都阳++解鑫毅

[摘 要]自1974年美国加利福尼亚大学的Rowland教授和Molina博士发表了“环境中的CFCs”论文，发现消防行业大量使用的哈龙灭火剂是造成臭氧空洞的原因，全球掀起了哈龙替代计划。超细干粉灭火剂作为哈龙替代计划当中的研究热点，其通常做法是将基料超细化之后进行一定的特性改良。文章设置对照试验，通过设置不同超声波功率，研究了超声分散对于超细粉体在包覆过程中的影响。

中图分类号：U514 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0021-01

0 引言

干粉灭火剂是目前比较常见的灭火剂类型，因其灭火效率高、成本低、无污染，广泛应用于建筑、交通、石油、化工等各个领域。科学家研究发现，每种超细干粉灭火剂都有一种临界粒径，只有小于此粒径干粉灭火剂才会对火焰起化学抑制作用，也就是说，粉体粒径越细，灭火效果就越好。但是由于粒子超细化后会产生一系列问题，如团聚、易吸潮，导致保存时间变短，再加上一些特殊场合的需要，粉体改性就必不可少。通常情况下的粉体改性是通过搅拌、加热进行的，在此基础上进行超声震荡后，可以明显看到对于粉体包覆效果的影响。

1 实验仪器与方法

1.1 实验材料及仪器

磷酸二氢氨（上海沪试公司，分析纯）、硅油、人造云母、高岭土、疏水白炭黑、气流粉碎机（QJ-30）、圆底烧瓶、搅拌器、超声振荡器（CD-4862）。

1.2 实验方式

（1）将磷酸二氢氨基料与人造云母、高岭土等充分混合，放入气流粉碎机内进行超细粉碎，收集样品1，放入45℃干燥箱中干燥；

（2）组装搅拌仪器如图1-1所示，将粉碎后的原料倒入仪器中搅拌15分钟，实验分五次进行，设置超声波功率分别为0%，水浴温度为50℃；

（3）加入疏水白炭黑，调整水浴温度至70℃，喷入硅油，充分搅拌40分钟，待试剂冷凉后，取出样品2。

（4）重复进行实验，分别设置超声震荡功率为10%、40%、70%、100%，收集样品，分别标上编号样品2、3、4、5、6。

2 实验结果与讨论

2.1 超声波对于包覆效果的影响

实验结果发現，经超气流粉碎后的粉体颗粒明显变小，易发生团聚。经表面改性后，粉体的团聚现象消失，并能良好地漂浮于表面而不下沉。

图2-1、2-2所示，分别将样品1、2、3进行SEM电镜扫描，通过对比，可以发现，经表面改性处理后，粉体颗粒表面粘结了致密的疏水白炭黑等物质，使得表面张力变大，表面含有大量的疏水基团，因而能够良好漂浮于水面。同时可以发现，改性后的粉体放置在空气中无团聚现象，而未改性的样品颗粒团聚现象严重。

通过图2-2与2-3的对比，可以发现，经超声波震荡后的颗粒包覆效果效果较好，包覆均匀，无细小颗粒杂质存在，且进行疏水实验时，未经超声震荡的粒子有些许粒子未完全包覆，放置在水中时，可以看到些许粒子溶于水中。

2.2 超声波功率对于包覆效果的影响

文章还探究了超声波功率对于粒子包覆效果的影响，结果如图2-4所示。

由图可以看出，用超声震荡过之后，粒子的包覆率明显提高。提高超声波功率，初始阶段粒子的包覆率迅速提高，再继续提高功率，粒子包覆率变缓，这可能跟超声波对粒子活性的影响有关。刚进行超声震荡后，粒子活性增强效果明显，易于发生包覆，当在不断提高超声功率时，超声波功率的提高对粒子的活性增强的影响变小。

3 结论

（1）超声波能够明显地提高超细粉体表面的包覆效果，利用超声波震荡后，可使颗粒表面的粒子包覆均匀，达到良好的包覆效果；

（2）超声波振荡功率不同，对粒子包覆效果的影响也是不同的。不断增大超声波功率，初始阶段对粒子影响效果较大，之后对粒子的包覆率影响变低，这可能跟后期超声震荡功率增强后，粒子活性达到极限有关。

参考文献

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