火灾化学导论

第一章绪论1

第一节火灾化学的范畴1

第二节火灾化学的发展及任务4

第三节现实中的火灾化学问题9

第四节火灾化学的研究方法11

参考文献12

第二章火灾化学的基础理论14

第一节概述14

一、物质的热解14

二、物质的燃烧14

三、物质的爆炸17

四、火灾23

五、热解、燃烧、爆炸和火灾的相互关系24

第二节化学热力学基础27

一、基本概念27

二、热力学三大定律27

第三节化学动力学基础31

一、基本概念和公式 31

二、建立反应速率方程的方法33

三、反应机理及基元反应34

第四节热解过程中的热力学及动力学39

一、煤的热解行为39

二、硫化矿石自燃的化学热力学机理43

三、聚合物材料热解特性和动力学研究44

第五节基础燃烧理论47

一、燃烧理论的发展史47

二、燃烧理论的探讨48

三、聚合物的燃烧特点52

四、灾害燃烧55

第六节爆炸的基本理论55

第七节火灾的基础理论57

一、火灾的特点57

二、火灾研究的主要方向57

三、火灾的阶段58

四、特殊火灾现象59

五、火灾与化学的关系64

六、火灾的双重规律性及应用64

参考文献65

第三章阻燃原理和技术67

第一节聚合物材料阻燃的基本原理67

一、气相阻燃原理68

二、凝聚相阻燃原理70

三、中断热交换阻燃机理71

第二节阻燃剂分类及其作用原理72

一、无机阻燃剂74

二、有机阻燃剂80

第三节材料防火保护基本原理85

一、防火涂料85

二、防火板90

三、防火液91

第四节材料的阻燃及防护技术91

一、聚合物材料的阻燃技术91

二、防火保护技术95

第五节阻燃材料的加工技术108

一、聚合物材料的加工技术108

二、防火涂料的加工技术109

第六节阻燃聚合物材料的应用110

一、阻燃聚合物的含义110

二、阻燃聚合物材料的主要应用领域111

三、阻燃聚合物材料的展望112

第七节阻燃技术的最新进展113

一、聚合物/无机物纳米复合技术114

二、接枝和交联技术118

第八节聚合物材料的燃烧与阻燃118

参考文献124

第四章火灾探测与灭火的化学问题131

第一节火灾防治概述131

一、火灾防治的重要性131

二、火灾防治的主要任务131

三、火灾防治的主要方法131

四、火灾防治的重要场所132

第二节基于化学原理的火灾探测技术132

一、火灾探测技术的发展现状和发展趋势132

二、火灾探测器的分类132

三、可燃气体火灾探测器133

四、多传感/多判据火灾探测技术141

五、多传感火灾探测器141

六、火灾探测技术的最新进展143

第三节灭火剂及常用灭火系统145

一、我国灭火剂的发展史与现状145

二、常用的灭火方法146

三、灭火剂的分类及其灭火原理146

四、几类常用的灭火剂146

第四节新型灭火剂及其灭火原理161

一、纳米粉末灭火剂161

二、催化型干粉灭火剂161

三、 载体型干粉灭火剂161

四、多元组分干粉灭火剂162

五、气溶胶灭火剂163

六、新型植物蛋白泡沫灭火剂　166

七、植物型复合阻燃灭火剂166

参考文献167

第五章燃烧产物及其毒性169

第一节燃烧产物毒性研究的必要性169

第二节燃烧产物的分类171

一、气态产物171

二、凝聚态产物174

三、火灾过程中的热量释放175

第三节火灾产物的毒性和毒性作用的一般机制及其研究方法178

一、毒物与毒害剂量级178

二、毒物的结构、特性与效应180

三、接触特征180

四、毒性作用181

五、毒性作用的特征182

六、毒性作用的一般机制183

七、燃烧产物毒性的研究方法184

第四节火灾中常见有毒产物的致毒机理189

一、概述189

二、一氧化碳的致毒机理191

三、氰化氢的致毒机理192

四、一氧化氮的致毒机理194

五、二氧化氮的致毒机理195

参考文献198

第六章材料的火灾安全性评价200

第一节概述200

一、基本概念201

二、相关法规与标准203

三、应用205

第二节聚合物材料的火灾安全性评价206

一、热危险性206

二、非热危险性219

三、综合性评价232

第三节无机材料的火灾安全性评价237

一、无机材料的耐火性能238

二、评价方法239

第四节工程案例节选241

一、概述241

二、装饰材料火灾性能和热解性能评估241

参考文献244

第七章工业化学事故致发火灾与爆炸的处理对策248

第一节化学事故致发火灾、爆炸的基本介绍248

一、国内外典型工业化学事故致发火灾与爆炸事例248

二、化工装置与化学事故248

三、燃烧爆炸事故的分类及其形态特点250

四、企业常见的火灾事故类型251

第二节化学事故致发火灾与爆炸的基本概念252

一、化学品燃烧与爆炸的必要条件252

二、可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃烧与爆炸危险性252

三、液体的燃烧与爆炸危险性253

四、固体的燃烧与爆炸危险性253

五、爆炸254

第三节工业化学事故引起火灾、爆炸事故的因素270

一、自燃致发的火灾与爆炸事故270

二、机械作用致发的火灾与爆炸事故271

第四节工业化学事故致发火灾与爆炸的预警体系272

一、建立工业化学事故安全防范体系272

二、防火防爆安全系统工程272

三、化工企业燃烧爆炸危险的评估方法273

第五节化学工业防火防爆的安全措施与技术276

一、化学工业防火防爆的基本原理276

二、化学工业防火防爆的基本措施277

第六节采用防火防爆安全报警装置281

一、火灾自动报警装置的作用原理281

二、常用自动报警器281

三、测爆仪器281

四、自动报警灭火系统282

第七节化学事故现场处理预案382

一、化学事故现场处理预案282

二、化学事故现场处理预案案例284

第八节工业化学事故致发燃烧爆炸典型案例分析287

参考文献289

第八章火灾调查中的化学分析方法291

第一节概述291

一、火灾调查的任务和内容291

二、火灾调查与化学291

三、火灾物证及其鉴定296

第二节火灾物证的现场采集298

一、气态物证的采集技术298

二、液态物证的采集技术299

三、固态物证的采集技术300

第三节火灾物证化学分析中常用的分离方法301

一、直接顶空法301

二、蒸馏法302

三、溶剂萃取法302

四、动态顶空法302

五、吸附法302

六、固相微萃取法303

第四节火灾物证的化学分析方法304

一、化学显色法305

二、色谱法310

三、紫外光谱法319

四、红外光谱法321

五、元素分析法324

六、Ｘ射线衍射分析（XRD）327

七、热分析技术328

八、香味探测技术334

九、电气火灾鉴定技术335

参考文献340

第九章火灾与环境342

第一节火灾环境问题342

一、火灾所造成的环境问题实例342

二、研究内容344

第二节火灾烟气组成及其对环境的具体危害347

一、气相产物347

二、液滴和固体颗粒产物351

三、研究所需设备352

第三节森林火灾对环境的影响353

一、概述353

二、估算方法353

三、全球森林火灾温室气体释放量的研究354

四、我国森林火灾温室气体释放量的研究359

第四节油田火灾对环境的影响361

一、概述361

二、空气质量监测结果361

三、对陆地环境的影响363

四、对海洋生物的影响364

五、油田火灾烟气对环境的影响365

六、油田火灾产生的二氧化硫的量367

七、油田火灾产生的多环芳香烃(PAH)的量368

第五节煤田火灾对环境的影响371

第六节阻燃技术带来的环境问题372

一、概述372

二、溴系阻燃剂373

三、清洁、高效阻燃技术375

第七节灭火技术造成的环境影响376

一、哈龙灭火剂造成的环境问题及其替代物376

二、灭火技术不当造成的环境问题378

第八节本章小结378

参考文献379

附录382

附录一易燃易爆性物质所特有的原子团及代表性物质382

附录二锥型量热计测得的某些材料的释热特性384

附录三材料在良好通风条件下燃烧的LC50和IC50值384

附录四有限通风燃烧条件下的LC50值387

附录五材料在氧化高温分解条件下的LC50和IC50值388

附录三～附录五参考文献390

本书是国内第一本尝试将“火灾化学”划为一个相对独立的学科体系并系统探讨和总结其涵盖内容的图书。火灾化学内涵丰富、外延扩展性和融合性强，整个体系兼具基础性和应用性。
　　全书共九章，分为两大部分。第一部分（第一章至第二章）为火灾化学基础理论，主要叙述火灾化学这个学科体系的来由、发展、基本范畴、内涵、外延；火灾化学的研究任务、内容、方法及应用；火灾化学的理论基础，即热解、燃烧、爆炸、火灾的本质特征及以上环节间的本质联系。第二部分（第三章至第九章）为广义火灾化学包含的各方面内容，包括材料的防火（阻燃和耐火）原理、相关技术、应用和最新进展；火灾探测和灭火的基本化学原理；火灾的各种产物及其毒性和致毒机理；材料的火灾安全性或潜在火灾危险性评价；工业生产中火灾和爆炸等化学事故的致因及其防治；火灾调查中采用的化学分析方法；火灾本身及其防治手段对环境的潜在影响。全书内容丰富、自成体系、层次清楚、深入浅出。
　　本书可供消防、安全、轻工、化工、军工等部门的有关技术人员及从事火灾科学和消防工程、公共安全、灾害化学等研究的广大科研人员阅读参考，也可作为高等院校安全工程与消防工程、应用化学、工业分析、环境工程等专业的研究生和高年级本科生的教材、教参或课外读物。