2.與燃爆危險(xiǎn)性有關(guān)的物理參數(shù)化學(xué)品的燃爆危險(xiǎn)性可以使用化學(xué)品的一些物理參數(shù)來評(píng)估,如爆炸(濃度)極限、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)。具體化學(xué)品的爆炸(濃度)極限、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)可以從《化學(xué)品安全技術(shù)說明書》( Material safety data sheet,MSDS)中查到。
爆炸(濃度)極限(Concentration explosive limit)是指可燃物質(zhì)(可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵)與空氣(氧氣)形成預(yù)混氣體,遇火源發(fā)生爆炸的濃度范圍。在此極限以外,化學(xué)品不可能發(fā)生燃爆。爆炸(濃度)極限是氣態(tài)化學(xué)品燃爆危險(xiǎn)性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo),不同化學(xué)品的爆炸(濃度)極限范圍差別很大。氫氣的爆炸(體積濃度)極限為4%~75%、一氧化碳的爆炸(體積濃度)極限為12.5%~74.2%、氨的爆炸(體積濃度)極限為 15.5%~27%、環(huán)氧乙烷的爆炸(體積濃度)極限為3%~80%?;瘜W(xué)品的爆炸(濃度)極限下限越低,爆炸(度)極限范圍越寬,該化學(xué)品在氣態(tài)的燃爆危險(xiǎn)性越大。
閃點(diǎn)(Flash point),是指在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下,使用某種點(diǎn)火源造成液體汽化而著火的最小溫度。當(dāng)液體表面產(chǎn)生足夠的蒸氣與空氣混合形成可燃性氣體遇火源產(chǎn)生短暫的火光時(shí)發(fā)生的一閃即滅的現(xiàn)象稱為閃燃,閃燃的最小溫度稱為閃點(diǎn)。閃點(diǎn)是液態(tài)化學(xué)品燃爆危險(xiǎn)性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo),與化學(xué)品的揮發(fā)性/蒸氣壓有密切關(guān)系,液態(tài)化學(xué)品只有在閃點(diǎn)以上溫度才會(huì)發(fā)生爆燃,各種化學(xué)品的閃點(diǎn)有很大差異并與其純度有關(guān)。汽油的閃點(diǎn)為-58~10℃,煤油的閃點(diǎn)為30~70℃,苯的閃點(diǎn)為 -11 ℃,乙醚的閃點(diǎn)為 -45 ℃,乙醛的閃點(diǎn)為 -38 ℃,乙醇的閃點(diǎn)為 12 ℃,丁醇的閃點(diǎn)為35℃,氯苯的閃點(diǎn)為 28℃。
燃點(diǎn)(Ignition point)又稱“著火點(diǎn)”是指可燃物質(zhì)與明火接觸,當(dāng)發(fā)生的火焰能開始并持續(xù)燃著,且燃燒時(shí)間不少于5s。在低于燃點(diǎn)溫度時(shí),可燃物質(zhì)不能以足夠的速度持續(xù)產(chǎn)生蒸氣維持燃燒過程。例如,黃磷的燃點(diǎn)為60℃,磷的燃點(diǎn)為 260 ℃,硫黃的燃點(diǎn)為255 ℃,環(huán)氧樹脂的燃點(diǎn)為 530~540 ℃,聚四氟乙烯的燃點(diǎn)為670 ℃,尼龍的燃點(diǎn)為 500 ℃,聚苯乙烯的燃點(diǎn)為450~500 ℃,聚苯烯的燃點(diǎn)為420 ℃,橡膠的燃點(diǎn)為350℃。燃點(diǎn)越低,可燃物質(zhì)的著火燃燒危險(xiǎn)性越大。
自燃是指可燃物在常溫常壓大氣環(huán)境中,與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而自行發(fā)熱,從而引起可燃物自行燃燒的現(xiàn)象。自燃點(diǎn)是指在規(guī)定條件下可燃物質(zhì)發(fā)生自燃的最小溫度。日常環(huán)境中壓力、氧濃度、催化劑的存在都會(huì)影響液體和氣體可燃物的自燃點(diǎn),壓力越高自燃點(diǎn)越低,環(huán)境中氧濃度越高自燃點(diǎn)越低,活性催化劑存在能降低自燃點(diǎn),鈍性催化劑能提高自燃點(diǎn)。熔融后狀態(tài)、揮發(fā)物數(shù)量、固體粒度都會(huì)影響固體可燃物的自燃點(diǎn)。熔融后成為液體或氣體、揮發(fā)出的可燃物越多自燃點(diǎn)越低,固體顆粒越細(xì)(比表面積就越大)自燃點(diǎn)越低。值得注意的是,可燃物質(zhì)的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系,石油產(chǎn)品的油品越輕,閃點(diǎn)與燃點(diǎn)越低,而自燃點(diǎn)卻越高。
3.易發(fā)生自燃的化學(xué)物質(zhì)
可燃物質(zhì)的自燃可以分成可燃物在空氣中的自燃、活性物質(zhì)遇水的自燃、強(qiáng)氧化性物質(zhì)與可燃物(或還原性物質(zhì))的混合接觸自燃三大類。
在空氣中自燃的物質(zhì)根據(jù)其發(fā)熱自燃的初始原因不同可以分成氧化放熱自燃、分解放熱自燃、聚合放熱自燃、吸附放熱自燃和發(fā)酵放熱自燃等類型。常見由于氧化放熱引起自燃的物質(zhì)有黃磷(亦稱白磷)、氣態(tài)磷化氫(PH)和液態(tài)磷化氫(PH)三乙基鋁[(C,H,)A1],二乙基氣化鋁[(CH,),A1C1]、堿金屬和堿土金屬(鉀、鈉、鈹、鎂、鋅、鎘、銻、鉍、硼等元素)的低級(jí)烷基化合物等;常見由于分解放熱自燃的物質(zhì)有硝酸纖維素酯或硝化纖維素、硝化甘油等;常見由于聚合放熱自燃的物質(zhì)有甲基丙烯酸酯類、乙酸乙烯酯、丙烯腈、異戊二烯、液態(tài)氰化氫、苯乙烯、乙烯基乙炔、丙烯酸酯類等單體。常見由于吸附放熱自燃的物質(zhì)有活性炭,還原鎳,還原鐵、鎂、鋁、鋯、鋅、錳、錫及其合金粉末等。
遇水自燃的物質(zhì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用很廣,常見的有堿金屬及堿土金屬,如鉀、鈉、鋰、鈣、鍶、鋇、鉀鈉合金、鉀汞齊、鈉汞齊等;金屬氫化物,如氫化鋰(LiH)、氫化鈉(NaH)、四氫化鋰鋁(LiAH)、氫化鈣(CaH,)、氫化鋁(AIH;)、氫化鋁鈉(NaAIH)等;硼氫化合物,如二(亦稱乙硼,BH)、十硼氫(BH)、硼氫化鉀(KBH )、硼氫化鈉(NaBH)等;金屬磷化物,如磷化鈣(CaP,)、磷化鋁(AIP)、磷化鋅(包括ZnP和 ZnP,)、磷化鈉(包括 NaP,NaP;和 NaP,)等;金屬碳化物:如碳化鈣(CaC,)、碳化鈉(NaC,)、碳化鉀(KC)、碳化鋁(ALC;)、碳化錳(MnC)等;金屬粉末,如鋅粉、鎂鋁粉、鎂粉、鋁粉、鋇粉、鋯粉等;其他活性物質(zhì),如硅化鎂(MgSi)氰化鈉(NaCN)、低亞硫酸鈉(Na,S,0)、乙基鈉(C,HNa)硫化鈉(NaS )、乙基黃原酸鈉(C,HOCSSNa)等。
強(qiáng)氧化性物質(zhì)與可燃物或還原性物質(zhì)接觸引起的自燃在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室較為常見,涉及的物質(zhì)種類很多。強(qiáng)氧化性物質(zhì)主物和高氧化態(tài)、具有強(qiáng)氧化性或含有過氧基、易分解并放出氧和熱量的無機(jī)酸及其酸鹽。常見的強(qiáng)氧化性有機(jī)過氧化物,如過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二叔丁醇等;常見的強(qiáng)氧化性無機(jī)酸,如高氯酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽等。