前言
閃點(diǎn)，又稱為閃火點(diǎn)，是表征液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)揮發(fā)性和蒸氣易燃性的重要參數(shù)。對(duì)于純組分物質(zhì)，容易通過文獻(xiàn)資料查找閃點(diǎn)值，進(jìn)而判定該物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)。但在工業(yè)領(lǐng)域，閃點(diǎn)并不明確的混合溶液，特別是可燃性液體與水組成的二元或多元互溶體系在涂料、農(nóng)藥、水處理、制藥、精細(xì)化工、紡織等行業(yè)內(nèi)都存在大規(guī)模應(yīng)用，作為溶劑、分散劑或沉淀劑等。測(cè)定這類可燃性液體水溶液的閃點(diǎn)對(duì)于生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所燃爆風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、危險(xiǎn)等級(jí)劃分以及管控措施制定具有重要意義。
本文利用 FP CC-420A 微量連續(xù)閉口閃點(diǎn)儀研究了無水乙醇、丙烯酸和二甲基乙酰胺三種典型可燃液體水溶液的閉口閃點(diǎn)與溶液濃度之間的關(guān)系，并比較了 ASTM D6450 和 ASTM D7094 兩種測(cè)試方法在閃點(diǎn)值和檢測(cè)下限濃度等方面的差異。
仰儀科技FP CC-420A 微量連續(xù)閉口閃點(diǎn)儀
實(shí)驗(yàn)部分
1. 樣品準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)物料如表 1 所示，各樣品分別與純水按比例配制一定濃度梯度的溶液。
表1 物料信息表
2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖 1 (a)乙醇、(b)丙烯酸和(c)二甲基乙酰胺溶液閃點(diǎn)稀釋曲線
如圖 1 所示，乙醇、丙烯酸和二甲基乙酰胺溶液的閃點(diǎn)值均隨稀釋過程單調(diào)上升，這是由于三種雙組份溶液雖然不滿足理想溶液，不服從拉烏爾定律，但氣液平衡狀態(tài)下易燃組分的氣相摩爾分?jǐn)?shù)通常隨液相摩爾分?jǐn)?shù)正向變化（參見圖 2），所以稀溶液中可燃液體的飽和蒸氣壓相對(duì)較低，需要在更高溫度下才能達(dá)到有機(jī)蒸氣的爆炸下限 LFL。
同時(shí)三種樣品的閃點(diǎn)檢測(cè)下限濃度（易燃組分最低液相摩爾分?jǐn)?shù)）分別為乙醇 1.6%、丙烯酸 56%和二甲基乙酰胺 61%。低于下限濃度時(shí)，由于測(cè)試腔內(nèi)惰性的水蒸氣分壓過高，有機(jī)蒸氣將無法發(fā)生閃燃。同時(shí)，下限濃度與純物質(zhì)的沸點(diǎn)與開口閃點(diǎn)值正相關(guān)，可以認(rèn)為樣品揮發(fā)性與易燃性越強(qiáng)，通常其水溶液能夠發(fā)生閃燃的濃度范圍越大。
另外，ASTM D6450 和 ASTM D7094 兩種方法對(duì)于單一濃度閃點(diǎn)值的測(cè)試結(jié)果呈現(xiàn)較高的一致性，但在樣品量、加熱速率、空氣導(dǎo)入量等方面的差異導(dǎo)致測(cè)定的濃度下限存在一定區(qū)別（見圖 2 和表 1）。由于測(cè)試流程中蒸氣濃度累積至 LFL 是一個(gè)復(fù)雜的非線性、多因素耦合過程，濃度下限與檢測(cè)方法之間并沒有體現(xiàn)出很好的規(guī)律性。
圖 2 (a)乙醇、(b)丙烯酸和(c)二甲基乙酰胺與水的二元體系氣液平衡相圖
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
可燃性液體水溶液的閃點(diǎn)隨稀釋程度單調(diào)上升，而閃點(diǎn)可檢測(cè)濃度范圍取決于純物質(zhì)揮發(fā)性與易燃性，同時(shí)又受到檢測(cè)方法的影響。
