典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物種類
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幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物:
按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱為純凈物(即只能寫出一個化學分子式的)，由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。
(一)高聚物的燃燒產(chǎn)物
有機高分子化合物(簡稱高聚物)，主要是以煤、石油、天然氣為原料制得的，如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，塑料、橡膠和纖維是人們熟知的3大合成有機高分子化合物，其應(yīng)用廣泛而且容易燃燒。高聚物在燃燒(或分解)過程中，會產(chǎn)生CO、NOS(氦氧化物)、HCl、HF、S02及COCl2(光氣)等有害氣體，對火場人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅。
(二)木材和煤的燃燒產(chǎn)物
木材、煤等固體是火災(zāi)中最常見的可燃物質(zhì)。它們是由多種元素組成的、復(fù)雜天然高聚物的混合物，成分不單一，并且是非均質(zhì)的。
1.木材的燃燒產(chǎn)物
木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，主要組成元素是碳、氧、氫和氮。各主要成分在不同溫度下分解并釋放揮發(fā)分，一般為半纖維素200~260~C分解;纖維素240~350℃分解;木質(zhì)素280~500℃分解。當木材接觸火源時，加熱到約110℃時就被干燥并蒸發(fā)出極少量的樹脂;加熱到130℃時開始分解，產(chǎn)物主要是水蒸氣和二氧化碳;加熱到220—250℃時開始變色并炭化，分解產(chǎn)物主要是一氧化碳、氫氣和碳氫化合物;加熱到300℃以上，有形結(jié)構(gòu)開始斷裂，在木材表面垂直于紋理方向上木炭層出現(xiàn)小裂紋，這就使揮發(fā)物容易通過炭化層表面逸出。隨著炭化深度的增加，裂縫逐漸加寬，結(jié)果產(chǎn)生“龜裂”現(xiàn)象。此時木材發(fā)生劇烈的熱分解。表1-1-4列出了一般木材在不同溫度下分解產(chǎn)生的氣體組成。
2.煤的燃燒產(chǎn)物
煤主要由C、H、0、N和S等元素組成。一般情況下，煤受熱時，低于105℃，主要析出其中的吸留氣體和水分;200~300℃時開始析出氣態(tài)產(chǎn)物如CO、C02等，煤粒變軟成為塑性狀態(tài);300~550℃時開始析出焦油和CH4及其同系物、不飽和烴及CO、C02等氣體;在500-750℃時，半焦開始熱解，并析出大量含氫較多的氣體;760~1000℃時，半焦繼續(xù)熱解，析出少量以氫為主的氣體，半焦變成高溫焦炭。煤熱分解產(chǎn)生揮發(fā)分的組分及其含量主要取決于煤的炭化程度和溫度。炭化程度加深，揮發(fā)分析出量減少，但其中可燃組分含量卻增多。加熱溫度越高，揮發(fā)分逸出量就越多。
(三)金屬的燃燒產(chǎn)物
金屬的燃燒能力取決于金屬本身及其氧化物的物理、化學性質(zhì)。根據(jù)熔點和沸點不同，通常將金屬分為揮發(fā)金屬和不揮發(fā)金屬。
揮發(fā)金屬(如Li、Na、K等)在空氣中容易著火燃燒，熔融成金屬液體，它們的沸點一般低于其氧化物的熔點(K除外)，因此在其表面能夠生成固體氧化物。由于金屬氧化物的多孔性，金屬繼續(xù)被氧化和加熱，經(jīng)過一段時間后，金屬被熔化并開始蒸發(fā)，蒸發(fā)出的蒸氣通過多孔的固體氧化物擴散進入空氣。
不揮發(fā)金屬因其氧化物的熔點低于金屬的沸點，則在燃燒時熔融金屬表面形成一層氧化物。這層氧化物在很大程度上阻礙了金屬和空氣中氧的接觸，從而減緩了金屬被氧化。但這類金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時在空氣中燃燒進行得很激烈，并且不生成煙。
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