Открыть сервис
Главная → Блог → Фторсинтетические пенообразователи

Фторсинтетические пенообразователи

Фторсинтетические пенообразователи — это класс поверхностно-активных веществ (ПАВ) на основе фторуглеродных соединений, предназначенных для получения воздушно-механической пены, используемой для тушения пожаров. Отличительной особенностью данных пенообразователей является способность образовывать на поверхности горючих жидкостей тонкую водную плёнку, которая изолирует горючее от кислорода и паров, предотвращая повторное воспламенение. Основное применение — тушение пожаров классов А (твёрдые горючие вещества) и В (жидкие горючие вещества, включая нефтепродукты и полярные растворители), а также в системах пожаротушения на объектах нефтегазовой, химической и авиационной промышленности.

История

Разработка фторсинтетических пенообразователей началась в середине XX века, когда традиционные протеиновые пенообразователи перестали удовлетворять требованиям эффективности тушения пожаров на нефтебазах и аэродромах. В 1960-х годах компания 3M (США) создала первые образцы фторсодержащих ПАВ, которые позволяли получать пену с высокой растекаемостью и способностью образовывать водную плёнку. В 1970-х годах технология была усовершенствована, и на рынке появились первые коммерческие продукты — пенообразователи типа AFFF (Aqueous Film Forming Foam, «пена, образующая водную плёнку»). В СССР и России разработка аналогичных составов велась с 1980-х годов, и к концу 1990-х годов были созданы отечественные марки, такие как «Фторсинтекс» и «Подол».

В 2000-х годах, в связи с экологическими проблемами, вызванными использованием перфтороктановой кислоты (ПФОК) и других перфторированных соединений (PFAS), начался переход к пенообразователям с пониженным содержанием фтора или без него. Тем не менее, фторсинтетические пенообразователи остаются стандартом для тушения пожаров на объектах с высокими рисками, где требуется максимальная эффективность.

Классификация

Фторсинтетические пенообразователи классифицируются по нескольким признакам.

По типу пленкообразования

  • Пенообразователи типа AFFF (Aqueous Film Forming Foam) — образуют на поверхности горючей жидкости тонкую водную плёнку, которая подавляет пары. Наиболее распространённый тип для тушения нефтепродуктов.
  • Пенообразователи типа AR-AFFF (Alcohol Resistant AFFF) — устойчивы к полярным растворителям (спирты, кетоны, эфиры). Содержат полимерные добавки, которые предотвращают разрушение пены при контакте с полярными жидкостями.
  • Пенообразователи типа FFFP (Film Forming Fluoroprotein) — комбинируют фторсодержащие ПАВ с протеиновыми компонентами, что повышает стойкость пены к нагреву и механическим воздействиям.

По кратности пены

  • Низкой кратности (кратность 2–20) — используются для тушения пожаров классов А и В, особенно на открытых поверхностях и в резервуарах.
  • Средней кратности (20–200) — применяются для заполнения объёмов, например, в подвалах или трюмах судов.
  • Высокой кратности (свыше 200) — редко используются с фторсинтетическими составами из-за высокой стоимости; чаще применяются для изоляции помещений от кислорода.

По концентрации рабочего раствора

  • 3% — наиболее распространённая концентрация для тушения нефтепродуктов.
  • 6% — используется для полярных растворителей и в некоторых системах пожаротушения.
  • 1% — применяется в специализированных системах, например, на авиационных объектах, где требуется быстрое развёртывание.

Химический состав и механизм действия

Основу фторсинтетических пенообразователей составляют перфторированные и полифторированные поверхностно-активные вещества. Эти соединения содержат длинные углеродные цепи, в которых атомы водорода частично или полностью замещены атомами фтора. Фторуглеродные цепи обладают высокой гидрофобностью и олеофобностью, что позволяет пене растекаться по поверхности горючей жидкости, образуя тонкую плёнку.

В состав также входят:

  • Гидрофобные ПАВ (например, сульфонаты или фторсульфонаты) — снижают поверхностное натяжение воды, обеспечивая пенообразование.
  • Стабилизаторы (полимеры, спирты) — предотвращают разрушение пены под воздействием тепла и ветра.
  • Антифризы (этиленгликоль, пропиленгликоль) — обеспечивают работу при низких температурах (до -30 °C).
  • Биоциды — предотвращают микробиологическое разложение в процессе хранения.

Механизм действия:

  1. При смешивании с водой и аэрации образуется пена, которая покрывает горящую поверхность.
  2. За счёт низкого поверхностного натяжения пена растекается, вытесняя пары горючего.
  3. Из пены выделяется водная плёнка, которая изолирует поверхность от кислорода.
  4. Фторсодержащие ПАВ снижают скорость испарения горючего, что предотвращает повторное воспламенение.

Применение

Фторсинтетические пенообразователи используются в различных отраслях, где требуется высокая эффективность тушения пожаров.

Пожары класса В (нефтепродукты и горючие жидкости)

Основная область применения — тушение пожаров на нефтебазах, нефтеперерабатывающих заводах, складах топлива, а также на транспортных средствах (танкеры, цистерны). Пена типа AFFF позволяет быстро локализовать возгорание и предотвратить взрыв паров.

Пожары класса А (твёрдые горючие вещества)

Хотя фторсинтетические пенообразователи менее эффективны для тушения древесины, бумаги или текстиля, чем вода, они используются в комбинированных системах, например, на складах с горючими жидкостями и твёрдыми материалами.

Авиация

На аэродромах пенообразователи типа AFFF являются стандартом для тушения пожаров на самолётах, особенно при разливах авиационного керосина. Быстрое образование плёнки снижает риск взрыва.

Химическая промышленность

Для тушения полярных растворителей (спирты, ацетон, кетоны) применяются составы AR-AFFF, которые устойчивы к разрушению.

Морские и речные суда

На судах и нефтяных платформах используются системы пожаротушения с фторсинтетическими пенообразователями, так как они эффективны в условиях ограниченного пространства и высокой температуры.

Экологические аспекты

Основная проблема фторсинтетических пенообразователей — содержание перфторированных и полифторированных алкильных веществ (PFAS). Эти соединения обладают высокой устойчивостью к разложению в окружающей среде, накапливаются в почве, воде и живых организмах, что может вызывать токсические эффекты. В частности, перфтороктановая кислота (ПФОК) и перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС) признаны стойкими органическими загрязнителями (СОЗ) и включены в Стокгольмскую конвенцию.

В ответ на экологические риски:

  • В 2019 году в странах Европейского союза введены ограничения на использование ПФОК и ПФОС.
  • В России с 2020 года действуют рекомендации по замене фторсинтетических пенообразователей на альтернативы с пониженным содержанием фтора или без него.
  • Разрабатываются новые поколения пенообразователей на основе короткоцепочечных фторуглеродов (C6), которые менее токсичны и быстрее разлагаются.

Критика и альтернативы

Несмотря на высокую эффективность, фторсинтетические пенообразователи подвергаются критике из-за экологического воздействия. В ряде стран (например, в Дании и Германии) их использование на гражданских объектах ограничено. Альтернативами являются:

  • Протеиновые пенообразователи — менее эффективны, но экологически безопаснее.
  • Синтетические пенообразователи без фтора — на основе углеводородных ПАВ, но не образуют водной плёнки.
  • Пенообразователи с пониженным содержанием фтора — содержат 10–30 % фторсодержащих ПАВ, что снижает экологический след.

Интересные факты

  • Фторсинтетические пенообразователи способны тушить пожары при температурах до -40 °C, если в состав добавлены антифризы.
  • Пена типа AFFF может растекаться по поверхности горючей жидкости со скоростью до 1 м/с.
  • В 2018 году в США введён запрет на использование пенообразователей с ПФОК для тренировочных пожаров из-за загрязнения грунтовых вод.
  • Разработка фторсинтетических пенообразователей велась в рамках военных программ — для тушения пожаров на авианосцах и военных аэродромах.

Источники

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →

Похожие материалы