氧平衡对热气溶胶灭火剂效能影响研究(2)
气溶胶灭火剂根据灭火过程中发生化学反应与否可分为化学抑制灭火机理和物理抑制灭火机理。
（1）物理抑制作用
气溶胶微粒非常小，比表面积非常大，在火场中极易吸收火焰中的热量而使自身温度升高，达到一定温度后固体微粒开始熔化、气化乃至分解而吸收大量热量，液体微粒也同时吸热升温或气化[1]。气溶胶微粒的良好绕障能力[2]使得它易于进入火焰区而且可以迅速渗透到火焰的各个区域并且其有效保留时间很长[3]；所以气溶胶微粒可以吸收火灾火源释放的部分热量，并能很快吸收，吸收热量后后火焰温度则相对降低，故而得以灭火。
（2）化学抑制作用
化学抑制作具体可分为两种机理：均相化学抑制作用及非均相化学抑制作用。均相化学作用时，微粒在热量作用下离解，离解后以蒸汽或阳离子形式存在，与火焰中的活性基团H.、OH.、O.在短时间发生多次链式反应，消耗并抑制他们之间的放热反应。从而得到抑制作用。非均相化学作用时，气溶胶微粒的比表面积大的特点使其能吸附火灾燃烧时链式反应中的H.、OH.、O.基团，使这些基团互相反应组成稳定分子，从而致使链式反应中断。此过程反复进行可以有效灭火并防止复燃[4-5]。
1.2 热气溶胶灭火剂的研究进展
2 热气溶胶灭火剂原材料的选择以及配方设计原则
2.1 原材料的选择
热气溶胶灭火剂由燃烧时提供氧气的氧化剂、供燃烧的可燃剂和用来粘合各组分以达到增强机械强度的目的的粘合剂这三种主要成分组成。每一种成分的选择都有一定原则和要求。
2.1.1 氧化剂的选择
在通常的烟火药制品中，用作燃烧时提供氧气的氧化剂的有氯酸盐类；硝酸盐类；高氯酸盐类；硫酸盐类；铬酸盐类；过氧化物类；氧化物类以及多硝基化合物类。尽管种类繁多，然而根据各类特性，其中适合制备热气溶胶灭火剂的种类却很少。比如，氯酸盐类和过氧化物类的感度过高，极不稳定，不能保证安全高效的使用；金属氧化物含氧量低，使用它效率很低；硫酸盐类和铬酸盐类氧化物，不仅氧化性较弱，而且其产物对环境的相容性也差。硝酸盐类氧化剂中，硝酸钡和硝酸铅的含氧量低，致使使用后产生较多残留，不予考虑。
因此最适合制造热气溶胶灭火剂的是硝酸钾，硝酸钾在燃烧时产生氧化钾，K2O在火场中发生强烈的吸热反应，对灭火起着极大的积极作用。然而在气溶胶灭火剂生成反应温度区间，因K2O熔点较低，会大量熔化，使得氧化钾过多的挥发到灭火烟雾中从而使烟雾中固体微粒含量变大，微粒进一步吸收水分后粒径再增大，使得易沉降微粒数增加，这不利于室内精密仪器的工作。除此之外，氧化钾极易与空气中的水分结合形成粘稠状的碱性物质，这种物质具有很大的腐蚀性。马剑[11]等得出结论：K型气溶胶灭火剂的腐蚀性很强是一大危害，其原因在于它燃烧后的固体颗粒沉降物在水溶液中以弱碱盐的形式存在，所以具有弱碱性；故而危害大的弱碱盐需加以控制。
而用硝酸锶作为氧化剂则能避免硝酸钾的这一系列缺陷。硝酸锶的分解产物为SrO、Sr(OH)2、SrCO3，这些物质吸湿性很弱，所以不会对设备产生腐蚀。而且SrO的熔点很高，远远高于气溶胶灭火剂的温度，进入环境的量少，也保证了灭火的清洁性。但过多使用硝酸锶则会使灭火效率大大降低，残渣量过多。故而现在多使用的氧化剂多为硝酸锶和硝酸钾的混合。本实验也是如此。