摘 要

本文以超细磷酸铵盐为研究对象，研究超细磷酸铵盐的灭火机理以及影响因素，用含磷酸二氢铵为90%左右的原料做主料，首先经过处理后制成超细微粒。通过DCS差示扫描量热仪测试其在不同升温速率下的分解温度。使用 TG热重分析仪 研究物质量与温度的变化关系。研究发现，超细磷酸铵盐的灭火机理主要是其能抑制有焰燃烧、能窒息表面燃烧、并且遮隔热辐射以及稀释氧浓度，从而达到灭火作用。初始分解温度会随着升温速率的升高先升高在降低，物质分解过程可以分为四个阶段。另外，通过添加添加剂，可以发现并不能能降低灭火物质的热分解温度。

关键词：超细磷酸铵灭火剂DCS差示扫描量热TG热重分析仪添加剂

Mechanism study and thermodynamic test of superfine ammonium phosphate fire extinguishing agent

Abstract

This paper focus on ultrafine ammonium phosphate,to research it’s fire extinguishing mechanism and influencing factors,the ingredients consist of 90%ammonium phosphate .First,the material are made of superfine ammonium phosphate,Then use DCS differential scanning calorimetry test the decomposition temperature at different heating rates,and use TG thermal gravimetric analyzer to study the relationship between the quality of the material and the temperature.We have found the fact that Superfine ammonium phosphate fire extinguishing mechanism is mainly to suppress the flame combustion, can choke the surface combustion, and the heat insulation radiation and dilute oxygen concentration, so as to achieve the role of fire.With the increase of heating rate, the initial decomposition temperature increases at first, and the decomposition process can be divided into four stages.In addition, by adding additives, can be found and can not reduce the thermal decomposition temperature of the fire extinguishing material.

Keywords: ultrafine ammonium phosphate;fire extinguishing agent,;DCS differential scanning calorimetry,;TG thermal gravimetric analyzer;additive

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章研究背景 1

1.1臭氧层问题 1

1.2替代物选择 2

第二章超细微粒灭火技术国内外研究现状及发展趋势 3

2.1超细微粒灭火剂的组成成分的研究状况 3

2.1.1基于普通干粉灭火剂的超细微粒灭火剂 3

2.1.2新型灭火剂组成成分 4

2.2超细微粒灭火剂的灭火机理以及与火焰作用的研究情况 4

2.3生产超细磷酸铵盐灭火剂的工艺 9

2.3.1溶液反应法 10

2.3.2气相反应工艺 10

2.3.4超微机械粉碎方法 10

第三章 实验仪器及方案 12

3.1 DCS差示扫描量热仪 12

3.1.1 工作原理 12

3.1.DSC受影响的因素 13

3.1.3DSC的操作规程 14

3.2TG热重分析仪 15

3.2.1工作原理 16

3.2.2影响因素 17

3.2.3操作规程 18

3.3实验方案 19

3.3.1试剂的制备 19

第四章 实验及数据分析 23

4.1典型的DSC曲线 23

4.2理想TG曲线 23

4.3数据分析 24

第五章 结论 30

参考文献 31

第一章研究背景

1.1臭氧层问题

当科学家发现南极臭氧洞之后，整个国际社会和科学界立刻高度重视，好多科学家开始研究南极臭氧层出现空洞的原因。为什么每年的春季南极地区会出现如此大的臭氧层空洞呢？

定性和定量研究损耗臭氧的季节性、地域性以及规模成为了科学热点。许多科学家对此进行了研究。最初，有三种原因来来解释南极臭氧洞大的出现现象。有一种观点这样描述，对流层中的高浓度的臭氧能够在空气中扩散，当扩散到平流层的时候，能够使平流层中的臭氧浓度变大；第二观点这样描述，高空中的宇宙射线大量生产氮氧化物，造成南极臭氧洞。另外，美国学者莫里纳(Molina)和罗兰德(Rowland)[^[1]]曾经提出，南极臭氧洞的元凶是经过人工合成的含有氯和含溴的物质，其中代表是氟氯碳化合物（CFCs）和含溴化合物哈龙(Halons)。经过大量研究，前两种观点被否定。造成南极出现臭氧洞的根本原因是氯和溴在平流层发生反应。

我们需要研究的是，CFCs和Halons如何进入到平流层呢？又是如何破坏臭氧层的呢?

经研究得知，哈龙与氟里昂的分子重量大于空气分子重量。由于这些物质的化学性质比较稳定，即使与大气层中最活泼的气体反应也无法进行。因此，大气中的物质不会消耗CFCs 和Halons[^[2]]。所在能在对流层中稳定存在，通过空气中正常的反应很难消耗它们，存留较长时间后，大概一到两年，这类化合物均匀分布在全球范围内的对流层。在温度比较高的地区，CFCs 和Halons在大气环流的影响下，可以进入到平流层。可以从低纬度地区在风的作用下运输到纬度较高的地区，均匀混合在平流层。这时，这些化学物质分子在紫外线的作用下发生解离反应，出现了氯和溴自由基[^[3]]，是造成臭氧层出现空洞的真凶。

因此，地球上人类生产生活产生的氟里昂和哈龙是造成南极臭氧洞的罪魁祸首。定量的解释了臭氧层空洞这个谜团。但是，由于CFCs和Halons能够在大气中停留很长时间，使科学家和社会各界产生巨大忧虑。一旦这两种物质进入大气中，能长时间破坏臭氧层，使臭氧层破坏日渐增大。人类活动正在严重威胁臭氧层。

相关图片展示：