2实验结果与讨论

2.1 YM-316的表面性能

测得YM-316的表面张力随浓度对数的变化曲线，如图1所示。

由图1可知，随着表面活性剂浓度的逐渐增加，溶液的表面张力显著降低，当浓度增加到一定值时，表面张力下降到较低值，当浓度继续增加时表面张力变化逐渐趋于平缓。YM-316氟碳表面活性剂水溶液的临界胶束浓度为2.5×10-4mol/L，临界表面张力为15.3 mN/m。

图1 YM-316的表面张力——浓度对数曲线(25℃)

2.2 YM-316与碳氢表面活性剂的配伍性能

将不同浓度的YM-316分别与质量浓度为4.0 g/L的阳离子表面活性剂，如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠(K12)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、十二烷基苯磺酸纳(SDBS)，两性碳氢表面活性剂，如十二烷基甜菜碱(BS-12)、椰油酰丙基甜菜碱(CAB)、十二烷基氧化胺(OB-2)及非离子APG复配后，测定复配溶液的表面张力，结果见表1。由表1可见，YM-316与阳离子或阴离子碳氢表面活性剂复配后体系的表面张力降低不明显，而YM-316与非离子或两性碳氢表面活性剂复配后体系的表面张力降低显著，特别是与CAB或APG0810复配后其体系的表面张力可降至14.9 mN/m和15.2 mN/m。

2.3 YM-316及其复配体系的发泡稳泡性能

测试YM-316和其复配体系的泡沫性能，实验结果见表2。

表1 YM-316氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂复配体系的表面张力

表2 YM-316表面活性剂溶液及其复配体系的起泡性能

由表2可知，YM-316在质量分数较低时起泡能力较低，25%析液时间较长，随着质量分数的升高，起泡高度呈现上升趋势，25%析液时间呈缩短趋势。鉴于YM-316质量分数在0.25%~0.35%内，兼具较好的发泡性能和泡沫稳定性，本实验选择质量分数为0.25%、0.30%和0.35%的YM-316溶液，分别与APEC-10Na和APG0810进行复配，研究复配溶液的泡沫性能。由表2可以看出，APEC-10Na和APG0810的引入，有助于提高溶液的发泡能力。当APEC-10Na和APG0810质量分数在0.2%~0.5%时，与YM-316复配效果最好，其中0.3%YM-316溶液与0.3%~0.5%APEC-10Na或APG0810复配后，溶液起泡效果和析液时间均较佳。综合起泡能力和泡沫稳定性两方面性能，0.3%YM-316与0.7%的APEC-10Na和APG0810（APEC-10Na∶APG0810=1∶3）混合物组成的复配溶液具有最优泡沫性能，其起泡高度最高达298mm，同时泡沫的25%析液时间可达到397s。

2.4 YM-316及其复配体系的铺展性能

测试YM-316溶液及其复配体系分别在环己烷中的铺展性能，实验结果如表3所示。

表3 YM-316表面活性剂溶液及其复配体系的铺展性能

由表3可见，单一的YM-316溶液即可满铺在环己烷表面，表现出较强的铺展性能。其中，最低铺展质量分数为0.05%，此时铺展时间为301.3s。随着YM-316质量分数不断增大，铺展时间不断减小，当YM-316质量分数达到1.0%时，铺展时间降低至5.8s。另外，在YM-316分别与APG0810和APEC-10Na的二元复配体系中，当YM-316的质量分数为0.25%、0.30%和0.35%时，在质量分数为0.055%~1.0%的范围内，随着APG0810或APEC-10Na浓度的增加，其体系的铺展时间逐渐缩短，这种趋势在低浓度区域较高浓度区域要大；而在APG0810或APEC-10Na相同浓度下，随YM-316质量分数增加其体系的铺展时间也逐渐缩短。这些均表明YM-316与APG0810或APEC-10Na对环己烷表面的铺展作用有良好相互促进效果，YM-316与APG0810和APEC-10Na组成的三元复配体系也是如此，且三元体系的铺展性能比二元体系更好。氟表面活性剂的成本常常占到水成膜泡沫灭火剂成本的80%，APG0810和APEC-10Na作为一种良好的铺展助剂，添加到含YM-316的灭火剂中，可在保持溶液原有铺展性能的情况下，大幅降低YM-316的用量，从而大大降低水成膜泡沫灭火剂的成本。

2.5灭火性能的结果与分析

水成膜泡沫灭火剂主要有成膜剂、发泡剂、匀泡剂、保水剂、助溶剂等组成，在水成膜泡沫灭火剂的基础配方中，加入不同量的氨基酸型氟碳表面活性剂，配制新型水成膜泡沫灭火剂，在实验室测定其灭火时间和抗烧时间，结果见表4。

表4表面活性剂含量对灭火剂性能的影响

由表4可知加入YM-316、APG0810和APEC-10Na的复配体系能明显增加发泡倍数，但随体系中表面活性剂含量的增加，水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数增幅越来越微小，到1.25g/kg后基本不变；抗烧时间最长至6.53 min；灭火时间先缩短后增加，最短灭火时间(15.1s)所对应的表面活性剂的浓度是1.00 g/kg。这再次表明YM-316氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂在发泡上有协同效应。另外，由于YM-316、APG0810和APEC-10Na三元复配体系中阴阳离子之间的强烈电吸引，大大促进了表面吸附和胶团的形成，增加了表面膜的机械强度，使泡沫受外力作用时不易破裂，泡沫内液体流失速度变慢，气体通透性降低，延长了泡沫的寿命，提高了泡沫的稳定性，从而增加了泡沫的抗烧性能。

3结论与展望

研究表明，APG0810和APEC-10Na对YM-316溶液的起泡能力和泡沫的稳定均有显著改善作用；YM-316、APG 0810和APEC-10Na的三元复配体系兼具良好的泡沫性能与铺展性能。灭火时间降低至15.1s，抗烧时间延长至6.53 min。该复配体系起泡能力高，泡沫稳定且半衰期长，铺展迅速，可作为一种性能优良的水成膜泡沫灭火剂的核心组分。虽然YM-316有很多优异复配特性，但作为AFFF类灭火剂也存在某些不足，因此，YM-316及其复配的安全性值得进一步探明。

水成膜泡沫灭火剂之氟碳表面活性剂YM-316复配性能及表面张力测定（上）

水成膜泡沫灭火剂之氟碳表面活性剂YM-316复配性能及表面张力测定（下）