Tên luận án:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT BỀN NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY
Ngành:
Kỹ thuật Hóa học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu xây dựng hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt để ứng dụng trong công nghệ sản xuất chất tạo bọt chữa cháy, nhằm giải quyết vấn đề hỏa hoạn gây thiệt hại lớn và sự hạn chế trong sản xuất bọt chữa cháy tại Việt Nam. Nghiên cứu có ý nghĩa thời sự, khoa học và thực tiễn, đặc biệt đối với các đám cháy nhiên liệu lỏng mà nước kém hiệu quả.
Nghiên cứu đã lựa chọn và tối ưu hóa thành công hai hệ chất hoạt động bề mặt (HĐBM) bền nhiệt. Đối với chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước (AFFF), hệ HĐBM gồm DuPont™ Capstone® fluorosurfactant 1440, Alkyl polyglucosides, Lauryl hydoxysulfo betaine, Nonylphenol ethoxylates đã được tối ưu với nồng độ cụ thể và đạt sức căng bề mặt thấp nhất 17,06 mN/m. Thứ tự phối trộn và điều kiện khuấy (40 phút, 180 vòng/phút) cũng được xác định.
Đối với chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu (AR-AFFF), một hệ HĐBM khác bao gồm Fluoroalkyl betaine, Sodium laury ether sunfat, Nonylphenol ethoxylates, Partially fluorinated acrylic copolymer cũng đã được tối ưu với nồng độ và đạt sức căng bề mặt thấp nhất 17,56 mN/m. Thứ tự phối trộn và thời gian khuấy (50 phút, 180 vòng/phút) cũng được thiết lập.
Đặc biệt, luận án đã khảo sát và xác định vai trò tích cực của các hợp chất chứa silic (như natri silicat, gel silica, siloxan) trong việc nâng cao đặc tính bọt chữa cháy. Hợp chất natri silicat với hàm lượng 1% cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc tăng cường khả năng dập cháy và ổn định bọt.
Các sản phẩm bọt chữa cháy chế tạo được đã trải qua thử nghiệm thực tế theo tiêu chuẩn TCVN 7278. Kết quả cho thấy AFFF có thời gian dập cháy 150 giây (phun mạnh) và 232 giây, chống cháy lại 525 giây (phun nhẹ). AR-AFFF đạt thời gian dập cháy 165 giây và chống cháy lại 716 giây. Phiên bản AFFF chứa 1% natri silicat cho hiệu quả dập cháy 63 giây và chống cháy lại 585 giây (phun nhẹ), vượt trội hơn so với AFFF thông thường. Những đóng góp này giúp làm rõ vai trò của chất HĐBM và cung cấp giải pháp chủ động sản xuất chất tạo bọt chữa cháy đáp ứng tiêu chuẩn.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính chấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
- CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Hóa chất và thiết bị
- 2.2. Phương pháp phân tích đánh giá
- 2.2.1. Phương pháp xác định tính chất hóa lý của chất tạo bọt chữa cháy
- 2.2.2. Phương pháp xác định tính ổn định của bọt
- 2.2.3. Phương pháp xác định sự tương hợp và độ bền nhiệt
- 2.2.4. Phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm và tối ưu hóa
- 2.3.5. Phương pháp thử nghiệm đánh giá kết quả
- 2.3. Thực nghiệm
- 2.3.1. Chế tạo bọt chữa cháy tạo màng nước
- 2.3.2. Phân tán các hợp chất chứa silic trong chất tạo bọt AFFF
- 2.3.3. Chế tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu
- CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF
- 3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn các chất hoạt động bề mặt
- 3.1.2. Xác định khả năng tương hợp và bền nhiệt của hỗn hợp các chất HĐBM
- 3.1.3. Tối ưu hóa phối trộn các chất HĐBM
- 3.1.4. Nghiên cứu lựa chọn chất trợ hoạt động bề mặt và chất phụ gia
- 3.1.5. Nghiên cứu khảo sát thứ tự đồng hóa
- 3.1.6. Khảo sát thời gian khuấy và tốc độ khuấy
- 3.2. Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu
- 3.2.1. Nghiên cứu lựa chọn các chất hoạt động bề mặt
- 3.2.2. Xác định khả năng tương hợp và bền nhiệt của hỗn hợp các chất HĐBM
- 3.2.3. Tối ưu hóa phối trộn các chất HĐBM
- 3.2.4. Nghiên cứu lựa chọn polyme tạo bền rượu và chất phụ gia
- 3.2.5. Khảo sát thứ tự phối trộn
- 3.2.6. Khảo sát thời gian khuấy và tốc độ khuấy
- 3.3. Nghiên cứu sử dụng một số hợp chất chứa silic trong nâng cao đặc tính bọt chữa cháy
- 3.3.1. Ảnh hưởng của một số hợp chất chứa silic đến tính chất dung dịch AFFF
- 3.3.2. Ảnh hưởng của một số hợp chất chứa silic đến độ ổn định bọt
- 3.4. Thử nghiệm
- 3.4.1. Thử nghiệm theo quy mô nhỏ
- 3.4.1.1. Thử nghiệm quy mô nhỏ chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước
- 3.4.1.2. Thử nghiệm quy mô nhỏ chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu
- 3.4.2. Thử nghiệm theo tiêu chuẩn Việt Nam
- 3.4.3. Thử nghiệm theo quy mô nhỏ chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF có chứa natri silicat
- KẾT LUẬN
- NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ