ПЕНЫ

Пены и химия

Издавна известно, что пена представляет собой промежуточное состояние вещества между газом и жидкостью или между газом и твердой фазой.

Морская пена, пена, клубящаяся над пивной кружкой, хлеб, пемза, резиновая губка — все это примеры пены.

Человечество использует различные пены уже более трех тысяч лет, но лишь в 60-х годах ХХ века Плато выяснил истинную природу пены и условия, при которых она возникает и устойчиво существует.

Образование пены — чрезвычайно важный технологический процесс в производстве шоколада и в обогащении руд, в выпечке хлеба и в тушении пожаров, в приготовлении пива и в стирке белья. Никелевый катализатор, нанесенный на пемзу или на другую твердую пену, ускоряет превращение арахисового и хлопкового масел в маргарин.

А в процессе приготовления фотографической бумаги приходится принимать меры к тому, чтобы желатин не пенился, не образовывал пузырьков на бумаге, иначе эмульсия бромистого серебра неравномерно распределится на поверхности. И даже при изготовлении хорошей халвы, (такую, можно приобрести, в том числе, на сайте http://www.mdngroup.com.

ua/c000015953-halva-kozinaki/) используется специальный пенообразователь: корень алтея, солодковый или мыльный корень (колючелистник).

Пены в жидкости

Для образования жидкой пены необходимо три компонента: газ, жидкость и пенообразующее вещество. Однако в некоторых случаях можно обойтись и без пенообразующего вещества: это относится к достаточно вязким жидкостям, таким, как тяжелые масла, расплавленное стекло, некоторые пластмассы.

Жидкая пена состоит из массы пузырьков, отделенных друг от друга тонкой пленкой жидкости. Размер и форма этих пузырьков определяются множеством факторов, в том числе природой жидкости, методом приготовления пены и ее «возрастом».

Размеры пузырьков могут быть самыми разными: от маленьких сфер с диаметром менее одной десятой миллиметра до неправильных многогранников со средним диаметром более 5 сантиметров. Различны и физические свойства пены различных жидкостей.

Например, у пены взбитого белка удельный вес вдвое меньше, чем у пены моющего средства.

Стабилизация пены

Точное знание механизма стабилизации пены пенообразующим веществом очень существенно для разработки средств тушения пожаров и для пивоварения. Здесь образование пены просто необходимо. А при изготовлении варений и джемов, например, технологи заинтересованы в обратном. Они хотят избавиться от пены.

Вследствие особой структуры молекул пенообразующие вещества — мыла, белки, глюкозиды, некоторые жирные кислоты и эфиры — обладают одним общим свойством: они не распределяются равномерно по объему при растворении в воде, а концентрируются в поверхностном слое. Толщина этого слоя всего 1—2 молекулы.

При образовании пены этот слой, в котором сосредоточено пенообразующее вещество, обволакивает каждый пузырек газа. Поскольку вязкость, упругость и механическая прочность этого вещества намного больше, чем у основной жидкости, оно действует как упругая оболочка. Поэтому скорость слияния пузырьков и их разрушение существенно замедляются.

В общих чертах это было ясно и раньше, но детали механизма пенообразования стали известны лишь недавно.

Десять лет напряженных исследований ученых Англии и США помогли английским ученым Райдилу и Дэвису выдвинуть недавно новую теорию. По их мнению, существует несколько путей влияния пенообразующего вещества на стабильность пузырьков в пене.

Во-первых, оно понижает силу поверхностного натяжения и увеличивает поверхностную вязкость жидкости.

В результате снижается скорость, с которой пенообразующее вещество отсасывается от поверхностей раздела между пузырьками в область низкого давления, возникающую там, где граничат между собой три и более пузырьков, — ее называют областью Плато.

Во-вторых, поскольку молекулы многих пенообразующих веществ несут электрический заряд и концентрируются на стенках пузырьков, возникают электростатические силы отталкивания. Эти силы стремятся отделить друг от друга стенки смежных пузырьков.

Оба эти эффекта в сумме приводят к тому, что стенки пузырьков получаются достаточно толстыми, не менее одной миллионной доли сантиметра. В-третьих, пенообразующее вещество, концентрирующееся в стенках пузырьков, препятствует утечке газа из пузырьков и повышает стойкость стенок по отношению к механическим и термическим воздействиям.

Проверка, проведенная с помощью очень точных измерительных приборов, подтвердила теоретические положения, выдвинутые Райдилом и Дэвисом.

Твердые пены

Твердые пены отличаются от жидких тем, что пограничные стенки, разделяющие пузырьки, у них во много раз стабильнее. Правда, в конце концов, и они разрушаются, особенно под действием тепла, ультрафиолетовых лучей, химических реагентов или механических усилий.

Для приготовления твердых пен вовсе не обязательно прибегать к пенообразующим веществам. Так, например, пеностекло можно получить, просто вдувая газ в массу стекла, нагретого до температуры, слегка превышающей точку размягчения.

Поверхность стекла, соприкасающаяся с атмосферой, холоднее основной массы, поэтому вязкость поверхностного слоя настолько велика, что пузырьки газа не могут пробиться сквозь него и остаются в стекле. Для получения пенопластов часто прибегают к пенообразующим веществам, таким, как казеинаты, смолы.

Распространенный метод получения пенопласта состоит в том, что пластмассу размалывают вместе с небольшим количеством, например, азоизобутиронитрила, а затем нагревают смесь до температуры около 130 С.

Пенообразующее соединение при этом разлагается с выделением азота, и пластмасса как бы «всходит»; в зависимости от вида пластмассы получается либо губка, либо твердая пена.

Другой путь получения твердых пен — нагрев вещества до расплавления с последующей выдержкой под высоким давлением. При этом все присутствующие газы растворяются в расплаве.

Когда затем давление внезапно сбрасывается, газ выделяется из раствора в виде пузырьков. Если при этом материал охлаждать, то он затвердевает — образуется пена.

Этот процесс происходит в природе, когда расплавленная лава извергается из области очень высокого давления внутри вулкана на холодную поверхность земли.

Пенопласты, легкие строительные материалы и даже пенометаллы начинают ныне теснить более традиционные материалы. Это обстоятельство повлекло за собой необходимость повышения точности измерения таких свойств пены, как стабильность, плотность, вязкость, эластичность и электропроводность.

Н. Пилпел.

Монтажная пена виды и применения

Монтажная пена это — является полиуретановым герметиком и в какой-то мере своим составом схожа с губкой для мытья посуды. То есть, это практически поролон. Разумеется, необычный, а обогащенный разнообразными химическими добавками.

В баллоне с монтажной пеной содержится смесь жидкого преполимера и пропеллента, который является газом-вытеснителем. Именно этот сжатый газ и способствует выходу пены из баллона наружу.

Характерно, что на процесс ее застывания напрямую влияет количество влаги как на обрабатываемой поверхности, так и в воздухе. Поэтому при большой влажности воздуха полимеризация происходит значительно быстрее, чем в сухую и жаркую погоду.

Таким образом, можно ускорить процесс затвердевания пены, просто намочив поверхность обычной водой.

Свойства монтажной пены

Застывшая монтажная пена является достаточно твердым, но при этом довольно-таки упругим пористым веществом с характерным светло-желтым или же белым оттенком.

Она очень легкая, однако не отличается влагостойкостью и чрезвычайно чувствительна к ультрафиолетовому излучению. Под воздействием солнечных лучей она становится желтой, хрупкой и быстро крошится.

Помимо этого, пена обладает хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами.

Характеристики монтажной пены

В процессе выбора следует принимать во внимание технические характеристики монтажной пены.

Объем выхода.

Как правило, на баллонах с пеной указывается суммарный объем, который можно получить после ее расширения и затвердевания. Обычно, для измерения этого параметра используются такая величина как литр.

При этом, многие люди ошибочно считают, что нанесенные на баллоны с пеной цифры 50, 65 либо 70 являются показателем объема выхода. На самом деле, они обозначают количество пропеллента, который содержится в баллоне при нормальных условиях.

В действительности, количество пены гораздо меньше, а показатель ее объема выхода зависит от большого количества факторов. Поэтому вместо указанных на баллоне 65 литров, обычно выходит примерно 35л.

Адгезия.

Этот показатель определяет способность пены прилипать к разнообразным материалам кроме тефлоновой, полиэтиленовой, полипропиленой и силиконовой поверхности, а также исключение составляют лед и масло.

Первичное расширение.

Данная величина показывает степень расширения объема монтажной пены в момент ее выхода из баллона. Причем в этот период происходит увеличение объема в несколько раз.

Вторичное расширение.

В этом случае, учитывается показатель увеличения объема пены, начиная с момента первичного расширения и заканчивая ее полной полимеризацией. В зависимости от производителя данного вида продукции, эта величина может существенно колебаться в пределах 15%-100%.

Специалисты утверждают, что наилучшим показателем считаются минимальные параметры вторичного расширения. Так как пена может легко сломать деревянную раму и согнуть аналогичную конструкцию из ПВХ-профиля.

В то же время, используя в качестве основы под пластиковый подоконник какую-нибудь контрафактную и низкопробную пену, можно на следующий день получить вместо ровной поверхности большой изогнутый холм.

Степень вязкости.

Качественная пена отличается высоким показателем вязкости, а низкосортная продукция – невероятно жидкая и нередко своей консистенцией напоминает кисель. При этом, такое случается, когда в процессе работы температура воздуха не соответствует допустимым параметрам.

Виды монтажной пены

Какая бывает монтажная пена?

Производители выпускают разные разновидности монтажной пены, которые отличаются составом, эксплуатационными характеристиками и сферой применения.

Тем не менее, условно, пену можно разделить на (описание монтажной пены):

Профессиональную.

Баллоны с такой пеной оснащаются специальным кольцевым клапаном, который служит для навинчивания емкости на монтажный пистолет.

После того, как баллон закрепляется на инструменте, пена под давлением попадает внутрь пистолета, где упирается в клапан, который управляется посредством курка.

Благодаря использованию пистолета, процедура нанесения пены на рабочую поверхность происходит максимально комфортно и быстро. При помощи надавливания пальца на курок можно осуществлять контроль напора и направление.

Монтажный пистолет, пена и промывка

Бытовую.

В комплект таких баллонов изначально входит специальная пластиковая трубка, что позволяет выполнять работу без использования монтажного пистолета. Однако несмотря на свою простоту и доступность, она по большинству параметров существенно уступает профессиональной пене. В частности, у нее намного больше показатель вторичного расширения и ниже объем выхода.

Довольно-таки часто, газ в таких баллончиках заканчивается быстрее преполимера. К тому же, они считаются одноразовыми, поэтому использовать их необходимо в тот же момент, так как на следующий день емкости становятся полностью непригодными для работы.

Таким образом, лучше всего раскошелиться на покупку монтажного пистолета, который стоит в пределах нескольких сотен рублей.

Стоит заметить, что бытовой пеной категорически не рекомендуется пользоваться для выполнения ответственных работ, типа монтажа оконных и дверных конструкций, а также подоконников.

Кроме этого, состав монтажной пены может отличается своим составом:

Однокомпонентной – это привычная и доступная для всеобщего пользования.

Двухкомпонентной – этот вид отличается узкой сферой применения и не бывает в свободной продаже. Так как для ее использования необходимо смешивать два разных состава.

Также в зависимости от температурных условий, в которых можно применять монтажную пену, она бывает:

• Летней.
• Зимней.
• Всесезонной.

Необходимо отметить, что состав зимней пены существенно отличается от ее летних аналогов. В частности, ее можно использовать при низкой температуре воздуха, до -20°С включительно. Естественно, для ее применения в такой мороз, следует позаботиться о том, чтобы температура самого баллона была положительной.

Помимо этого, пена распределяется по классам горючести и имеет соответствующие обозначения:

• B1 – огнеупорная.
• B2 – самозатухающая.
• B3 – горючая.

Конечно же, самой лучшей считается монтажная пена, обладающая повышенными огнеупорными свойствами.

Области применения пены

Шумоизоляция стальной ванны

Главным образом, пену используют в процессе монтажа ПВХ-окон, дверей и прочих подобных конструкций для их герметизации.

Также на пену можно приклеивать пенопласт и другие теплоизоляционные материалы. Кроме этого, она может применяться для шумоизоляции водопроводных труб и стальных ванн.

Так как такие ванны в процессе набора воды издают жуткое грохотание. Для устранения этого дефекта необходимо:

1. Перевернуть ванну и положить ее на пол.
2. Затем очень тщательно покрыть ее поверхность пеной.
3. Дождаться затвердевания.
4. Установить ванную на прежнее место и наслаждаться тишиной.

Следует заметить, что перед приклеиванием пенопласта, обязательно необходимо нанести слой грунтовки на базовую поверхность. Это позволит существенно увеличить прочность соединения.

Выбор

По утверждению экспертов, самыми популярными и качественными профессиональными монтажными пенами являются:

• Soudal Gun.
• Penosil GoldGun.
• Tytan Professional.

Данные виды пены отличаются низким показателем вторичного расширения, хорошей вязкостью и большим объемом выхода. Также у этой продукции достаточно длительный период эксплуатации. Большинство специалистов рекомендует использовать один из этих видов монтажной пены для выполнения любой ответственной работы.

Применение пены

Естественно, для нормального использования пены потребуется приобрести баллончик и обзавестись монтажным пистолетом. Затем можно приступать к выполнению работ:

1. Нужно энергично взболтать баллон на протяжение минуты, чтобы обеспечить полное смешивание всех компонентов, входящих в состав пены.
2. Вкрутить баллон в монтажный пистолет до появления резкого кратковременного шипения, которое свидетельствует о поступлении пены во внутрь инструмента.
3. Надавив на курок, можно увидеть, как из сопла вылезает пена.
4. Нажимая на курок с разной силой, можно регулировать скорость заполнения швов.
5. Наполнять пеной швы нужно только на 35 – 50 % от объема, потому что она еще будет расширяться.
6. Заполнять швы необходимо снизу вверх.

Для того чтобы ускорить процесс застывания пены, перед ее нанесением следует предварительно увлажнить обрабатываемую поверхность.

При этом, после нанесения пены, рекомендуется дополнительно еще набрызгать на нее воду. Буквально уже через час, она достаточно затвердеет, что даст возможность срезать ножом все излишки.

Для достижения полного процесса полимеризации должно пройти не менее 24 часов.

Во время перерыва в работе не следует отделять баллон с пеной от пистолета, потому что она внутри него в любом случае не затвердеет. Достаточно просто промыть носик пистолета очистителем, который, по сути, является обычным ацетоном со специальными добавками.

После окончания работы нужно отсоединить емкость от пистолета и тщательно промыть с помощью очистителя его кольцо, а потом снова накрутить на него баллон и нажать на курок до упора. Вначале из сопла начнет выходить оставшаяся пена, а потом – очиститель.

В этот момент необходимо отпустить курок и отделить баллон от пистолета, оставив очиститель в стволе. В завершение, следует внимательно осмотреть пистолет на наличие в нем остатков пены.

Все эти процедуры обязательно нужно проводить в специальных перчатках. Так как в случае попадания пены на кожный покров, понадобится очень долго оттирать ее очистителем. При этом, затвердевшую монтажную пену отмыть ацетоном практически нереально. Поэтому для этих целей потребуется покупать в строительном супермаркете специальный растворитель.

Монтажная пена. Описание, свойства, применение и цена монтажной пены

Монтажная пена, как угроза жизни. Опасность использования строительного материала не по назначению ощутил на себе один из жителей Красноярска. Мужчина направил баллон с пеной себе в рот.

Забились пищевод и желудок. Застыв в них, пена угрожала жизни. Мужчину доставили в БСМП, где и прооперировали. Сюжет прошел на красноярском канале «Енисей» в декабре прошлого года.

В «Новостях» медики заверили, что случай извлечения из организма монтажной пены первый в их практике. До этого вырезали лишь гвозди да болты. Как видно, в неумелых руках строительные материалы представляют угрозу. Однако, прямое назначение той же пены безобидно. Узнаем, в чем оно заключается.

Описание и свойства монтажной пены

По химическому составу монтажная пена является полиуретаном. Это гетероцепной полимер. В противовес гомоцепным, он состоит из разных элементов. Так же, полиуретан обязательно содержит уретановую группу NHCOOH.

Молекулы полиуретана относятся к макрогруппе, то есть велики в размерах, состоят из тысяч мономерных звеньев. Их цепи разомкнуты. Получают соединения из нефти. В природе полиуретана нет.

Иначе говоря, материал синтетический. Вспенил его в середине прошлого века Отто Байер. Отучившись во Франкфурте, химик стал управленцем на заводе Cassella, принадлежавшем однофамильцу Отто.

Тот оценил способности молодого ученого и не прогадал, сделав на него ставку. Байер специализировался на полимерах, открыл принцип поэтапной полимеризации уретанов. Так получились несколько пенистых материалов. В строительной сфере их стали использовать в 1970-ых.

Внешне монтажная пена – светлая и воздушная субстанция. Ее словно распирает изнутри, видны пузырьки и полости. Это выходы углекислого газа. Он образуется при контакте полиуретана с воздухом, влагой в нем.

Образование углекислого газа, собственно, и ведет к распиранию полимера. Баллон монтажной пены объемом 300 миллилитров дает на выходе 30 литров герметика. Впрочем, цифра усредненная. Точный показатель увеличения в объеме зависит от назначения пены. Но, об этот поговорим в главе «Применение».

Засохшая монтажная пена  тверда, отчасти напоминает пенополистирол, тоже получаемый путем вспенивания полиуретана. Он считается универсальным материалом, заменяя резину, каучук, пластмассу.

Полиуретан может принимать любой облик, форму, способен менять структуру. При этом, вещество выигрывает у копируемых материалов в долговечности, устойчивости к перепадам температур, химическим реагентам, К тому же, полиуретан не деформируется и обходится дешевле заменяемых сред.

В форме монтажной пены полиуретан обладает высокой адгезией. Так называют способность проникновения в смежные поверхности. Схватываясь с ними, пена монтажная «Макрофлекс», или других наименований, обеспечивает надежное сцепление. Так соединяют стекло, дерево, металл, пластик, бетон и камень.

Вспененность монтажки делает ее эффективным тепло- и шумоизоляторами.  Воздух – плохой проводник звуковых волн, жара, холода. Они вязнут в пене. То же происходит с электрическим током.

Пройти сквозь монтажку он не может. Вода тоже стопориться. Здесь нужна оговорка о качестве пены. В идеале, углекислый газ должен распирать полистирол изнутри. «Соты» образуются в глубине полимера.

Сквозных и наружных ходов нет. Вот вода и не проникает в пену. Однако, встречаются низкокачественные составы. В этом случае в характеристики монтажной пены входит высокая, порой сквозная пористость с соединением меж собой воздушных капсул. В такие ходы влага проникает, может застывать внутри полиуретана, распирая его, снижая свойства и срок службы.

Разрушить монтажку способен, так же, ультрафиолет. На солнце пена темнеет, становится ломкой. Поэтому, используют продукцию, как правило, при внутренних работах. Для каждой выбирают свой вид пены.

Применение монтажной пены

Основных сферы применения монтажки 3. Первая – крепежная. Сажая на пену окна и дверные коробки, строители обеспечивают надежную фиксацию без саморезов, дюбелей и  гвоздей.

Вторая сфера применения монтажки связана с заполнением полостей, к примеру, щелей в стенах. Как иначе штукатурить, оклеивать поверхности обоями? Функцию именуют уплотнительной. Реально заделать щели шириной от 2-ух сантиметров.

Третья стезя монтажки – утепление и звукоизоляция. Пену наносят меж панелями домов, обрабатывают ей внутренние поверхности гаражей. Быстро, удобно, тепло и тихо.

Раз полиуретан универсальное вещество, пена из него – универсальный материал. Насчитывается более 1 000 вариантов его применения. Касаются они не только строительства. Из героини статьи, к примеру, делают фигурки животных.

Правдоподобно получаются лохматые пуделя, овечки. Любители делать заготовки на зиму, ставят банки с соленьями да вареньями в коробки и запенивают пустое пространство.

Так упрощается перевозка тары, исключается ее битье, разгерметизация. Можно, к примеру, послать посылку в другой город. На почте платишь за вес, так ведь пена его особо не прибавит.

Порой, монтажку используют в пакостливых целях. Пример – запенивание проемов в автомобилях. Так недоброжелатели усложняют открывание дверей. В этом есть логика. Сложно найти ее лишь в поступке красноярца, запенившего собственный желудок.

Работая с пеной, нужно учитывать список материалов, с которыми у героини статьи отсутствует адгезия. Это полиэтилен, тефлон и силикон.

Сцепка монтажной пены с прочими поверхностями зависит от их влажности. Наличие воды увеличивает адгезию в несколько раз. Поэтому, крепя на пену, к примеру, стеновые панели, основу предварительно сбрызгивают. Учесть стоит и наличие на обрабатываемых поверхностях жира. Он, в противовес воде, препятствует адгезии.

Как выбрать и как пользоваться монтажной пеной

При выборе материала, стоит отталкиваться от его видов и собственных потребностей. Расход монтажной пены бытовой больше, поскольку часть полимера остается в баллоне, как в тюбике из-под крема. Из профессиональных тар пистолеты выжимают все до последней капли.

К тому же, бытовая пена используется за один присест. Аэрозольная трубка забивается застывшей пеной, не пропускает ее остатки. Большие профессиональные баллоны многоразовые.

Бытовая тара пены исключает точную дозацию. Поэтому, обойтись без профессионального полимера с пистолетом можно при разовых и простых работах вроде заделывания щелей.

Выбирая меж бытовой и профессиональной пегнами, учитывают и степень их усадки. Она следует за расширением материала и составляет от 0-ля до 7%. В профессиональной продукции максимум составляет 3% потери объема.

Монтажная пена «Титан» лишена усадки вовсе, как и вторичного расширения. Бытовой полимер сжимается минимум на 5%. Порой, это вынуждает повторно пропенивать рабочие участки.

Минусы бытовых баллонов идут в плюс, если  пользуешься пеной впервые, с пистолетом обращаться не умеешь и тратиться на него не хочешь.

Качество и свежесть пены проверяют, смотря на сроки годности и слега встряхивая тару. Ее содержимое должно быть увесистым и легко перекатываться по баллону.

Мухлеж производителя  может заключаться в переизбытке в упаковке газа и недовесе полимера. Особенно часто сим «грешат» бытовые баллоны, рассчитанные на малую осведомленность покупателя, далекого от строительного рынка.

Профессиональные строители предпочитают пену с быстрым сроком застывания. Представим ситуацию: монтируем двери на заказ. Запенили проемы, посадили в них коробки и ждем, ждем, ждем пока высохнет полимер.

Оттягивается момент сдачи объекта и получения своих кровных. Если же работаешь для себя, лучше сделать ставку на долгосохнущую пену. Она качественнее и долговечнее.

На качество пены косвенно влияет и ее бренд. Раскрученные  тратятся на рекламу. Вбухав в нее миллионы и завоевав своего потребителя, титаны начинают постепенно снижать качество продукции.

Покупать ее продолжат по инерции и опираясь на рекламу. Новички же рынка, не могущие позволить себе громких компаний, берут качеством. Пена должна так понравиться, чтобы потребитель вернулся за товаром и рассказал о нем еще десяти людям. Так что, не боимся брать малоизвестную продукцию. Зачастую, удается совместить качество и низкую цену, в которой нет рекламных издержек.

Цена монтажной пены

Средняя цена на небольшие баллоны пены объемом 0,75 литра равна 150-230-ти рублям. Есть и тара в половину литра. Такую пену продают по 120-180 рублей. Минимум просят за бытовые упаковки. Пистолетные дороже.

Максимальный ценник за 750 миллилитров монтажной пены – 800 рублей.  Здесь и бренд, и профессиональный баллон, и дополнительные присадки для морозо-, огнестойкости. Если дополнительные функции не нужны, переплачивать тоже незачем. Монтажек на рынке столько, что идеальный товар найдется для каждого.

Пена и пенообразователи: виды, состав, область примения

Пена – это скопление пузырьков, которое способствует ликвидации пожара, главным образом, за счет эффекта поверхностного тушения. Пузырьки возникают при смешивании воды с пенообразователем. Пена легче самого легкого воспламеняющегося нефтепродукта, поэтому при подаче на горящий нефтепродукт она остается на его поверхности.

Дополнительно читаете еще один материал по теме тут.

Виды пены по кратности:

• пены низкой кратности – кратность пены от 4 до 20 (получают стволами СВП, пеносливными устройствами);
• пены средней кратности – кратность пены от 21 до 200 (получают генераторами ГПС);
• пены высокой кратности – кратность пены более 200 (получают путем принудительного нагнетания воздуха).

 Область применения. Достоинства и недостатки

Пена широко применяется для тушения пожаров твердых (пожары класса А)  жидких веществ (пожары класса В), не вступающих во взаимодействие с водой, и в первую очередь – для тушения пожаров нефтепродуктов.

Химическая пена образуется смешиванием щелочи (обычно бикарбоната натрия) с кислотой (как правило, сульфата алюминия) в воде. Эти вещества содержатся в одном герметичном контейнере. Чтобы сделать пену более прочной и продлить срок ее службы, к ней добавляется стабилизатор.

При взаимодействии указанных химических веществ образуются пузырьки, наполненные углекислым газом, который в данном случае практически не обладает никакой огнетушащей способностью; его назначение – заставить пузырьки всплывать.

Порошок может храниться в емкостях и вводиться в воду в процессе борьбы с пожаром через специальную воронку или каждое из двух химических веществ может быть предварительно перемешано с водой, в результате чего образуется раствор сульфата алюминия и раствор бикарбоната натрия.

Воздушно-механическая пена. Эта пена образуется из пенного раствора, получаемого при смешивании пенообразователя с водой. Пузырьки возникают при турбулентном перемешивании воздуха с пенным раствором.

Как следует из самого названия пены, ее пузырьки заполнены воздухом.

Качество пены зависит от степени перемешивания, а также от исполнения и эффективности используемого оборудования, а ее количество – от конструкции этого оборудования.

Существует несколько типов воздушно-механической пены, одинаковых по природе, но имеющих разную огнетушащую эффективность. Ее пенообразователи производят на основе протеина и поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества – это большая группа веществ, включающая моющие средства, смачиватели и жидкое мыло.

Ограничения в применении пены

При правильном использовании пена – эффективное огнетушащее вещество. Тем не менее существуют определенные ограничения в ее применении, которые перечислены далее.

1. Поскольку пена представляет собой водный раствор, она проводит электричество, поэтому ее нельзя подавать на электрооборудование, находящееся под напряжением.
2. Пену, так же как и воду, нельзя применять для тушения горючих металлов.
3. Многие типы пены нельзя употреблять с огнетушащими порошками. Исключение из этого правила составляет «легкая вода», которая может использоваться с огнетушащим порошком
4. Пена не годится для тушения пожаров, связанных с горением газов и криогенных жидкостей. Но высоко-кратная пена применяется при тушении растекающихся криогенных жидкостей для быстрого   подогрева   паров   и   уменьшения   опасности, сопутствующих такому растеканию

Положительные качества пены.

1. Несмотря на существующие ограничения в применении,  пена очень эффективна при борьбе с пожарами классов А и В.
2. Пена — очень эффективное огнетушащее вещество, которое, кроме того, обладает и охлаждающим эффектом.
3. Пена создает паровой барьер, препятствующий выходу воспла­меняющихся паров наружу. Поверхность цистерны может быть покрыта пеной для защиты ее от пожара в соседней цистерне.

4. Пена может быть использована для тушения пожаров класса А в связи с наличием в ней воды. Особенно эффективна «легкая вода».

5. Пена – эффективное огнетушащее вещество для покрытия расте­кающихся нефтепродуктов. Если нефтепродукт вытекает, нужно попытаться закрыть клапан и таким образом прервать поток. Если это невозможно сделать, надо преградить путь потоку при помощи пены, которую следует подавать в район пожара для его тушения и затем для создания защитного слоя, покрывающего просачивающуюся жидкость.

6. Пена – наиболее эффективное огнетушащее вещество для тушения пожаров в больших емкостях с воспламеняющимися жидкостями.

7. Для получения пены может использоваться пресная или жесткая или мягкая вода.

Отдельного внимания заслуживает и компрессионная пена, которая очень хорошо себя зарекомендовала при тушении пожаров.

Компрессионная пена (compressed air foam system, CAFS) – технология, используемая в пожаротушении для доставки огнетушащей пены с целью тушения возгорания или защиты зоны, где отсутствует горение, от воспламенения.

Компрессионная пена получается из стандартной насосной установки, которая имеет точку ввода сжатого воздуха в пенообразователь для формирования пены. Кроме того, сжатый воздух также добавляет энергию в струю, которая позволяет увеличить дальность доставки ОТВ по сравнению со стандартными пеногенераторами или стволами.

При использовании компрессионной пены, эффективность огнетушащего вещества составляет порядка 80%. Такой показатель возможен благодаря особым физическим свойствам компрессионной пены, а именно адгезивности. При тушении пожара, ствольщик получает в свой арсенал новые возможности.

При нанесении на потолок и стены, пена изолирует смежные помещения от воздействия высоких температур, при этом пена долго держится даже на вертикальных поверхностях: от одного часа на металлической до двух-трех часов на деревянной. Каждый пузырь компрессионной пены имеет стойкую связь с соседними, что обуславливает высокую стойкость пены.

В результате получается тонкое (около 1-2 сантиметров) и прочное «одеяло», которое буквально «укрывает» горящую поверхность, прекращая доступ кислорода в очаг возгорания.

Готовая компрессионная пена подаётся по напорным пожарным рукавам диаметром 38 или 51 мм под рабочим давлением 7 ÷ 10 кгс/см2.

Физические параметры компрессионной пены и, соответственно, огнетушащие свойства пены – изменяются посредством изменения соотношения ингредиентов. Может вырабатываться «сырая» (тяжёлая) пена с соотношением от 1 : 5 (вода : воздух) и «сухая» (лёгкая) пена с соотношением до 1 : 20 (вода : воздух).

Подача компрессионной пены с соотношением 1 : 10 (вода : воздух) на вертикальные поверхности

(металлическую дверь, кирпичную стену).

Вместе с тем, пена обладает и лучшими свойствами воды – она охлаждает очаг, а благодаря смачивателям, включенным в ее состав – проникает в поры и трещины поверхности, предотвращая тление материала и его повторное возгорание.

Главные преимущества компрессионной пены: быстрый сбив пламени и снижение температуры, сокращение времени тушения в 5 ÷ 7 раз (на 500 ÷ 700 % !!!), снижение расхода воды в 5 ÷ 15 раз (на 500 ÷ 1500 %).

Пенобразователи

Пенообразователь (пенный концентрат) -концентрированный водный раствор стабилизатора пены (поверхностно-активного вещества), образующий при смешивании с водой рабочий раствор пенообразователя.

Пенообразователи предназначены для получения с помощью пожарной техники воздушно-механической пены или растворов смачивателей, используемых для тушения пожаров классов А (горение твердых веществ) и В (горение жидких веществ).

Пенообразователи в зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) подразделяются на:

• синтетические (с),
• фторсинтетические (фс),  
• протеиновые (п),  
• фторпротеиновые (фп).

Пенообразователи в зависимости от способности образовывать огнетушащую пену на стандартном пожарном оборудовании подразделяются на:

• пенообразователи для тушения пожаров пеной низкой кратности (кратность пены от 4 до 20);
• пенообразователи для тушения пожаров пеной средней кратности (кратность пены от 21 до 200);
• пенообразователи для тушения пожаров пеной высокой кратности (кратность пены более 200).

Самыми популярными и недорогими, и в то же время эффективными, на сегодняшний день считаются пенообразователи с маркировкой ПО-6 и ПО-3. Цифры на маркировке говорят об уровне концентрации пенообразователя в рабочем растворе (6 или 3 литра на определенный объем воды).

Хранить такую продукцию следует в отапливаемых помещениях. Замерзая, пенообразователь не теряет своих свойств и вновь готов к эксплуатации после размораживания, но в условиях возникшего пожара времени на приведение его в нужную консистенцию может просто не быть.

Оба вида относятся к числу биоразлагаемых и абсолютно безопасны при хранении и транспортировке.

ХАРАКТЕРИСТИКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫХ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ПО-1

Водный раствор нейтрализованного керосинового кон­такта 84±3%, костный клей для стойкости пены 5 ± 1 % синтетический этиловый спирт или концентрированный этиленгликоль 11 ± 1 %. Температура замерзания не пре­вышает -8 °С. Является основным пенообразующим средством для получения воздушно-механической пены любой кратности.

При тушении нефтей и нефтепродуктов концентрация водного раствора ПО-1 принимается 6%. При тушении других веществ и материалов используют растворы с концентрацией 2 – 6 %.

ПО-3А Водный раствор смеси натриевых солей вторичных ал­килсульфатов. Содержит 26±1 % активного вещества. Температура замерзания не выше – 3°С.

При примене­нии разбавляют водой в пропорции 1 : 1 с использо­ванием дозирующей аппаратуры, рассчитанной на пено­образователь ПО-1. Для получения пены применяют водный раствор с концентрацией 4 – 6 %. ПО-6К Изготовляют из кислого гудрона при сульфировании гидроочищенного керосина. Содержит 32 % активного вещества.

Температура замерзания не выше -3°С. Для получения пены при тушении нефтепродуктов используют водный раствор с концентрацией 6 %. В других случаях концентрация водного раствора может быть меньше.

«Сампо» Состоит из синтетического поверхностно-активного вещества (20%), стабилизатора (15%), антифризной добавки (10%) и вещества, снижающего коррозионное действие состава (0,1 %). Температура застывания – 10°С. Для получения пены используют водный раствор с концентрацией 6 %.

Применяют при тушении нефти, неполярных нефтепродуктов, резинотехнических изделий древесины, волокнистых материалов, в стационарны системах пожаротушения и для защиты технологических установок.

ТЭАС-НТ – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой и средней кратности в условиях низких температур.

ПО-6НП – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для тушения пожаров нефтепродуктов, ГЖ,  для применения с морской водой.  «Морпен» – синтетический, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности с использованием как пресной, так и морской воды.

ПО-6МТ – синтетический, морозоустойчивый, биологически разлагаем. Предназначен для получения огнетушащей пены низкой, средней и высокой кратности.

Интересное видео по компрессионной пене