氟碳表面活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)因其強憎油憎水(shui)的(de)界面特征而在泡沫(mo)滅火劑(ji)(ji)中廣泛(fan)使用，但它屬于難降解有(you)機物已被(bei)多項(xiang)國際(ji)公(gong)約(yue)限制使用，尋求減量或(huo)者(zhe)替(ti)代氟碳表面活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)成(cheng)為新(xin)型(xing)(xing)(xing)環保型(xing)(xing)(xing)滅火劑(ji)(ji)研發的(de)行業熱點。皂莢中所含(han)的(de)非離(li)子型(xing)(xing)(xing)表面活(huo)(huo)性(xing)(xing)成(cheng)分(fen)皂苷(GS)具有(you)起泡與(yu)穩泡作用。

本文以皂莢為原料提取分(fen)離(li)純化皂苷，以表面張力、起泡(pao)(pao)能力、泡(pao)(pao)沫穩定(ding)性及平(ping)均泡(pao)(pao)沫尺寸(cun)為指標，利用中心組合響(xiang)應(ying)面分(fen)析法進行了(le)三(san)因素(GS、Fluorad FC-170C、CAB)三(san)水(shui)平(ping)優化實驗設(she)計，探討了(le)滅火(huo)泡(pao)(pao)沫的理(li)化性能與復配協同效應(ying)。

主要研究結果如下:

(1)利(li)用(yong)香草醛-高氯酸(suan)比(bi)色(se)法定(ding)量(liang)乙醇浸(jin)提、柱層(ceng)析精(jing)制的(de)皂(zao)苷(gan)(gan)，皂(zao)莢中(zhong)總皂(zao)苷(gan)(gan)含量(liang)7.1%;凝膠滲透色(se)譜法分析精(jing)制皂(zao)苷(gan)(gan)得到單一色(se)譜峰，分子(zi)量(liang)為(wei)4366;皂(zao)苷(gan)(gan)鹽酸(suan)水解(jie)得到苷(gan)(gan)元(yuan)，經標準物質HPLC定(ding)性(xing)苷(gan)(gan)元(yuan)為(wei)齊墩果酸(suan)(63.9%)與刺囊酸(suan)(36.1%);熱重分析獲得皂(zao)苷(gan)(gan)初(chu)始熱分解(jie)溫度為(wei)244.3℃。

(2)測量FC-170C+CAB、FC-170C+GS、CAB+GS二元復(fu)配(pei)及FC-170C+CAB+GS三元復(fu)配(pei)體(ti)系在(zai)氣液(ye)界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)分(fen)(fen)子間(jian)相互作(zuo)用參數(βα)與混合(he)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)中(zhong)表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)子間(jian)相互作(zuo)用參數(βM)，在(zai)一定的(de)摩爾比下，βα-βM0且|βα-βM||ln(C01，CMC C2M/C0，CMC C1M)|，復(fu)配(pei)體(ti)系存(cun)在(zai)降低表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力效能的(de)協(xie)同作(zuo)用;混合(he)表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)臨界(jie)(jie)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)濃(nong)度(CMC)小于理想混合(he)臨界(jie)(jie)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)濃(nong)度(CMCideal)，界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)平(ping)均(jun)最小面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(Amin)小于理想混合(he)平(ping)均(jun)最小面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)(Aideal)，表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)子間(jian)存(cun)在(zai)不同程度的(de)吸(xi)引作(zuo)用;低溫透(tou)射(she)電鏡(Cryo-TEM)觀察表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)聚集行為，膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)球-矩變(bian)化使(shi)表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)吸(xi)附分(fen)(fen)子在(zai)液(ye)-氣界(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)排列變(bian)得更加緊(jin)密，直接證明復(fu)配(pei)體(ti)系具有表面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)性(xing)(xing)能的(de)協(xie)同效應。

(3)中心(xin)組合(he)響應(ying)面分析結果(guo)顯(xian)示，Fluorad FC-170C質量分數0.000678%、CAB 0.18%、GS 0.07%的(de)復配比下，模型預測(ce)值表面張力γ17.30 mN/m，Ross-miles法(fa)測(ce)定初始泡(pao)沫(mo)高度h0 116.95 mm，泡(pao)沫(mo)穩定性R5min97.98%，平均(jun)泡(pao)沫(mo)尺寸(cun)116.38μm。實驗值為17.25 mN/m、117.33 mm、98.12%、115.21μm。相對誤(wu)差分別為0.29%、0.32%、0.14%、1.01%。國際公約(yue)限制(zhi)氟(fu)碳化合(he)物的(de)使(shi)用(yong)量不得(de)超過50 mg/kg，復配滅火泡(pao)沫(mo)中氟(fu)碳表面活性劑使(shi)用(yong)量減少為6.78 mg/kg。