Огнезащитный гель
Огнезащитные гели представляют собой суперабсорбирующие полимерные суспензии «по консистенции почти как вазелин». [1] Огнезащитные гели также могут представлять собой суспензии , состоящие из воды, крахмала и глины. [2] Используемые в качестве антипиренов , они могут использоваться для защиты конструкций и при прямом нападении на лесные пожары . [3] [4]
Огнезащитные гели представляют собой огнетушащие средства кратковременного действия, обычно применяемые с наземным оборудованием. [5] Их также используют в киноиндустрии для защиты каскадеров от огня при съемках сцен боевиков. [6] [7]
История
[ редактировать ]Практическое использование гелей было ограничено до 1950-х годов, поскольку достижения в методах сополимеризации привели к воспроизводимому периодическому приготовлению набухающих смол с равномерным сшиванием. [8] Позднее эта технология была использована при разработке «по существу непрерывной, липкой, дисперсной композиции покрытия из набухающих в воде гелеобразных частиц сшитого, нерастворимого в воде, набухающего в воде полимера». [9]
Водопоглощающие полимеры в огнезащитных гелях аналогичны тем, которые используются в подгузниках. [10]
Механизм замедления
[ редактировать ]Полимер в гелях впитывает воду в сотни раз больше своего веса, создавая миллионы крошечных капель воды, окруженных и защищенных полимерной оболочкой. В результате получается «пузырь» или капля воды, окруженная полимерной оболочкой, в отличие от пузыря, который представляет собой воздух, окруженный жидкостью. Когда гель и вода распыляются на открытую поверхность, миллионы крошечных «пузырьков» складываются друг на друга. Укладка водных «пузырей» образует термозащитное «одеяло» над поверхностью, на которую она наносится. Чтобы тепло огня проникло на защищаемую поверхность, оно должно выжечь каждый слой гелевого покрытия «пузырьки». Каждый слой удерживает тепло от следующего слоя пузырьков под ним. Полимерная оболочка каждого пузырька и его укладка существенно предотвращают испарение воды.
Укладка пузырьков аналогична системам аспирационной пены для пожаротушения или системам подачи пены на основе сжатого воздуха , за исключением того, что пузырьки заполнены водой, а пузырьки пены заполнены только воздухом. Из-за высокой удельной теплоемкости воды для повышения температуры воды требуется больше энергии, чем для воздуха. Следовательно, пузырьки, наполненные водой, будут поглощать больше тепла, чем пузырьки пены, наполненные воздухом (которые более эффективны для подавления пара). Когда гель наносится на такую поверхность, как внешняя стена, пузырьки, наполненные водой, могут поглощать большую часть тепла, выделяемого огнем, тем самым замедляя распространение огня до стены.
Гели могут обеспечить тепловую защиту от огня в течение длительного времени даже при температуре 3500 °F (1930 °C). В зависимости от условий пожара наносимые огнезащитные гели обеспечивают огнезащиту на срок от 6 до 36 часов. [11]
После полного испарения оставшейся воды из геля огнестойкость теряется, но ее можно восстановить путем повторного смачивания поверхности, если гелевый материал все еще прилипает. [3]
Использование
[ редактировать ]Огнезащитные гели создают огнезащитное гелевое покрытие, которое полностью отталкивает горящие угли и чрезвычайно эффективно защищает конструкции в экстренных случаях от фронтов пламени, типичных для большинства лесных пожаров. [12]
Во время пожара в Национальном лесу Блэк-Хиллз «почти все дома, покрытые слизистым гелем, были спасены, в то время как десятки домов поблизости сгорели дотла». [13]
Определенная дополнительная страховка от пожара может включать нанесение огнезащитного геля на дома во время лесных пожаров. Заявлено, что гель действует «лучше всего, когда его наносят за несколько часов до приближения пожара», и его наносят с помощью специально разработанных грузовиков частных фирм. Однако опасность может быть высокой, и частные фирмы могут помешать пожарным работам. В ответ на такое беспокойство Сэм ДиДжованна, руководитель программы реагирования Firebreak, частной группы реагирования, заявил: «Если тот, кто руководит пожаром, считает, что заходить в определенную зону слишком опасно, мы туда не заходим. " [14]
Эти гели полезны при съемке сцен, в которых необходимо создать иллюзию того, что кто-то горит. Для этого гель наносят на определенный участок тела. Далее поверх геля наносится топливо. Когда все готово к съемке сцены, топливо загорается. Гель изолирует человека от энергии, выделяющейся при горении топлива. Энергия горящего топлива переходит в гель, а не в каскадера. Таким образом, каскадер защищен от ожогов. [6] [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ассошиэйтед Пресс (13 октября 2007 г.). «Пожарные говорят, что гель работает, но не ждите, что торопитесь его накапливать» .
- ^ США 8834750 , Гленн, Грегори М., «Огнезащитный состав на основе крахмала», опубликовано 26 апреля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б «Письмо CDF об оценке геля Barricade II» (PDF) . 24 января 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 22 мая 2013 г.
- ^ «Спецификация лесной службы UDSA на усилители воды (гели) для тушения лесных пожаров» (PDF) . 1 июня 2007 года . Проверено 24 ноября 2008 г.
- ^ «После пожара: очистка от огнезащитных и огнетушащих средств» (PDF) . 28 июля 2013 года . Проверено 01 октября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Хаудер, Коллин Р.; Гроен, Кайл Д.; Кунцлеман, Томас С. (9 августа 2010 г.). «Классное занятие JCE № 107. И Оскар достается… химику!». Журнал химического образования . 87 (10): 1060–1061. Бибкод : 2010JChEd..87.1060H . дои : 10.1021/ed900013z .
- ^ Jump up to: а б Кунцлеман, Томас С.; Морк, Дакота Дж.; Норрис, Леви Д.; Маньер-Спенсер, Кристофер Д. (29 мая 2013 г.). «Создание и экспериментирование с огненным гелем, недорогим и легко подготавливаемым изоляционным материалом». Журнал химического образования . 90 (7): 947–949. Бибкод : 2013ЖЧЭд..90..947К . дои : 10.1021/ed3006506 .
- ^ US 2810716 , Маркус, Ричард Л., «Техника периодической сополимеризации», опубликовано 22 октября 1957 г.
- ^ США 3229769 , Башоу, Роберт Н., «Способ контроля распространения огня», опубликовано 18 января 1966 г.
- ^ «Паспорт безопасности противопожарного геля BARRICADE II» (PDF) . Проверено 22 мая 2013 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы о жилых домах BARRICADE II» . Проверено 22 мая 2013 г.
- ^ «ЗАЩИТИТЕ СВОЙ ДОМ ОТ ПРИБЛИЖАЮЩИХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ» . Проверено 5 октября 2020 г.
- ^ Кафка, Джо (писатель Associated Press) (9 октября 2007 г.). «Новый огнезащитный гель может спасти дома» . PHYSORG.com. Архивировано из оригинала 6 апреля 2008 года . Проверено 11 июня 2009 г.
- ^ Пирс, Эммет (25 марта 2008 г.). «Страховщики добавляют огнезащитный гель в качестве варианта полиса» . Юнион-Трибьюн (SignOnSanDiego.com) . Проверено 11 июня 2009 г.
- Джеймс Х. Мейдл: «Огнеопасные опасные материалы», серия Glencoe Press Fire Science, 1970.
