全氟己酮灭火器微胶囊化技术研究

 ,颜久富,彭维民,杨玉杰

摘要:全氟己酮作为一种有效的灭火剂在火灾应对中发挥着重要作用。然而，其在实际应用中存在着挥发性强、易泄漏和难以控制用量等问题。为了克服这些问题，全氟己酮灭火器微胶囊化技术应运而生。本研究旨在探讨全氟己酮灭火器微胶囊化技术的原理、方法和应用前景。通过对微胶囊化技术的基本原理和工艺流程进行介绍，以及常用的全氟己酮微胶囊化方法的概述，研究了全氟己酮灭火器微胶囊化技术的最新进展。结果表明，微胶囊化技术能够有效地改善全氟己酮的稳定性和控制释放，提高灭火效果并减少环境污染。因此，全氟己酮灭火器微胶囊化技术在灭火领域具有广阔的应用前景。

关键词:全氟己酮灭火器、；微胶囊化技术；挥发性

1.微胶囊化技术的原理和方法

微胶囊化技术是一种将活性物质包裹在微小胶囊中的方法，以实现控制释放和提高稳定性。在全氟己酮灭火器微胶囊化技术中，微胶囊化的原理是将全氟己酮作为灭火剂包裹在微小的胶囊内，形成稳定的微胶囊结构。

1.1微胶囊化技术的基本原理

微胶囊化技术的基本原理包括两个主要步骤：包裹活性物质和固化包裹物。

（一）包裹活性物质：全氟己酮作为活性物质，通过喷雾干燥、共沉淀、凝胶聚合等方法与包裹材料进行混合，形成包裹液。包裹液由一个或多个壁材料和稳定剂组成，常用的壁材料有聚合物、蛋白质、天然胶等。包裹液通过喷雾喷洒或滴定方式，将活性物质均匀包裹在微小的液滴中。

（二）固化包裹物：在包裹液的外层添加固化剂或改变环境条件，使包裹液中的活性物质凝固形成微胶囊壳。固化剂的选择和固化条件的控制将影响微胶囊的性能，如壁材料的稳定性、厚度和透过性[1]。

1.2 常用的全氟己酮微胶囊化方法的介绍

常用的全氟己酮微胶囊化方法包括物理包埋法、化学交联法和凝胶聚合法。

物理包埋法是一种简单直接的微胶囊化方法。在这种方法中，全氟己酮通过机械混合或物理吸附与包裹材料结合。常用的包裹材料包括硅酸盐、聚合物和金属氧化物等。物理包埋法具有操作简单、成本低。然而，物理包埋法存在着包裹效果不稳定、释放速率难以控制等问题。为了克服这些问题，化学交联法被广泛应用于全氟己酮微胶囊化技术中。在化学交联法中，通过在包裹液中引入交联剂或交联反应，使包裹材料形成交联结构，从而增强微胶囊的稳定性。常用的交联剂包括乙醛、聚乙二醇二醚等。化学交联法能够提高微胶囊的机械强度和化学稳定性，并实现更精确的释放控制。

另一种常用的全氟己酮微胶囊化方法是凝胶聚合法。凝胶聚合法通过在包裹液中引入交联剂和聚合单体，利用聚合反应生成凝胶结构来包裹全氟己酮。常用的聚合单体包括甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸乙酯（EA）等。凝胶聚合法具有较高的包裹效率和释放控制能力，同时还可以调节微胶囊的尺寸和形态。

2.全氟己酮灭火器微胶囊化技术的研究进展

2.1 微胶囊化技术在全氟己酮灭火器中的应用现状

全氟己酮是一种具有优良灭火性能的化学品，但由于其高挥发性和易燃性，直接使用存在一定的安全隐患。为了克服这些问题，研究人员开始探索将全氟己酮进行微胶囊化处理，以实现其稳定包裹和控制释放。

目前，微胶囊化技术在全氟己酮灭火器中得到了广泛应用。微胶囊化后的全氟己酮具有以下优势：首先，微胶囊能够有效包裹全氟己酮分子，阻止其挥发，从而提高了存储稳定性；其次，微胶囊化技术能够实现全氟己酮的缓释和精确控制释放速率，增强了灭火效果；此外，微胶囊化还能提高全氟己酮的悬浮性和润湿性，使其更好地附着在火灾区域，提高灭火效率。

常见的微胶囊化方法，如物理包埋法、化学交联法和凝胶聚合法，已经成功应用于全氟己酮灭火器中。例如，物理包埋法能够通过简单的机械混合或物理吸附将全氟己酮包裹在固体颗粒或聚合物中，实现了简便的微胶囊化过程。化学交联法和凝胶聚合法则通过引入交联剂或聚合单体，形成交联结构或凝胶结构来稳定包裹全氟己酮[2]。

2.2 全氟己酮微胶囊化技术的改进和创新研究

为了进一步提高全氟己酮微胶囊化技术的性能和应用效果，研究人员进行了一系列的改进和创新研究。

首先，针对微胶囊化方法，研究人员致力于优化工艺流程，改进包裹材料的选择和合成，以提高全氟己酮包裹效率和稳定性。例如，引入新型的包裹材料或改进材料表面修饰技术，可以提高微胶囊的包裹效率和阻止全氟己酮挥发的能力。

其次，研究人员还尝试改进微胶囊的结构和形态，以提高全氟己酮的释放性能和灭火效果。例如，设计具有可控释放机制的微胶囊结构，通过调节壳层的特性或添加嵌段共聚物等方法，实现全氟己酮的持续缓释，使其在火灾发生时能够持久有效地释放。

3.全氟己酮灭火器微胶囊化技术的应用前景

3.1 微胶囊化技术对全氟己酮灭火器性能的影响

微胶囊化技术在全氟己酮灭火器中的应用对其性能产生了积极影响。通过微胶囊化处理，全氟己酮的包裹和控制释放能力得到了显著提高，从而在灭火过程中发挥更好的效果。

微胶囊化技术能够提高全氟己酮的稳定性和储存寿命。由于全氟己酮具有较高的挥发性，直接使用可能导致挥发损失和降低灭火效果。而微胶囊化将全氟己酮包裹在固体颗粒或聚合物中，能够有效阻止其挥发，保持稳定性，并延长储存期限。其次，微胶囊化技术使全氟己酮的释放速率得以精确控制。通过设计微胶囊的结构和壳层特性，可以实现全氟己酮的缓释和持续释放。这种控制释放的特性使得全氟己酮在火灾发生时能够根据需要释放出适量的灭火剂，提高灭火效果。

3.2 全氟己酮微胶囊化技术在灭火效果和安全性方面的优势

首先，微胶囊化处理提高了全氟己酮的灭火效果。由于全氟己酮能够精确控制释放速率，释放到火灾区域的灭火剂量可根据需要进行调节。这种精确的释放能力确保了全氟己酮在灭火过程中的高效 灭火作用，最大程度地减少了灭火剂的浪费和过量使用的风险。其次，全氟己酮微胶囊化技术提升了灭火系统的安全性。由于全氟己酮是一种易燃易挥发的化学品，在直接使用时存在安全隐患。通过微胶囊化处理，全氟己酮被包裹在固体颗粒或聚合物中，有效地阻止了其挥发，降低了火灾发生的风险。此外，微胶囊化还能减少全氟己酮与其他物质的接触，降低了可能产生反应或危险的可能性。

结论

全氟己酮灭火器微胶囊化技术是一种有效的方法，可以提高全氟己酮在灭火过程中的效果和安全性。微胶囊化技术能够稳定包裹全氟己酮分子，阻止其挥发，从而增加了全氟己酮的存储稳定性。此外，微胶囊化技术还能实现全氟己酮的缓释和精确控制释放速率，提高了灭火效果，并减少了灭火剂的浪费。更重要的是，微胶囊化技术降低了全氟己酮的易燃性和挥发性，提高了灭火系统的安全性。微胶囊化的全氟己酮具有更好的操作性和适应性，便于存储、运输和使用。

参考文献

[1]王忠,李国华,刘苑. 全氟己酮火灾防控技术应用探析[C]//中国消防协会.2022中国消防协会科学技术年会论文集.2022中国消防协会科学技术年会论文集,2022:99-104.

[2]杨斌斌. 全氟己酮灭火剂微胶囊化技术研究[D].南京理工大学,2021.