərini hərəkətsizləşdirməklə yeni növ söndürmə tozunu işləyib hazırlamışdır [21]. Üzvi və qeyri-üzvi əlavələrlə kalium duzlarına əsaslanan yeni toz bilyalı dəyirmandan istifadə etməklə hazırlanmışdır [22]. Nəticələr göstərdi ki, dəyişdirilmiş tozlar kommersiya məhsulları ilə müqayisədə yanğının söndürülməsində daha üstündür. Tədqiqat işi tərkibində nanohissəciklər olanlar da daxil olmaqla maqnezium hidroksidinin istifadəsinə yönəldilib [23]. Müəyyən edilmişdir ki, hazırlanmış toz ticari BC və ABC tozları ilə müqayisədə daha yüksək söndürmə səmərəliliyi ilə xarakterizə olunur. Melamin siyanurat və fosfor əsaslı ODOPB (fosfor ODOPB—10-dihidro-9-oksa-10-fosfafenantren-) əlavə edilmiş maqnezium hidroksid nanohissəciklərindən ibarət söndürmə tozu üçün çox yaxşı söndürmə effektivliyi əldə edilmişdir. [24]. Nanokompozitin homojenliyini artırmaq üçün söndürmə tozunun komponentləri yaş, quru və ultrasəs üsulu ilə qarışdırılıb. Nanokompozit ilə yanğınsöndürmə müddəti kommersiya ABC-MAP tozundan 45,2% daha qısa idi [24]. Bundan əlavə, istifadə olunan nanokompozitin miqdarı kommersiya tozundan 63,2% az idi. Bu nanokompozit yanğınsöndürmə tozunun mümkün təsir mexanizmi də müzakirə olunub. Əldə edilmiş nəticələr əsasında müəyyən edilmişdir ki, bu halda söndürmə mexanizmi mürəkkəbdir və eyni vaxtda baş verən kimyəvi və fiziki proseslərdən, həmçinin soyutma və alov söndürmə effektindən ibarətdir [24]. Qeyd etmək lazımdır ki, quru kimyəvi tozlar aşağı və normal temperaturda yaxşı dayanıqlığa malikdir. Daha yüksək temperaturda bəzi əlavələr əriyir və yapışqanlığa səbəb olur; buna görə də saxlama temperaturunun 50 °C-dən çox olmaması tövsiyə olunur. Yanğın temperaturunda quru kimyəvi tozun tərkibində olan aktiv maddələr parçalanır və öz söndürmə funksiyalarını yerinə yetirir. Əsas maddələrdən başqa, söndürmə tozlarının tərkibinə yanğınsöndürənlərin işini yaxşılaşdırmaq üçün cavabdeh olan müxtəlif əlavələr, o cümlədən su ilə nəmlənməyə davamlılıq, axıcılıq, qabıqlanmaya davamlılıq və kapsulyasiyanı asanlaşdıran maddələr də daxildir. Ədəbiyyat hesabatları göstərir ki, yanğınsöndürən tozların söndürmə xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün hələ də iş aparılır.Nie et al. [25] toz yığılması problemini həll etmək üçün seolitin məsamə strukturuna nanometr ölçülü, çox incə natrium bikarbonat tozunu daxil etdi. Bu, tozların alova səmərəli şəkildə nüfuz etməsinə və daha yaxşı söndürmə performansına nail olmağa imkan verdi [25,26]. Halbuki Kuang et al. [22] aşkar etmişlər ki, ultra incə tozun söndürmə qabiliyyəti təkcə toz səthinin strukturunun ölçüsü ilə deyil, həm də yanğınsöndürən maddənin əsas tərkib hissələri ilə bağlıdır. Təcrübə göstərdi ki, nanometrik maqnezium hidroksid tozunun kommersiya quru ammonium hidrogen karbonat tozundan daha yüksək söndürmə effektivliyi var [26,27]. Koshiba və başqaları. [28] yanmanın qarşısının alınması ilə bağlı eksperimental tədqiqat aparmış və aşkar etmişdir ki, metalosen tozunun ümumi istifadə edilən ammonium dihidrogen fosfatdan daha çox yanğınsöndürmə faydaları vardır. Ferrosenin minimum söndürmə konsentrasiyası ammonium dihidrogen fosfatdan 11 dəfə aşağı idi ki, bu da ferrosenlə təmsil olunan metalloseninin daha təsirli olduğunu göstərir. Tərkibində manqan və sink olan birləşmələrin metan-hava alovunun yanma sürətinə təsiri Linteris və başqaları tərəfindən eksperimental olaraq tədqiq edilmişdir. [26,29] və dəmir pentakarbonil Fe(CO)5 və CF3Br bromotrifluorometan ilə müqayisə edildi. Tərkibində manqan və ya sinkin nanohissəcikləri olan tozların alovun söndürülməsində daha effektiv olduğu, sink birləşmələrinin yanğınlarının dayandırılmasının effektivliyinin isə CF3Br-dan iki dəfə yüksək olduğu müəyyən edilmişdir [26]. Bazarda mövcud olan tipik bir söndürmə tozu (məsələn, ABC söndürmə tozu: xüsusi səth 0,34-0,46 m2/g) çökmə vaxtı və kiçik təmas səthinə görə qeyri-kafi ola bilər, məsələn, qaz alovunu söndürərkən (Şəkil 3). Bu tip yanğınların söndürülməsi üçün həll yolu 7,3 sm/gün sürətlə havaya düşən, aerozol buludu yaradan nanotozlardır (dənənin diametri təqribən 100 nm, xüsusi səth sahəsi 25–100 m2/q) olan söndürmə səmərəliliyi təqribən. adi tozdan 30 dəfə böyükdür [30,31]. Bununla belə, yadda saxlamaq lazımdır ki, bütün nanotozların söndürmə xassələri yoxdur, buna nümunə NiO nanohissəcikləri olan bir tozdur. Söndürmə məqsədləri üçün ZrO2 yaxşı işləyir, çünki metan yanmasını maneə törədir. Söndürən aerozollar da maraqlı bir həlldir, yəni xüsusi aerozol generatorlarında bərk yanmanın reaksiyası nəticəsində yaranan yanğınsöndürmə vasitələridir. Bu üsul havadakı oksigen səviyyəsini azaltmır. Aerozolların söndürülməsinin vəzifəsi yanma prosesləri nəticəsində yaranan sərbəst radikalları yüksək effektiv və təsirli söndürmə aerozolları ilə birləşdirməkdir. Onun aktiv səthlərdə mövcud olan mikro və ya nanohissəcikləri fiziki-kimyəvi reaksiyalar zəncirini qırır. Bu tədbirlərin istifadəsi ətraf mühitə təsir göstərir, çünki yanğın yerində çirkləndiricilərin izi qalır. Aerozolların istehsalında yaranan məhsulların tərkibində insan orqanizminə və ətraf mühitə zərərli təsir göstərən ammonyak, azot oksidləri, dəm qazı və hidrogen sianid kimi maddələr vardır [32]. Şəkil 3 Nanotexnologiyanın istifadəsi ilə standart və dəyişdirilmiş söndürmə tozlarının müqayisəsi. Söndürən aerozolların tərkibində korroziyaya səbəb olan maddələr olmasa da, sulu mühitdə onlar pH 8-10-a çata bilər ki, bu da yüksək pH-a həssas materiallara və avadanlıqlara zərər verə bilər. Çöküntüdən sonra çökən aerozolların qələvi reaksiyasına görə, onların "təmiz otaqlarda" istifadəsi tövsiyə edilmir. Həm də təmin edilməlidir ki, axındakı yüksək temperaturda yanğınsöndürən axıdılması zamanı yanmasın. Əlavə təhlükə hadisə zamanı metal nanohissəciklərin və metal oksidlərinin buraxılması ola bilər. Bu birləşmələrin çoxu yüksək reaktivdir [33]. Yanğınsöndürmə spreyləri kalium karbonatları və nitratlara əsaslanır. Onlar 200 nm diapazonunda taxıl ölçüsünə malikdirlər və aerozolların buraxılma temperaturlarında, yəni > 1000 °C-də aktiv mərkəzlər ola bilirlər və alovun yanma reaksiyasını dəstəkləyən radikallarla dərhal reaksiya verirlər [32,34]. Aerozollar A, B, C və F siniflərinin yanğınlarına və 36 kV-a qədər gərginliyə malik elektrik cihazlarına tətbiq olunur. Onlar həmçinin arxivlərdə və abidələrdə yanğınlar zamanı (xüsusilə girişi çətin olan), silah sənayesində və dəniz hadisələri zamanı istifadə olunur. Onlar daimi yanğınsöndürmə sisteminin bir hissəsi ola bilən və ya müstəqil yanğınsöndürmə qurğusunu təşkil edən söndürmə aerozol generatorları ilə istehsal olunur və buna görə də müəyyən tələblərə cavab verməlidir [35]. Yanğın generatorlarının necə işə salınmasından asılı olaraq, aerozol yerli və ya həcmli təsir göstərə bilər. Onun effektivliyi ətraf mühit şəraitindən asılı olaraq da dəyişə bilər. Bərk cismin inkişaf etmiş səthi və kimyəvi reaksiyanın növü də vacibdir. Əhəmiyyətli dərəcədə artan səth sahəsinə malik olan nanohissəciklərin vəziyyətində, nisbətən daha böyük ölçülü hissəciklərə nisbətən daha yüksək yanğın söndürmə səmərəliliyi müşahidə olunur. Bununla belə, hissəciklərin ölçüsünün azalması hissəciklərin yığılması ehtimalına təsir edir, bu da hissəciklərin səthinin alov radikalları ilə çətin təması ilə nəticələnə bilər. Biel və başqaları. [32] həmçinin müəyyən etmişlər ki, aerozolun nanoölçülü atomizasiyasını təyin edən parametrlərdən biri ətraf mühitin rütubətidir ki, bu da digərləri ilə yanaşı taxılın paylanmasına və beləliklə də FP-40C tipli söndürmə aerozolunun səthi aktivliyinə təsir göstərir. 32]. Tədqiqatın nəticələri göstərdi ki, quru (30% rütubət) və çox rütubətli (90% rütubətli) mühitlərdə aerozol nanohissəciklərinin sayı həm aqreqasiya, həm də yığılma nəticəsində zaman keçdikcə azalır və aerozolun atomlaşmasının söndürülməsi üçün ən əlverişli şərait bir mühitdə yaranır. təqribən rütubətli mühit. 70%. Bu, alovda baş verən zəncirvari reaksiyalardan su radikallarının daha effektiv tutulması ilə bağlı ola bilər [32]. Söndürmə kompozisiyalarına ümumi əlavələr də silisiumlardır [36] (alov və ya çökdürülmüş), metal stearatlar, talk [34]. Toz kompozisiyalarında funksional əlavələrin optimal tərkibinin axtarışı olduqca çətin məsələdir. Əlavənin çox aşağı nisbəti tozun faydalı xüsusiyyətlərinin pisləşməsinə səbəb olur və zəmanətli raf ömrünü qısaldır. Funksional əlavənin miqdarı toz hissəciklərinin səth sahəsinə nisbətən həddindən artıq olarsa, təmasların sayının artması və aşqar hissəcikləri arasında təsir edən əlavə sürtünmə qüvvələrinin artması səbəbindən tərkibin axını pisləşir [37,38]. . Dinamik şəraitdə əldə edilən məlumatlar yüksək axın sürətlərində tozların davranışını proqnozlaşdırmağa imkan verir [39]. Təxminən 65 nm hissəcik ölçüsü olan hidrofoblaşdırılmış nanosilikanın ammonium fosfat yanğınsöndürmə tozlarına əlavə kimi effektivliyi Şamsutdinov və digərlərinin tədqiqat mövzusu olmuşdur. [40]. Söndürmə komponentinin səthi bərabər şəkildə sferik hidrofoblaşdırılmış nanosilikat nanohissəcikləri ilə örtülmüşdür. Nanosilikanın əlavə edilməsi söndürmə tozunun hissəcikləri üzərində hidrofobik örtük əldə etməyə imkan verdi. Kaplanmış hissəciklərin görünən təmas bucağının 160°-dən çox olduğu aşkar edilmişdir. Ticarət və sınaqdan keçirilmiş söndürmə tozlarının dinamik axın müqaviməti müqayisə edilmişdir. Qazlı sınaq tozunun xüsusi enerjisi və axın enerjisi nisbətən aşağı idi ki, bu da dinamik proseslərdə hissəciklər arasında zəif aerodinamik qarşılıqlı əlaqənin olduğunu göstərir. Müəyyən edilmişdir ki, sınaqdan keçirilmiş tozun püskürtmə müqaviməti sınaqdan keçirilmiş söndürmə tozları (o cümlədən kommersiya xarakterli) arasında ən aşağıdır və buna görə də o, ən yaxşı axına malik olaraq xarakterizə edilmişdir. Oxşar nəticələr böyük xüsusi səthi 1400 m2/q-dan çox olan müxtəlif strukturların (MCM-41, MCM-48 və SBA-15) mezoporoz nanosilikatlarından istifadə etməklə əldə edilmişdir [41]. Belə nanosilikatların ammonium fosfat əsaslı söndürmə tozlarının axıcılığını yaxşılaşdırdığı aşkar edilmişdir. Yuxarıda göstərilən nanosilikat ammonium fosfat əsasında söndürmə tozlarının axıcılığının yaxşılaşmasına müsbət təsir göstərmişdir. Göstərilmişdir ki, tozun (və ya aqlomeratların) hissəcik ölçüsünün azalması ilə toz hissəcikləri arasında daxili sürtünmə azalır [42,43]. Parçacıq ölçüsünün paylanması da vacibdir. Məlum olmuşdur ki, hissəcik ölçüsünün dar paylanması daha yaxşı axın xassələrinə malik toz əldə etməyə imkan verir [44]. Veregin və Bartha [45] göstərdi ki, funksional nanoadditivin hissəcik ölçüsü toz materialların axın xüsusiyyətlərinə təsir edir və hissəciklərarası qarşılıqlı təsir qüvvələrindən və tozların səthinin təmas radiusundan asılıdır. Hissəcik ölçüsünün azalması onların təmas səthinin azalması ilə müşayiət olunur ki, bu da hissəciklərarası qüvvələrin təsirinin azalmasına səbəb olur. Məlum olmuşdur ki, tozların qarışdırma müddətinin artırılması tozların xassələrini yaxşılaşdırır [46]. Bu effekt söndürən toz hissəciklərinin silisium nanohissəcikləri ilə örtülməsinin homojenliyinin artırılması və silisium nanohissəciklərinin yığılma ehtimalının azaldılması imkanından irəli gəlir. Müəyyən edilmişdir ki, hidrofobik əlavələrin istifadəsi hissəciklər arasında kapilyar körpüləri aradan qaldırmaqla materialların axıcılığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır, bununla da toz tərkiblərində hissəciklərin aglomeratlarının asanlıqla qırılmasını təmin edir [47,48]. Vurğulamaq lazımdır ki, silisium nanohissəciklərinin miqdarı toz halında olan söndürmə materialının səth sahəsindən artıq olarsa, nanohissəciklə hissəciklər arasında təmas və sürtünmə qüvvələrinin artması səbəbindən kompozisiyanın axın xüsusiyyətləri azalır [49,50]. Nanohissəciklərin tətbiqi ilə söndürmə tozlarının xassələrinin modifikasiyası onların söndürmə effektivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir (Cədvəl 2) və hadisə zamanı insanların və əmlakın təhlükəsizliyini yaxşılaşdırmağa imkan verir. Söndürmə tozuna nanohissəciklərin daxil edilməsi söndürmə tozunun xüsusiyyətlərini dəyişdirir: • – tozun təsir mexanizmini dəyişdirən və belə tozun söndürmə effektivliyini artırmağa imkan verən nanohissəciklərin daxil edilməsindən sonra söndürmə tozunun hissəciklərinin tərkibinin dəyişdirilməsi; • – söndürən toz hissəciklərinin səthində nanohissəciklərin hərəkətsizləşdirilməsi, bu da onların mayelik və ya hidrofobiklik kimi fiziki xassələrini dəyişdirərək, tozun söndürmə səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Qeyd etmək lazımdır ki, nanomaddələr səthin ölçüsü, taxılın və ya quruluşun forması və ölçüsü ilə şərtlənən müxtəlif aktivliklə xarakterizə olunan ətraf mühitə buraxılır. Buna görə də onların insan sağlamlığına və ətraf mühitin təhlükəsizliyinə müxtəlif təsirləri ola bilər. Buna görə də, yeni həllər təqdim edərkən, toksikologiya və biodeqradasiya və ya ətraf mühitdə mövcud olan birləşmələrlə qarşılıqlı əlaqə sahəsində qiymətləndirmə aparmaq lazımdır. 3. Köpük konsentratları Xilasetmə və yanğınsöndürmə əməliyyatlarında istifadə olunan köpük konsentratları köpük, yəni mayedən hazırlanmış baloncuklar yaratmaq üçün istifadə olunur. EN 1568 seriyalı standartlar su ilə qarışmayan və/və ya qarışan mayelərə səth tətbiqi üçün uyğun olan orta, yüngül və ağır genişlənən köpüklərin istehsalı üçün nəzərdə tutulmuş söndürmə köpüklərinin fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinə və minimum effektivliyinə dair tələbləri müəyyən edir. EN 1568 standartı [51] köpüklü söndürmə vasitələrinin növlərini fərqləndirir: sintetik (S), zülal (P), flüoroprotein (FP), spirtə davamlı (AR), sulu film əmələ gətirən konsentratlar (AFFF), floroprotein su filmi -formalaşdırıcı maddələr (FFP) və flüorsuz köpük konsentratları (F3). Sintetik köpükləndiricilərin (S) tərkibi, tərkibində flor-orqan birləşmələri olmayan səthi aktiv maddələrə əsaslanır. Zülal agentləri (P) tərkibində heyvan mənşəli hidrolizə edilmiş zülal maddələri və flüoroprotein (FP) və film əmələ gətirən flüoroprotein konsentratları (FFFP) əlavə olaraq flüorlu səthi aktiv maddələr var. AFFF tərkibi karbohidrogenlərin və flüorlu köpükləndiricilərin qarışıqlarına əsaslanır, bunun sayəsində bəzi yanacaqların səthlərində su filmi yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Alkoqol davamlı köpükləndiricilər (AR) onların tərkibində yuxarıda göstərilən maddələrin qarışığını, əlavə olaraq köpükləri spirt səthində polimer film yaratmaq qabiliyyətinə malik olan qütb mayelərinə davamlı edən maddələri ehtiva edir. Flüorsuz köpük konsentratları (F3) AFFF və/və ya AR köpüklərinə bənzər tətbiqlər üçün nəzərdə tutulub. Onlar karbohidrogen səthi aktiv maddələrin və flüor olmayan stabilizatorların qarışıqlarına əsaslanır [52]. Qarışıqlarda həmçinin korroziya inhibitorları və donma nöqtəsini aşağı salan maddələr var [53,54]. Avropa İttifaqı Komissiyasının [55] Əsasnaməsinə uyğun olaraq, 4 iyul 2020-ci il tarixindən etibarən aşağıdakılar istehsal oluna və ya bazara çıxarıla bilməz: tərkibində perfluorooktan turşusu (PFOA) və ya onun duzları 25-ə bərabər və ya daha yüksək konsentrasiyada olan köpükləndiricilər ppb PFOA, o cümlədən onun duzları və ya 1000 ppb bir törəmə və ya onların kombinasiyası. Təhlükəli maddələrdən istifadənin ekoloji problemi, tərkibində flüor olmayan digər səthi aktiv maddələrin əlavə edilməsi və ya uzun zəncirli flüorokarbon səthi aktiv maddəsini əvəz etmək üçün az miqdarda qısa zəncirli flüorokarbon səthi aktiv maddənin əlavə edilməsi ilə həll edilir. Köpük həm yanğınları söndürmək üçün istifadə olunur, əsasən B sinfi, həm də A sinfi. Qütb mayelərinin yanğını zamanı bu məqsəd üçün xüsusi olaraq hazırlanmış köpük yaradan maddələrin istehsal etdiyi köpükdən istifadə etmək lazımdır. Yanğınsöndürən köpüklər qaz yanğınlarını söndürmək üçün tamamilə yararsızdır. Alüminium üzvi birləşmələri, metallar və ya karbid kimi su ilə reaksiya verən maddələrin yanğınlarını söndürərkən əlavə təhlükələr yarana bilər [56]. Buna görə də, yanğın köpükləri ilk növbədə kimya, qida və ya koks sənayesi zavodlarında, eləcə də neft emalı və neft-kimya zavodlarında yanan mayeləri söndürmək üçün istifadə olunur. Söndürən köpüklərin xassələri köpük həcminin köpük meydana gəldiyi məhlulun həcminə nisbəti ilə müəyyən edilir, sözdə köpüklənmə sayı ilə ifadə edilir. Müvafiq köpükləndirici maddələrin istifadəsi yüngül, orta və ağır genişlənən köpük əldə etməyə imkan verir (Şəkil 4). Köpüklərin xassələri, köpüklənmə sayına əlavə olaraq, dispersiya, köpük davamlılığı və ya axıcılıq kimi parametrlərlə də müəyyən edilir. Köpük qabarcıqlarının parçalanma dərəcəsi dağılma qabiliyyətini müəyyən edir. Sınaq nəticələri göstərdi ki, qabarcıq diametri nə qədər böyük olarsa, dağılma qabiliyyəti də bir o qədər kiçik olur [57]. Köpüyün istehsal zamanı əldə etdiyi xassələrini saxlamaq qabiliyyəti, köpükləndiricinin sulu məhlulunun oradan boşaldılması müddəti əsasında müəyyən edilir. Davamlılıq yalnız köpüklənmə və ya dağılma sayından deyil, həm də köpükləndiricinin konsentrasiyası və xassələri, köpük istehsalı üçün əsas olan suyun keyfiyyəti kimi elementlərdən asılıdır. Tədqiqatın nəticələri göstərdi ki, qabarcıqların məhv edilməsi prosesi nə qədər yavaş gedirsə, köpük bir o qədər davamlıdır və yanan materialın səthinə nə qədər tez yayılsa, köpük bir o qədər az məhv olur və yanğın daha tez söndürülür [57,58]. Buna görə də, agent hazırlayarkən yanğının və havanın temperaturundan və köpüyün təmasda olduğu mühitin növündən asılı olaraq söndürmə köpüyü davranışının formalaşmasını da nəzərə almaq lazımdır [57,58]. Yanğın köpükləri, su məhlulunun və köpük konsentratının aşağı səth gərginliyinin yaradılması sayəsində, su filminin alovlu mayedən daha ağır olmasına baxmayaraq, onun səthinə sərbəst şəkildə yayılmasına imkan verir. Bu, yanan qazların və buxarların yanma zonasına daxil olmasının qarşısını alır, yanğın zonasının soyumasına imkan verir. Düzgün tətbiq olunan köpük təbəqəsi yanma zonasının aradan qaldırılmasına və yanğın zonasının soyumasına imkan verir. Buna görə də, köpüklü söndürmə agentinin istifadəsi ilə yanğınsöndürmə işinin effektivliyi yalnız onun düzgün tətbiqindən deyil, həm də köpük konsentratının keyfiyyətindən asılıdır [58]. Buna görə də qeyd etmək lazımdır ki, söndürmə köpüyü termodinamik cəhətdən qeyri-sabit dispersiya sistemidir və çətin şəraitdə köpüyün dayanıqlığı hələ də onun istifadəsinin effektivliyini və təhlükəsizliyini müəyyən edən vacib elementdir. Buna görə də, nanohissəciklər də daxil olmaqla, yeni agentlərin tətbiqi yolu ilə köpük söndürən maddələrin sabitliyi üzərində iş aparılır [59]. Məsələn, Li et al. [60] üçölçülü qəfəs strukturuna və alov gecikdirici təsirə malik titan dioksid (H-TiO2)/gel sistemindən istifadə etmişdir. H-TiO2 köpük geli akril turşusu (AA) və akrilamidin (AM) natrium borat və H-TiO2 ilə qarışdırılması yolu ilə əldə edilmişdir, optimal gelləşmə müddəti 40 °C-də 18 dəqiqə, çarpaz birləşdirici maddə və təşəbbüskarın konsentrasiyasıdır. 0,3 ağırlıq % və 0,4 ağırlıq % olmuşdur. Əldə edilən nəticələr göstərir ki, kömür nümunəsi üçün H-TiO2 köpük gelinin alovlanma müddəti (TTI) xam kömür nümunələri ilə müqayisədə 12 dəfəyə qədər çox olub, maksimum istilik buraxma dərəcəsi (HHR) isə 56,59% azalıb. və minimum ümumi emissiya istilik (THR) 32,04% azaldı [60,61]. Alüminium hidroksid nanohissəcikləri (Nano-ATH) yüksək sabitliyə malik nano-ATH köpüyü hazırlamaq üçün kompozit köpükləndirici məhlulun əlavəsi kimi istifadə edilmişdir [62]. İşin nəticələri göstərdi ki, nano-ATH əlavə edildikdən sonra köpük maye plyonkasının özlü elastik modulu 0,91 mN/m-dən 3,08 mN/m-ə, köpükün həcmi isə 380 ml-dən 700 ml-ə yüksəlib. Kütləvi konsentrasiyada 2% olan maye filmin mexaniki möhkəmliyində də artım müşahidə edildi, çünki köpükün yarı ömrü 78 saniyədən 453 s-ə qədər artdı. Nano-ATH köpüyü olan karbon nümunələrində alovlanma müddəti 26 saniyədən 176 saniyəyə yüksəldi, yanmanın dayanıqlı müddəti 520 saniyədən 211 saniyəyə qədər azaldı, istilik buraxma sürəti 117-dən 58 kVt/m2-ə qədər azaldı. pik tüstü hasilatı yanma zamanı 0,084-dən 0,0049 m2/s-ə qədər azalmışdır ki, bu da yaxşı alov gecikdirən xassələri və tüstünün yatırılmasını göstərir [62]. Bundan əlavə, toksik olmayan LC50/LD50 sertifikatına malik nano-köpüklü söndürmə vasitələri hazırlanmışdır. Onlar neftə və yanğına qarşı yüksək müqaviməti, həmçinin elektrik yanğınını söndürmək üçün su ilə qarışdırıldıqda effektiv izolyasiya ilə xarakterizə olunur [63]. Cihazlarda istifadə edilən nanohissəciklərin ölçüsü orta hesabla 80-150 nm arasında dəyişir. Flüorosurfaktant əlavə edildiyinə görə köpük yaxşı axıcılığa malikdir və nanoköpüklü söndürmə vasitələri neftlə çirkləndikdə neftin səthində nazik təbəqə əmələ gətirmək üçün yüksək təzyiqli qazla püskürtülür. İstifadə olunan materialın zərifləşdirilməsi texnologiyası sayəsində köpük daha yaxşı parametrlər əldə edir və daha geniş ərazini əhatə edir və beləliklə, qazın yanmasını effektiv şəkildə bloklayır, yanğın söndürüldükdən sonra yanacaq buxarlarını boğur və havanın əks axınının qarşısını alır. Nanohissəciklərdən istifadə ideyası sulu film əmələ gətirən konsentratların (AFFF) təkmilləşdirilməsi üzrə tədqiqatlarda istifadə edilmişdir. 3-12 ağırlıq hissəsi mürəkkəb səthi aktiv maddədən, 10-150 hissə nanohissəciklərdən, 0,3-1 hissə stabilizatordan, 15-30 hissə dispersantdan, 3-9 hissə antifrizdən, 1-10 hissədən ibarət struktur hazırlanmışdır. hissələri dayandırıcı agent və su [64]. Süspansiyonun hazırlanması üçün silikon dioksid, alüminium hidroksid, alüminium oksidi, maqnezium hidroksid, maqnezium oksidi, sürmə oksidi, kalsium karbonat, dəmir oksidi və sürmə trioksidin nanohissəciklərindən istifadə edilmişdir. Köpüyü hazırlamaq üçün süspansiyon şəklində olan nanohissəciklər mürəkkəb səthi aktiv maddə məhlulu ilə bərabər şəkildə qarışdırılıb. Söndürmə agentinə qısa zəncirli flüorokarbon səthi aktiv maddə və ya kompleks səthi aktiv maddə üzvi silikon səthi aktiv maddə və karbohidrogen səthi aktiv maddə ilə birləşdirilərək kompakt köpük təbəqəsi və qapalı su filmi təbəqəsi əmələ gətirildi və köpükün adekvat dayanıqlığı və istilik izolyasiyası əldə edildi. Nanohissəciklərin əlavə edilməsi köpük təbəqəsinin istilik izolyasiya xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırdı və çox yüksək xarici temperaturun yaratdığı köpüyün sürətli krekinqinin qarşısını aldı. Tərkibində digər komponentlərdə yayılmış nanohissəciklər olan köpüyün müvafiq dispersliyi və sabitliyi bərk və maye yanğınların söndürülməsinin effektivliyinə və idarə olunmasına müsbət təsir göstərir [64]. Əlavə etmək lazımdır ki, silisium geniş səthi və suyu udmaq qabiliyyəti ilə xarakterizə olunan köpüklərdə geniş istifadə olunur. Köpük səthləri örtür, onları alov cəbhəsinin yayılmasından qoruyur və yanacağı oksigendən ayırır. Bundan əlavə, aşağı genişlənən köpüklər əhəmiyyətli soyutma təmin edir [65,66,67]. Müstəsna istilik dayanıqlığı, mexaniki dayanıqlığı və biouyğunluğu ilə xarakterizə olunan böyük ölçülü ultrasürətli gelləşmiş köpüklər hazırlanmışdır. Onlar 2-30 Pa·s-dən 100 Pa·s-ə qədər özlülük diapazonunda idarə olunan jelləşən hibrid silisium köpüklərinin istehsalına imkan verir. Köpük, ~10-20 nm-lik dar hissəcik ölçüsü paylanmasına malik sifarişli silisium nanohissəciklərindən ibarətdir. Əldə edilən nəticələr silisium əsaslı sol-gel köpüklərinin söndürmə effektivliyinin adi sudan təxminən 50 dəfə yüksək olduğunu göstərir. Əhəmiyyətli olan odur ki, biodeqradasiya indeksi cəmi 3 gündür, hətta adi köpükləndiricilər üçün bu göstərici bir neçə dəfə yüksəkdir [68]. SiO2 nanohissəcik-kationik səthi aktiv maddə tetradesiltrimetilammonium bromid (TTAB) qarışıqlarının istifadəsi ilə güclü köpük stabilləşdirici effekt SiO2 nanohissəciklərinin kütlənin 2%-i qədər aşağı konsentrasiyalarda əldə edilmişdir [69]. Binks və başqaları. [70] tapdılar ki, xloro- və metil-silanlarla modifikasiya olunmuş silisium nanohissəcikləri, hətta proporsionallıq olmadan bir neçə gün köpüyü sabitləşdirə bilər. Bərk hissəciklər maye filmindəki mayenin axın müqavimətini artırır, beləliklə, köpüyü sabitləşdirə bilirlər [71,72]. Karbohidrogen yanacaqlarının yanğınları zamanı istifadə olunan köpüklər üzərində iş aparılır. Perftorlu səthi aktiv maddələrə əsaslanan hazırkı yanğından mühafizə formulaları yüksək zəhərlidir və çox zəif bioloji parçalanma qabiliyyətinə malikdir, qida zəncirində yayılır və uzun müddət ərzində bir çox növə təsir göstərir. İş metal karbonat nanohissəciklərinin və maye ion səthi aktiv maddələrin kompozitlərini, nanokapsullaşdırılmış metal karbonat ionları (NEIL) şəklində səthi aktiv maddələri əhatə edir ki, bu da sabit köpük yaratmaq və oksigendən məhrum olan CO2-ni buraxmaq mümkün olsun [73,74] ]. Köpükləşdirici maddələrin modernləşdirilməsi üçün nanotexnologiyanın tətbiqi üzrə işlərin nəticələrinin təhlili göstərdi ki, işlərdə silisium nanohissəciklərindən daha çox istifadə olunur (Cədvəl 3). Nanohissəciklərin əlavə edilməsi yanğınsöndürən köpüklərin dayanıqlıq, söndürmə səmərəliliyi və tüstünün basdırılması baxımından xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır. və beləliklə, həm insanların, həm ətraf mühitin, həm də əmlakın təhlükəsizliyini yaxşılaşdırır. Bununla belə, yanğınsöndürən köpüklər az və ya çox dərəcədə ətraf mühitə və insan sağlamlığına təsir göstərə bilər. Köpük tərkibini təşkil edən sintetik səthi aktiv maddələrin və digər kimyəvi maddələrin olması insanlara qıcıqlandırıcı və zəhərli təsir göstərə bilər və ətraf mühitin əhəmiyyətli dərəcədə çirklənməsinə səbəb ola bilər. Nanohissəciklər insanlara və ətraf mühit proseslərinə də əhəmiyyətli təsir göstərə bilər. Səthi aktiv maddələrlə göstərildiyi kimi, davamlı kanserogen birləşmələr olan karbohidrogenlər kimi qeyri-qütblü maddələr torpağa və yeraltı sulara keçərək insan sağlamlığı və ətraf mühitin keyfiyyəti üçün təhlükə yarada bilər. Buna görə də, dəyişikliklər yalnız effektiv və tez yanğınsöndürmə baxımından effektivliyi deyil, həm də ekoloji təhlükəsizlik riskini minimuma endirməlidir. Getmək: 4. Digər yanğınsöndürmə vasitələri Əsasən mövcudluğu, aşağı qiyməti və nisbətən yaxşı söndürmə xüsusiyyətlərinə görə ən çox istifadə edilən söndürmə vasitəsi sudur. Suyun söndürmə xüsusiyyəti onun soyuducu təsiri ilə bağlıdır. Yanan materialın və yanma zonasının temperaturunu aşağı salır. Söndürmə zamanı yaranan su buxarı sərbəst radikalların yanan qazlarla reaksiyasını maneə törədir, bunun sayəsində yanma zonasını sulandırır və izolyasiya effektinə malikdir [75]. Yanğınları söndürmək üçün suyun istifadəsinə əks göstəriş, su ilə təmasda olan yüksək temperaturda şiddətlə reaksiya verən və əlavə təhlükə yaradan yanan materialların yanğınlarıdır. Bunlar, yəni otaq temperaturunda və ya yanma temperaturunda su ilə reaksiyaya girərək böyük miqdarda istilik buraxan metalların yanğınlarıdır [15,76]. Suyun söndürmə effektivliyinin artırılması onun fiziki xassələrini dəyişən kimyəvi birləşmələrin əlavə edilməsi ilə mümkündür. Bu birləşmələrin məqsədi suyun səthi gərginliyini azaltmaqdır ki, bu da suyun bərk yanan materialların səthinə daha yaxşı udulması ilə nəticələnir. Suyun səthi gərginliyini azaldan birləşmələrə, digərləri ilə yanaşı, nəmləndiricilər, yəni molekulunda flüor atomları ilə doymuş hidrofilik zəncir olan birləşmələr, məsələn, alifatik turşu sulfamidin kalium duzuna əlavə olunur. 0,5-2% miqdarında su, qatılaşdırıcılar (15-25%) və ya qatılaşdırıcılar - islatma [77]. Məsələn, Dali et al. [78] göstərdi ki, maye karbohidrogenlərin tərkibində karbon nanostrukturları (CNS), məsələn, funksionallaşdırılmış çoxdivarlı karbon nanoborular (MWCNTs) ilə söndürülmə müddəti mayelərin incə bölünmüş su ilə söndürülməsindən orta hesabla 3,5-5,0 dəfə qısadır. . Nəmləndirici maddələr və aşqarlar, yanan neft məhsulunun səthində bir film yaradaraq, istilik qəbuledicisinin intensivliyini artırır. Karbon nanoboruları aşağı konsentrasiyalarda istilik keçiriciliyini artırır və mayelərin reoloji xassələrini dəyişir [79]. Həmçinin müəyyən edilmişdir ki, MSS-nin su əsaslı şlamları əsasən soyuducu və seyreltici təsir göstərən söndürmə agentləridir. Süspansiyon damcıları yanma zonasına daxil olur, bu da qaynama nöqtəsinə qədər sıx bir istiləşməyə səbəb olur. Belə proses yanma zonasının buxarlanmasına və soyumasına səbəb olur və alov yanma zonasında kifayət qədər miqdarda su buxarı ilə söndürülür [78,80]. Bununla belə, yadda saxlamaq lazımdır ki, nanohissəciklərin çox yüksək konsentrasiyası nanohissəciklərin yığılmasına gətirib çıxara bilər ki, bu da süspansiyonların effektiv istilik keçiriciliyini və buxarlanmanın xüsusi istiliyini azaldır. Qeyd etmək lazımdır ki, suyun yaxşı axıcı olması səbəbindən onun böyük hissəsi yanğın yerinə səpildikdə itir. Böyük miqyaslı yanğınlar, yanğının sürətlə yayılması üçün böyük miqdarda su tələb olunur və söndürüldükdə əhəmiyyətli çətinliklər yaradır. Tez-tez, güclü küləklər və yüksəklikdən agentin atılması zərurəti halında, əməliyyatların effektivliyinə nəzarət etmək çətindir və bəzi su ehtiyatları israf olunur. Ona görə də müvafiq strukturlarda suyun saxlanılması ilə bağlı araşdırmalar aparılır. Belə bir həll, digərləri arasında, üç ölçülü şəbəkə polimeri olan superabsorbent qatrandır. Quruluşunda hidrofilik qruplara malikdir və bir az çarpaz bağlıdır, bu o deməkdir ki, o, çox miqdarda suyu udur, şişirir və suyun axmasına mane olur. Yüksək molekullu poliakril turşusu superuducu qatran hidrogel yanğınsöndürmə sahəsində geniş istifadə olunur. Bu maddə yüksək temperatur şəraitində əhəmiyyətli istilik tutumuna malikdir. Bununla belə, bəzi superabsorbent qatranlar aşağı öz-özünə yapışma qabiliyyətinə malikdir və şaquli divar səthlərinə, taxta mebel səthlərinə və ya neft tankerinin səthləri kimi tərkibində paslanmayan polad olan səthlərə yapışmaqda çətinlik çəkirlər. Buna görə də, bu obyektləri effektiv şəkildə örtmək mümkün deyil, bu da uğurlu söndürmə və yanğından mühafizənin qarşısını alır. Bu xassələri yaxşılaşdırmaq üçün polimer hidrojel söndürmə agenti hazırlanmışdır. Tərkibində 0,1-0,5 ağırlıq var. poliakrilat superuducu qatran və/və ya akrilat-akrilamid kopolimerinin % və 0,01-0,5 wt. % qeyri-üzvi nanohissəciklər və su. Xüsusi superuducu qatra əlavə edilən qeyri-üzvi nanohissəciklər, əsasən diatomit, kaolin, bentonit, attapulgit, koloidal silisium və çökdürülmüş silisium onun özlülüyünü, hidrogel söndürücü agentin yapışmasını və söndürmə effektini artırır [81]. Sudan su dumanı şəklində də istifadə etmək olar. Təzyiqli su borular vasitəsilə xüsusi ucluqlara daşınır, daha sonra onlar əraziyə duman şəklində su püskürür. Su dumanı ilə söndürmə sistemi temperaturun tez aşağı salınmasına, rütubətin artmasına imkan verir və oksigen yanğınının yeni mənbə tapmasının qarşısını alır. İnkişaf etdirilmiş Water Mist texnologiyası dumanlanma prosesini asanlaşdıran və yanğını söndürmək üçün lazım olan suyun miqdarını azaldan su nanohissəciklərinin istehsalına imkan verir [82]. Çox incə su dumanı daha yaxşı axıcılıq və maneələrdən yayınma sayəsində tunellərdə maneələrlə örtülmüş yanğınlar zamanı alovu yatıra bilir [83,84]. Kudo və başqaları. [85] tezliyin ultrasəs dumanının ölçü bölgüsünə təsirini araşdırdı və maye sütunu ətrafındakı su buxarının miqdarına əsaslanaraq nanometrik ultrasəs dumanının yaradılması mexanizmini təklif etdi. Dumanın ölçüsünün paylanması ilə ultrasəs tezliyi arasında əlaqə olduğu aşkar edilmişdir. Ultrasəs osilatorun səthinin diametrini dəyişdirərək güc intensivliyi və sıxlığının artırılması nanoölçülü dumanın ədədi konsentrasiyasına və ölçü paylanmasına təsir etdi. Bu texnikadan istifadə edərək dumanın diametrini ultrasəs çeviricisinin tezliyini dəyişdirməklə idarə etmək olar [85]. Oxşar nəticələr Jiang et al. [84], CH4/kömür tozu partlayışı zamanı nanohissəcikli su dumanının fosfor tərkibli birləşmələrlə (PCC) alova təsirinin eksperimental və ədədi tədqiqatlarını aparmışlar. İstifadə olunan əlavələr dimetil metilfosfonat (DMMP) və fitik turşusu (PA) idi. Əldə edilən nəticələr göstərdi ki, nanohissəciklər şəklində olan su dumanı termal maneə rolunu oynaya və alovun temperaturunu effektiv şəkildə azalda bilər. PA ilə müqayisədə DMMP ehtiva edən sistem CH4 hibrid və kömür tozu partlayışlarında zəhərli (CO) və yanar qazların (CH4 və H2) konsentrasiyasını effektiv şəkildə azalda bilər. Bundan əlavə, tərkibində DMMP olan su dumanı alovun sürətini əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlata və alovu kəsə bilər. Tədqiqatın nəticələri onu da göstərdi ki, PCC əlavələri su dumanının istilik udma qabiliyyətini də artıra bilir [84]. Nanohissəciklər şəklində olan su dumanının söndürmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün suya müxtəlif konsentrasiyalarda müxtəlif kimyəvi əlavələr əlavə edilir. Aparılmış tədqiqatlar müxtəlif qeyri-üzvi duzların və üzvi birləşmələrin, o cümlədən Na, K, P, Ca, Fe və səthi aktiv maddələrin seçilməsinə imkan vermişdir. Təcrübələrə və hesablama tədqiqatlarına əsasən, duz əlavələrinin əlavə edilməsinin kimyəvi basqının effektivliyini artıra biləcəyi sübut edilmişdir [84,86,87,88]. Yanğınsöndürmə sahəsində başqa bir həll, yanan materiallara hava tədarükünü mexaniki olaraq kəsmək üçün istifadə olunan yanğın örtüyü, əl yanğınsöndürmə avadanlığıdır. Onun istifadəsi kiçik, yanan bir obyektin, məsələn, yanan maddə ilə konteynerin və ya yanan paltarın sıx örtülməsini əhatə edir. Yorğandan istifadə edərkən, yanmamaq üçün yanğın mənbəyini yan tərəfdən örtməyi unutmayın. Eyni zamanda qeyd etmək lazımdır ki, adyaldan yalnız yanğını söndürən şəxsin yaxınlığında yerləşən kiçik yanğın mənbələrini söndürmək üçün səmərəli istifadə etmək olar. Bununla belə, ondan dəfələrlə istifadə etmək və sönmüş obyektləri məhv etməmək mümkündür. Yüksək temperaturlu yanğın yorğanları alışmayan və ya odadavamlı parça materiallardan (məsələn, aramidlər, şüşə lif, amorf silisium, əvvəlcədən oksidləşmiş karbon və mineral liflər) hazırlanır [89]. Polyesterdən və ya yundan hazırlanmış yanğın yorğanları yağlı yanğın zamanı yararsızdır, çünki onlar özbaşına yanma və ya alovlanma riski altındadırlar. Ədyallar nano fiberglas şəklində şüşə lifdən də hazırlana bilər. Nano Fiberglass parça [90], səbəbindən asılı olmayaraq, ən çətin alovları çox qısa müddətdə söndürməyə kömək edir. Bütün növ yanğınları, o cümlədən sürtkü yağları, mayelər və qazların yanğınlarını söndürmək üçün istifadə edilə bilər. Maraqlı bir həll ixtiradır [91], o, yanğınlar zamanı əmələ gələn müxtəlif maddələrin miqdarını azaltmaq və yanğının özünü söndürmək üçün nisbətən böyük səth sahəsinə malik nanokristal hissəciklərdən istifadə etməyə imkan verir. Tədqiqatın nəticələri göstərdi ki, nanokristal hissəciklər metal oksidləri, metal hidroksidləri, karbonatlar, bikarbonatlar, fosfor, qeyri-üzvi fosfor birləşmələri, bor birləşmələri, antimon birləşmələri, molibden birləşmələri, titan birləşmələri, sink birləşmələri, sink birləşmələri, amidosülfonatlar, sulfatlar, brom birləşmələri, xlor birləşmələri və onların qarışıqları. Metal oksidləri və metal hidroksidləri Mg, Sr, Ba, Ca, Ti, Zr, Fe, V, Mn, Ni, Cu, Al, Si, Zn, Ag, Mo, Sb və onların qarışıqları ən çox seçilən nanokristal materiallardır. Bununla belə, natrium, alüminium, maqnezium və kalsium hidroksidləri, karbonatlar və bikarbonatlar ən çox seçilir. Göstərilmişdir ki, nanokristal hissəciklərin ölçüsü 25 nm-dən az olmalıdır; buna baxmayaraq, ən optimal hissəciklər təxminən 1-20 nm, xüsusilə də təxminən 2 və 10 nm arasındadır. Əksinə, çoxnöqtəli Brunauer-Emmett-Teller (BET) səth sahəsini xarakterizə edən dəyərlər ən azı təxminən 15 m2/q olmalıdır, ən optimalı ən azı təxminən 70 m2/q və ən yaxşısı isə təxminən 200- diapazonunda olmalıdır. 850 m2/q [91]. Tüstünün çıxarılmasının effektivliyi müəyyən bir ərazidə yayılmış nanokristal hissəciklərin miqdarı (yəni, nanohissəciklərin kütləvi konsentrasiyası), hissəciklərin aerodinamik həndəsi orta diametri (GMD) və hissəciklərin çökmə sürəti ilə müəyyən edilir. Bir bölgədə paylanacaq nanokristal hissəciklərin ən optimal miqdarı təxminən 1-5 q/m3 arasındadır. Nanokristal hissəciklər əvvəlcə tüstünün bir hissəsini, xüsusən də görmə qabiliyyətini gizlətməyə meylli olan karbon hissəciklərini udmaq üçün tüstüdən təsirlənən əraziyə səpələnməlidir. Hazırlanmış məhlul həmçinin yanğın zamanı əmələ gələn akrolein, toluen diizosiyanat, formaldehid, izosiyanatlar, HCN, CO, NO, HF və HCl kimi müxtəlif zəhərli birləşmələrin miqdarını azaltmağa imkan verir [91]. Nanotexnologiya yanğınsöndürmənin effektivliyini artırmaq üçün imkanlar yaradır (Cədvəl 4) və bununla da istifadəçilərin və tədbirdə iştirak edən insanların təhlükəsizliyi. Nanohissəciklərin istifadəsi yanğınsöndürmə müddətini qısaldır, zəhərli və yanan qazların konsentrasiyasını azaldır və tozun miqdarını azaldır ki, bu da çirklənməni və tüstü ilə birlikdə çirkləndiricilərin daha uzun məsafələrə miqrasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, su hissəciklərinin < 100 nm ölçülərə parçalanması yanğını söndürmək üçün lazım olan suyun miqdarını və yanğınsöndürmə kanalizasiyasının miqdarını azaltmağa imkan verir. 5. Nəticələr
Maliyyələşdirmə Bəyanatı Bu iş tədqiqat potensialının saxlanılması üçün Elm və Texnologiya Nazirliyinin qrantı ilə dəstəkləndi. Müəllif töhfələri Konseptuallaşdırma, A.R.; yazı-əsl layihənin hazırlanması, A.R., M.Z. və J.G.; yazı — nəzərdən keçirmə və redaktə, A.R., M.Z. və J.G.; layihə rəhbərliyi, A.R.; maliyyə alınması, J.G. Bütün müəlliflər əlyazmanın nəşr olunmuş variantını oxumuş və onunla razılaşmışlar. İnstitusional Nəzarət Şurasının bəyanatı Uyğun deyil. Məlumatlı Razılıq Bəyanatı Uyğun deyil. Məlumatın mövcudluğu haqqında bəyanat Uyğun deyil. Maraqların toqquşması Müəlliflər maraqların toqquşması olmadığını bəyan edirlər. Haşiyələr Nəşriyyatçının Qeydi: MDPI nəşr olunmuş xəritələrdə və institusional mənsubiyyətlərdə yurisdiksiya iddiaları ilə bağlı neytral qalır. Yüklə 121,9 Kb. Dostları ilə paylaş:
|