Nghiên cứu xây dựng hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt ứng dụng trong công nghệ sản xuất chất tạo bọt chữa cháy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ NGOAN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT BỀN NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ NGOAN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT BỀN NHIỆT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT TẠO BỌT CHỮA CHÁY Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã sỗ: 9.52.03.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Văn Thụ TS Nguyễn Thị Mùa Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn TS Lê Văn Thụ TS Nguyễn Thị Mùa Các số liệu trình bày luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Thị Ngoan LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực luận án nghiên cứu sinh, nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ, động viên từ thầy cô, bạn bè gia đình để tơi có thêm động lực sức mạnh hoàn thành tốt luận án Tiến sĩ Với lịng kính trọng biết ơn, tơi xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Thụ TS Nguyễn Thị Mùa, ln tận tình hướng dẫn, định hướng kịp thời, bảo, giúp đỡ suốt thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm Phát triển công nghệ cao, tồn thể đồng nghiệp Phịng Phát triển cơng nghệ hóa học tạo điều kiện thuận lợi mơi trường khoa học chuyên nghiệp, sở vật chất thủ tục hành thuận lợi q trình nghiên cứu học tập Tôi xin gửi lời cảm ơn Học viện khoa học Công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn hỗ trợ từ đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy hệ phục vụ cơng tác phịng cháy, chữa cháy” - Mã số ĐTĐLCN 35/16 Cuối cùng, tơi xin gửi lịng biết ơn đến gia đình ln tin tưởng nguồn động lực to lớn để tơi hồn thành luận án này.! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Thị Ngoan MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan chất tạo bọt chữa cháy .3 1.1.1 Giới thiệu chung chất tạo bọt chữa cháy 1.1.2 Chất tạo bọt tạo màng nước 1.1.3 Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu 1.2 Thành phần chất tạo bọt chữa cháy 1.2.1 Chất hoạt động bề mặt 10 1.2.2 Chất trợ HĐBM polyme bền rượu 15 1.2.3 Các chất phụ gia 16 1.2.4 Ứng dụng số hợp chất chứa silic bọt chữa cháy 16 1.3 Vai trò nguyên lý dập cháy bọt chữa cháy 19 1.3.1 Nguyên nhân hình thành đám cháy chất lỏng 19 1.3.2 Nguyên lý dập cháy bọt chữa cháy 20 1.4 Tình hình nghiên cứu chất tạo bọt chữa cháy giới Việt Nam 22 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 22 1.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 26 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .29 2.1 Hóa chất thiết bị 29 2.1.1 Hóa chất 29 2.1.2 Thiết bị 30 2.2 Phương pháp phân tích đánh giá 30 2.2.1 Phương pháp xác định tính chất hóa lý chất tạo bọt chữa cháy 30 2.2.2 Phương pháp xác định tính ổn định bọt 33 i 2.3.3 Phương pháp xác định tương hợp độ bền nhiệt 34 2.3.4 Phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm tối ưu hóa 35 2.3.5 Phương pháp thử nghiệm đánh giá kết 36 2.3 Thực nghiệm 38 2.3.1 Chế tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 39 2.2.2 Phân tán hợp chất chứa silic chất tạo bọt AFFF 43 2.2.3 Chế tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước (AFFF) .49 3.1.1 Nghiên cứu lựa chọn chất HĐBM 49 3.1.2 Xác định khả tương hợp bền nhiệt hỗn hợp chất HĐBM 52 3.1.3 Tối ưu hóa phối trộn chất HĐBM 57 3.1.4 Nghiên cứu lựa chọn chất trợ HĐBM chất phụ gia 62 3.1.5 Khảo sát thứ tự đồng hóa 67 3.1.6 hảo sát thời gian khuấy tốc độ khuấy 70 3.2 Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu 71 3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn chất HĐBM 71 3.2.2 Xác định khả tương hợp bền nhiệt hỗn hợp chất HĐBM 74 3.2.3 Tối ưu hóa phối trộn chất HĐBM 78 3.2.4 Nghiên cứu lựa chọn polyme tạo bền rượu chất phụ gia 83 3.2.5 Khảo sát thứ tự đồng hóa 86 3.2.6 hảo sát thời gian khuấy tốc độ khuấy 88 3.3 Nghiên cứu sử dụng số hợp chất chứa silic nâng cao đặc tính bọt chữa cháy 90 3.3.1 Ảnh hưởng số hợp chất chứa silic đến tính chất dung dịch AFFF 90 3.3.2 Ảnh hưởng số hợp chất chứa silic đến độ ổn định bọt 95 3.4 Thử nghiệm 99 3.4.1 Thử nghiệm theo quy mô nhỏ 99 ii 3.4.2 Thử nghiệm theo Tiêu chuẩn Việt Nam 101 3.4.3 Thử nghiệm theo quy mô nhỏ chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF có chứa natri silicat 102 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 104 KẾT LUẬN 105 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 PHỤ LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AE Alkylphenol ethoxylate AFFF Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AOPF Amine oxide partially fluorinated surfactant AOS Alpha-Olefine Sulfonate APG Alkyl polyglucosides AR-AFFF Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu AS Aryl sulfate BAS Branched alkyl benzene sulfonate BPF Betaine Partially Fluorinated CAFS Hệ thống phun bọt khí nén CMC Nồng độ mixen tới hạn DCF DuPont™ Capstone® fluorosurfactant FB Fluoroalkyl betaine FFFP Bọt chữa cháy protein HĐBM Hoạt động bề mặt HEC Hydroxyethyl cellulose LHSB Lauryl hydroxy sulfobetaine NPE Nonyl phenol ethoxylate PCCC Phòng cháy chữa cháy PFAC Partially fluorinated acrylic copolymer PFOA Perfluorooctanoic acid PFOS Perfluorooctanyl sulfonate S Hệ số lan truyền SCBM Sức căng bề mặt SLES Sodium laury ether sunfate SLS Sodium lauryl sulfate TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam σ Sức căng bề mặt σA Sức căng bề mặt dung dịch bọt chữa cháy σF Sức căng bề mặt cyclohexan σI Sức căng bề mặt liên diện hai chất lỏng iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Công thức lõi chất tạo bọt tạo màng nước Bảng 1.2: Công thức lõi chất tạo bọt tạo màng nước bền rượu Bảng 1.3: Một số đuôi kỵ nước đầu ưa nước quan trọng chất HĐBM 11 Bảng 1.4: Chất hoạt động fluor hóa sử dụng chế tạo chất tạo bọt chữa cháy 14 Bảng 1.5: Sức căng bề mặt nhỏ hệ số lan truyền dung dịch nhiệt độ phòng 18 Bảng 1.6: So sánh thời gian dập tắt chất tạo bọt siloxan chất tạo bọt thương mại 23 Bảng 2.1: Hóa chất thí nghiệm 29 Bảng 2.2: Các mức tối ưu hóa hệ chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 41 Bảng 2.3: Các mức tối ưu hóa hệ chất tạo bọt chữa cháytạo màng nước bền rượu .46 Bảng 3.1: ết khảo sát độ nở thời gian bán hủy chất HĐBM hydrocarbon .49 Bảng 3.2: Độ nở thời gián bán hủy dung dịch DuPont™ Capstone® fluorosurfactant 1440 (DCF) 50 Bảng 3.3 Giá trị pH σ hệ DCF : APG thời điểm ban đầu 52 Bảng 3.4 Biến thiên pH σ hệ DCF : APG theo thời gian ủ nhiệt 53 Bảng 3.5: Giá trị pH σ hệ DCF : APG : LHSB thời điểm ban đầu .54 Bảng 3.6 Biến thiên pH σ hệ DCF : APG : LHSB theo thời gian ủ nhiệt .54 Bảng 3.7 Giá trị pH σ hệ DCF : APG : NPE thời điểm ban đầu 55 Bảng 3.8 Biến thiên pH σ hệ DCF : APG : NPE theo thời gian ủ nhiệt 55 Bảng 3.9 Biến thiên pH σ hệ DCF : APG : LHSB : NPE với tỉ lệ : : : theo thời gian ủ nhiệt 56 Bảng 3.10 hảo sát độ nở, thời gian bán hủy hệ chất HĐBM .56 Bảng 3.11 ết tính tốn σ thí nghiệm quy hoạch theo ma trận yếu tố tồn phần 58 Bảng 3.12 ết thí nghiệm theo phương pháp quay bậc Box – Hunter .59 v Bảng 3.13: ết xác định hệ số lan truyền hệ chất HĐBM bọt chữa cháy tạo màng nước 62 Bảng 3.14: Ảnh hưởng hydroxyethyl cellulose đến độ nở thời gian bán hủy 64 Bảng 3.15: Ảnh hưởng glycerin đến nhiệt độ đông đặc 65 Bảng 3.16: Ảnh hưởng Urea đến độ nhớt 65 Bảng 3.17: Giá trị pH σ hệ DCF : APG : LHSB : NPE chất phụ gia thời điểm ban đầu 66 Bảng 3.18: Biến thiên pH σ hệ DCF : APG : LHSB : NPE chất phụ gia theo thời gian ủ nhiệt .66 Bảng 3.19: ết xác định hệ số lan truyền hệ tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 67 Bảng 3.20: ết khảo sát thứ tự đồng hóa hệ AFFF 68 Bảng 3.21 ết khảo sát thứ tự phối trộn nguyên liệu 68 Bảng 3.22 ết khảo sát thời gian khuấy tốc độ khuấy 70 Bảng 3.23 Công thức chế tạo chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 70 Bảng 3.24: Thông số k thuật chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 71 Bảng 3.25: Độ nở thời gian bán hủy chất HĐBM hydrocarbon 72 Bảng 3.26: Độ nở thời gian bán hủy dung dịch FB 72 Bảng 3.27: Sự tương hợp hỗn hợp chất HĐBM .73 Bảng 3.28 Giá trị pH σ hệ FB : SLES thời điểm ban đầu 75 Bảng 3.29 Biến thiên pH σ hệ FB : SLES theo thời gian ủ nhiệt .75 Bảng 3.30: Giá trị pH σ hệ FB : SLES : NPE thời điểm ban đầu 76 Bảng 3.31: Biến thiên pH σ hệ FB : SLES : NPE theo thời gian ủ nhiệt 76 Bảng 3.32: Biến thiên pH σ hệ FB : SLES : NPE : PFAC theo thời gian ủ nhiệt 77 Bảng 3.33: Biến thiên pH σ hệ FB : SLES : NPE : PFAC theo thời gian ủ nhiệt 77 Bảng 3.34: hảo sát độ nở, thời gian bán hủy hệ chất HĐBM .78 Bảng 3.35: ết tính tốn σ thí nghiệm quy hoạch theo ma trận yếu tố toàn phần .79 vi tiến hành xác định thời gian chống cháy lại dung dịch bọt ghi lại hình ảnh hình 3.18 xác định thời gian chống cháy lại Sau dập tắt hoàn toàn lửa, lớp màng nước tạo thành bề mặt nhiên liệu bắt đầu bị phân hủy, tiết nước hi lớp màng mỏng dần đi, nhiên liệu bắt đầu nhanh chóng bị đốt cháy nồi đốt đặt khay Thời gian trôi qua với tiếp xúc trực tiếp với lửa cháy lại, màng nước bắt đầu bị phân hủy nhanh Sau gần 600s thấy nhiên liệu khay đốt sôi mạnh, nhiên liệu bốc lên nhiều màng nước bền dẫn đến lửa nhanh chóng lan rộng khắp miệng khay ết ghi nhận thời gian chống cháy lại dung dịch AFFF chứa thành phần natri silicat 585s 0s 300s 540s 630 s Hình 3.19: Thử nghiệm chống cháy lại dung dịch bọt AFFF có chứa natri silicat 103 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Luận án nghiên cứu chất hoạt động bề mặt bền nhiệt có ý nghĩa khoa học cho ngành k thuật hóa học, góp phần làm rõ vai trị chúng khả làm giảm sức căng bề mặt, tăng độ bền nhiệt, độ tương hợp, khả tạo bọt… chất tạo bọt chữa cháy; Đã lựa chọn tối ưu hóa 02 hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt, giúp chủ động việc chế tạo chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước (AFFF) chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu (AR-AFFF) đáp ứng TCVN 7278; Đã xác định vai trị tích cực hợp chất chứa silic (natri silica, gel silica, siloxan) thành phần chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước (AFFF) làm tăng hiệu chữa cháy sản phẩm 104 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu thu được, kết luận số điểm sau: Với chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF: Đã lựa chọn hệ chất hoạt động bề mặt gồm DuPont™ Capstone® fluorosurfactant 1440, Alkyl polyglucosides, Lauryl hydoxysulfo betaine, Nonylphenol ethoxylates với nồng độ tối ưu hóa chất 104 g/kg; 251 g/kg; 150 g/kg 75 g/kg đảm bảo bền nhiệt tương hợp tốt Tại nồng độ tối ưu chất hoạt động bề mặt, sức căng bề mặt hệ đạt giá trị thấp 17,06 mN/m Đã xác định thứ tự phối trộn tối ưu sau: Nước; DuPont™ Capstone® fluorosurfactant 1440; Lauryl hydoxysulfo betaine; Nonylphenol ethoxylates; Alkyl polyglucosides; Butyldiglycol; Glyxerin; Hydroxyethyl cellulose; Urea thời gian khuấy 40 phút, tốc độ khuấy 180 vòng/phút Với chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu AR-AFFF: Đã lựa chọn hệ chất hoạt động bề mặt có tương hợp tốt bền nhiệt bao gồm Fluoroalkyl betaine, Sodium laury ether sunfat, Nonylphenol ethoxylates, Partially fluorinated acrylic copolymer với nồng độ tối ưu hóa chất 111 g/kg; 227 g/kg; 113 g/kg 106 g/kg Tại nồng độ tối ưu chất hoạt động bề mặt, sức căng bề mặt hệ đạt giá trị thấp 17,56 mN/m Đã xác định thứ tự phối trộn tối ưu sau: Nước; Fluoroalkyl betaine; Partially fluorinated acrylic copolymer; Sodium laury ether sunfat; Nonylphenol ethoxylates; Butyldiglycol; Glyxerin; Hydroxyethyl cellulose; Xanthan gum; Ureaa thời gian khuấy 50 phút, tốc độ khuấy 180 vòng/phút Đã nghiên cứu, khảo sát số hợp chất chứa silic nâng cao đặc tính bọt chữa cháy Các hợp chất có khả nâng cao hiệu dập cháy tính ổn định cho sản phẩm bọt chữa cháy, có tiềm lớn việc phát triển sản phẩm bọt thân thiện với mơi trường Trong hợp chất natri silicat hàm lượng 1% có hiệu vượt trội Đã tiến hành thử nghiệm thực tế sản phẩm bọt chữa cháy chế tạo Kết cho thấy với phương pháp phun mạnh thời gian dập cháy chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF 150 giây Với phương pháp phun nhẹ 105 thời gian dập tắt đám cháy thời gian chống cháy lại AFFF 232 giây 525 giấy; AR-AFFF 165 giây 716 giây, kết đáp ứng TCVN 7278 Đã thử nghiệm chất tạo bọt AFFF chứa 1% natri silicat với thời gian dập cháy theo phương pháp phun nhẹ 63 giây thời gian chống cháy lại 585 giây, hiệu dập cháy tốt so với AFFF thông thường 106 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Thi Ngoan, Luong Nhu Hai, Do Son Hai, Vuong Van Truong, Nguyen Thi Mua, Le Van Thu, Study and selection of surfactant systems to use for manufacture aqueous film-forming foam concentrate (AFFF), Vietnam Journal of Chemistry, 56(3E1,2), 266-271, 2018 Nguyễn Thị Ngoan, Lương Như Hải, Đỗ Sơn Hải, Trần Văn Chức, Vũ Đình Ly, Lê Văn Thụ, Tối ưu hóa hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt sử dụng bọt chữa cháy tạo màng nước (AFFF), Hội nghị nhà khoa học trẻ toàn quốc lĩnh vực khoa học tự nhiên công nghệ lần thứ IV – Hanoi, 2018 Nguyen Thi Ngoan, Luong Nhu Hai, Do Son Hai, Vu Dinh Ly, Pham Thi Luu, Tran Van Chuc, Nguyen Thi Mua, Le Van Thu, Study and selection of surfactant systems to use for manufacturea alcohol resistant aqueous filmforming foam concentrate (AR-AFFF), Vietnam Journal of Chemistry, 57(2e1,2), 149-154, 2019 Nguyen Thi Ngoan, Nguyen Van Thao, Luong Nhu Hai, Đo Son Hai, Vu Dinh Ly, Tran Van Chuc, Truong Hoang Son, Nguyen Thi Mua, Le Van Thu, Optimization of the surfactant systems for aqueous film-forming foam concentrates (AFFF), Vietnam Journal of Chemistry, 57(2e1,2), 316-321, 2019 Nguyen Thi Ngoan, Luong Nhu Hai, Do Son Hai, Vuong Van Truong, To Phuc Du, Truong Phuong Thao, Le Thi Thuy Hang, Le Van Thu, Study on the effects of sodium silicate to properties for aqueous film-forming foam concentrate, Vietnam Journal of Chemistry, 57(6E1,2), 59-63, 2019 Nguyen Thi Ngoan, Luong Nhu Hai, Do Son Hai, Nguyen Thi Mua, Le Van Thu, Optimization of the surfactant system for using in alcohol resistant aqueous film-forming foam concentrate (AR-AFFF), Vietnam Journal of Chemistry, 58(5E1,2), 126-130, 2020 Nguyen Thi Ngoan, Luong Nhu Hai, Do Son Hai, Nguyen Thi Mua, Le Van Thu, Study on the effects of foam stabilizers for aqueous film-forming foam concentrate, Vietnam Journal of Chemistry, 58(5E1,2), 131-135, 2020 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo tình hình cháy nổ năm 2020 Cục Cảnh sát PCCC CNCH, 2021 H Ohtani, Y Koshba, Fire extinguishing agent and fire extinguishing method, US Patent, US 9782616 B2, 2017 M Izumida, S Yanagisawa, Y Ueda, Fire extinguishing agent and fire extinguishing method using same, US Patent, US 9776029 B2, 2017 A.A Bekaev, P.I Strokov, A Yu oval’chuk, New fire-extinguishing method, Russian Engineering Research, 2012, 32(1), 75-77 D Kong, P Liua, J Zhang, M Fan, C Tao, Small scale experiment study on the characteristics of boilover, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2017, 48, 101-110 L Hu, Q Wang, M Delichatsios, S Lu, F Tang, Flame radiation fraction behaviors of sooty buoyant turbulent jet diffusion flames in reduced-and normal atmospheric pressures and a global correlation with Reynolds number, Fuel, 2014, 116,781–786 R Ananth, K.H Hinnant, Mechanisms for fire suppression with aqueous foams and the role of surfactants, Paper presented at the 10th U.S National Combustion Meeting, University of Maryland, 2017 B.D Ditch, J.L Ris, T.K Blanchat, M Chaos, R.G J Bill, S.B Dorofeev, Pool fires—an empirical correlation, Combust Flame, 2013, 160, 2964– 2974 D Kong, Z Zhang, P Ping, G Chen, X He, H Yang, Experimental study on burning behavior of crude oil pool fire in annular ice cavities, Fuel, 2018, 234, 464–472 10 L Hu, S Liu, L Wu, Flame radiation feedback to fuel surface in medium ethanol and heptane pool fires with cross air fluorw, Combust Flame, 2013, 160, 295–306 11 X Wu, C Li, C Zhao, Y Sheng, S Lu, The synthesis of an aqueous film forming foam concentration and the drainage characteristic of the foam, International Conference on Circuits and Systems, 2015, Paris, France 12 L.R Freire, N.A Fernández, R.S Alvarez, C.H Jones, H Peng, J.P Giesy, M Keswani, Sonochemical degradation of perfluorinated chemicals in aqueous 108 film-forming foams, Journal of Hazardous Materials, 2016, 317, 275–283 13 T Gaillard, M Roché, C Honorez, M Jumeau, A Balan, C Jedrzejczyk, W Drenckhan, Controlled foam generation using cyclic diphasic fluorws through a constriction, International Journal of Multiphase Fluorw, 2017, 96 14 A Arzhavitina, H Steckel, Foams for pharmaceutical and cosmetic application, International Journal of Pharmaceutics, 2010, 394, 1–17 15 Y Sheng, S Lu, N Jiang, X Wu, C Li, Drainage of aqueous film-forming foam stabilized by different foam stabilizers, Journal of Dispersion Science and Technology, 2018, 39(9), 1266–1273 16 S Chirumarry, V R Rao, Y Ko, B V D Vijaykumar, J M Lim, H Kim, S Han, K Jang, D S Shin, Design, synthesis and surfactant properties of perfluorobutylbased fluorinated sodium alkanesulfonates, Journal of Fluorine Chemistry, 2017, 197, 111–117 17 K Malysa, K Lunkenheimer, Foams under dynamic conditions, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2008, 13, 150 18 Y Sheng, N Jiang, X Sun, S Lu, C Li, Experimental Study on Effect of Foam Stabilizers on Aqueous Film-Forming Foam, Fire Technology, 2018, 54(1), 211-228 19 J.C Berg, An introduction to interfaces & colloids: the bridge to nanoscience, World Scientific, Hackensack, 2010, N.J London 20 D Mobius, R Miller (Eds.), Theory, Experiment, application, Studies in interface science, 1998, vol 5, Elsevier, Amsterdam 21 L Zhang , L Tian, H Du, S Rouzière, N Wang, A Salonen, Foams stabilized by surfactant precipitates: criteria for ultrastability, Langmuir 33, 2017 22 A Bureiko, A Trybala, N Kovalchuk, V Starov, Current applications of foams formed from mixed surfactant–polymer solutions, Advances in Colloid and Interface Science, 2015, 222, 670-677 23 Tiêu chuẩn TCVN 7278-1: 2003 (ISO 7203-3:1999), Chất chữa cháy - Chất tạo bọt chữa cháy - Phần 1: Yêu cầu k thuật chất tạo bọt chữa cháy độ nở thấp dùng phun lên bề mặt chất lỏng cháy không hòa tan với nước 24 M Kennedy, M Conroy, J Dougherty, N Otto, B Williams, R Ananth, J 109 Fleming, Bubble coarsening dynamics in fluorinated and non-fluorinated firefighting foams, Colloids Surfaces A, 2015, 470, 268–279 25 N M Kovalchuk, M J H Simmons, Surfactant-mediated wetting and spreading: Recent advances and applications, Current Opinion in Colloid & Interface Science, Available online August 2020 26 Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam 2010 Edition, 1-13 27 K M Hinnant, S L Giles, R Ananth, Measuring fuel transport through fluorocarbon and fluorine-free firefighting foams, Fire Safety Journal, 2017, 91, 653–661 28 S L Giles, A W Snow, K M Hinnant, R Ananthu, Modulation of fluorocarbon surfactant diffusion with diethylene glycol butyl ether for improved foam characteristics and fire suppression, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, 579, 123660 29 T F Tadros, Applied Surfactants, Wiley-VCH, 2005, Weinheim 30 W H Daly and A A Bahamdan, Hydrophobic polysaccharide derivatives, US patent application 20080281000, 2008 31 K Holmberg, B Jonsson, B Kronberg and B Lindman, Surfactants and Polymers in Aqueous Solution, John Wiley & Sons, 2002 32 K M Hinnant, S L Giles, E P Smith, A W Snow and R Ananth, Characterizing the role of fluorocarbon and hydrocarbon surfactants in firefighting-foam formulations for fire-suppression, Fire Technology, 2020, 56, 1413–1441 33 D Wang, Q Hou, Y Luo, Y Zhu, H Fan, Stability comparison between particles-stabilized foams and polymer-stabilized foams, Journal Dispers Science Technology, 2015, 36, 268–273 34 Paul Stevenson, Foam engineering: Fundamentals and applications, First edition, 2012, 411-457 35 X Yu, F Li, H Fang, X Miao, J Wang, R Zong, S Lu, Foaming behavior of fluorocarbon surfactant used in fire-fighting: The importance of viscosity and self-assembly structure, Journal of Molecular Liquids, 2021, 327, 114811 36 F M Llave, B L Call, L A Noll, Mixed Surfactant Systems for Enhanced Oil Recovery, Tropical Report according to Agreement, 1990, No DE-FC22 110 83FE60149 37 L L Schramm, E N Stasiukb and D G Marangonic, Surfactants and their applications, Annual Reports on the Progress of Chemistry, 2003, 99, 3–48 38 L A D’Agostino, S A Mabury, Identification of novel fluorinated surfactants in aqueous film forming foams and commercial surfactant concentrates, Environmental Science & Technology, 2013, 48(1), 121–129 39 N Kristen, A Vüllings, A Laschewsky, R Miller, R Klitzing, Foam films from oppositely charged polyelectolyte/surfactant mixtures: effect of polyelectrolyte and surfactant hydrophobicity on film stability, Langmuir, 2010, 26, 9321–9327 40 P D Berger, C H Lee, Ultra-low Concentration Surfactants for Sandstone and Limestone Floods, SPE 75186, SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium, Tulsa, Oklahoma, 2002, 13-17 41 Barakat, Y., et Al, Adsorption of alkylbenzene sulfonates onto mineral surfaces, Indian Journal of Chemisrey Technology, 1995, 2, 162-166 42 M Aoudia, R S Al-Maamari, M Nabipour, A S Al-Bemani and S Ayatollahi, Laboratory Study of Alkyl Ether Sulfonates for Improved Oil Recovery in High-Salinity Carbonate Reservoirs, A Case Study’ Energy Fuels, 2010, 24, 3655-3660 43 C Hill, A Czajka, G Hazell, I Grillo, S E Rogers, M W A Skoda, N Joslin, J Payne, J Eastoe, Surface and bulk properties of surfactants used in fire-fighting, Journal of Colloid and Interface Science, 2018, 530, 686-694 44 X Yu, N Jiang, X Miao, F Li, J Wang, R Zong, S Lu, Comparative studies on foam stability, oil-film interaction and fire extinguishing performance for fluorine-free and fluorinated foams, Process Safety and Environmental Protection, 2020, 133, 201–215 45 T Kishi, M Arai, Study on the generation of perfluorooctane sulfonate from the aqueous film-forming foam, 2008, 15, 159 46 E V A Arias, M Mallavarapu, R Naidu, Identification of the source of PFOS and PFOA contamination at a military air base site, 2015, 187(1), 4111 47 A Rotander, L Maree, L Toms, L Aylward, M Kay, J F Mueller, Elevated levels of PFOS and PFHxS in firefighters exposed to aqueous film forming 111 foam (AFFF), Environment International, 2015, 82, 28-34 48 M.C Davis, M.J Roberts, E.D Tolmachoff, E.S Sievert, Surfactants with organosilicate nanostructures for use as fire-fighting foam (F3), SERDP Exploratory Development (SEED), 2019 49 D Myers, Surfactant science and technology, third edition, Wiley & Sons, 2006 50 K M Hinnant, S L Giles, A W Snow, J P Farley, J W Fleming, R Ananth, Analytically defined fire-suppressing foam formulation for evaluation of fluorosurfactant replacement, Journal of Surfactants and Detergents, 2018, 21, 711-722 51 B Williams, T Murray, C Butterworth, Z Burger, R Sheinson, J Fleming, J Farley, Extinguishment and burn-back tests of fluorinated and fluorine-free firefighting foams with and without film formation, In Suppression, detection, and signaling research and applications - a technical working conference, 2011, 22-25 52 G Barnes, I Gentle, Interfacial science: an introduction, Oxford University Press, Oxford , 2011 53 Y Sheng, , N Jiang, S Lu, C Li, Fluorinated and fluorine-free firefighting foams spread on heptane surface, Colloid Surfaces A, 2018, 552, 1–8 54 X Jia, Y Luo, R Huang, H Bo, Q Liu, X Zhu, Spreading kinetics of fluorocarbon surfactants on several liquid fuels surfaces, Colloids and Surfaces A, 2020, 589, 124441 55 G Barnes, I Gentle, Interfacial science: an introduction, Oxford University Press, Oxford , 2011 56 J.W Martin, M.M Smithwick, B M Braune, P F Hoekstra, D C.Muir, S A Mabury, Identification of long-chain perfluorinated acids in biota from the Canadian Arctic, Environmental Science & Technology, 2004, 38(2), 373380 57 J P Giesy, K Kannan; Peer reviewed: perfluorochemical surfactants in the environment, Environmental science & technology, 2002, 36(7), 146A-152A 58 European Parliament and Council, Directive 2006/122/EC of the European Parliament and Council, 12.12.2006 112 59 UNEP, Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants - Annex B, United Nations (UN), 29.08.2009 60 P J Chiesa and E C Norman, Preparing fire-fighting concentrates, US patent 4.464.267, 1984 61 B Williams, T Murray, C Butterworth, Z Burger, R Sheinson, J Fleming, J Farley, Extinguishment and burn-back tests of fluorinated and fluorine-free firefighting foams with and without film formation, In Suppression, detection, and signaling research and applications - a technical working conference, 2011, 22-25 62 Zhao, Y., Brown, M.B., Jones, S.A., Pharmaceutical foams: are they the answer to the dilemma of topical NPs, Nanomedicine, 2010, 6, 227–236 63 R Roozbeh, K O Opeyemi, S H Amin, H Hossein, Experimental investigation of emulsified oil dispersion on bulk foam stability, Colloids Surfaces A, 2018, 554, 110-121 64 K M Hinnant, M W Conroy, R Ananth, Influence of fuel on foam degradation for fluorinated and fluorine-free foams, Colloids Surfaces A, 2017, 522, 1-17 65 G.G Back, An evaluation of the firefighting effectiveness of fluorine-free Foams, Fire Technology, 2020 66 A J Green, K A Littlejohn, P Hooley, P W Cox, Formation and stability of food foams and aerated emulsions: Hydrophobins as novel functional ingredients, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2013, 18, 292– 301 67 AlYousef, Z., Almobarky, M., Schechter, D., 2017 Enhancing the stability of foam by the use of NPs Energy Fuel 31 (10), 10620–10627 68 R Singh, K Mohanty, Synergy between NPs and surfactants in stabilizing foams for oil recovery, Energy Fuel, 2015, 29 (2), 467–479 69 B P Binks, A Desforges, D G Duff, Synergistic stabilization of emulsions by a mixture of surface-active NPs and surfactant, Langmuir 23 (3), 2007, 1098–1106 70 G Kaptay, On the equation of the maximum capillary pressure induced by solid particles to stabilize emulsions and foams and on the emulsion stability 113 diagrams, Colloid Surface A, 2006, 282, 387–401 71 T S Horozov, Foams and foam films stabilised by solid particles, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2008, 13(3), 134–140 72 F Carn, A Colin, O Pitois, M Vignes-Adler, R Backov, Foam drainage in the presence of NP surfactant mixture, Langmuir, 2009, 25 (14), 7847–7856 73 B P Binks, Particles as surfactants—similarities and differences, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2002, (1), 21–41 74 N Pal, , N Saxena, , K V D Laxmi, A Mandal, Interfacial behaviour, wettability alteration and emulsification characteristics of a novel surfactant: Implications for enhanced oil recovery, Chemical Engineering Science, 2018, 187, 200–212 75 P Wang, Application of green surfactants developing environment friendly foam extinguishing agent, Fire Technology, 2015, 51 (3), 503–511 76 A V Nguyen, H J Schulze, Colloidal Science of Fluortation, CRC Press, 2004, 39–45 77 D W Kim, J Y Lee, S M Lee, J C Lim, Surface modification of calcium carbonate NPs by fluorosurfactant Colloid Surfaces A, S0927775717304247, 2017 78 L R Arriaga, W Drenckhan, A Salonen, J A Rodrigues, I R Palomares, E Rioa, D Langevina, On the long-term stability of foams stabilised by mixtures of NPs and oppositely charged short chain surfactants, Soft Matter 8, 2012, (43), 11085–11097 79 Z A AlYousef, M A Almobarky, D S Schechter, The effect of NP aggregation on surfactant foam stability, Journal of Colloid and Interface Science, 2018, 511, 365–373 80 G Sethumadhavan, A Nikolov, D Wasan, Stability of films with NPs, Journal of Colloid and Interface Science, 2004, 272 (1), 167–171 81 Đặng Từng, Đào Quốc Hợp, Đắc Phong, Giáo trình Lý thuyết trình cháy, NXB Khoa học k thuật, 2004, Tr 7, Hà Nội 82 S Pandey, R P Bagwe and D O Shah, Effect of counterions on surface and foaming properties of dodecyl sulfate, Journal of Colloid and Interface Science, 2003, 267, 160 114 83 T Briggs, Foams for firefighting in Foams: Theory, Measurements, and Applications, Surfactant Science Series, 1996, 57, Marcel Dekker, New York 84 J L Bryan, Fire Suppression and Detection Systems, 2nd edn, Macmillan, New York, 1982 85 R Karthikeyan, S Balaji and P K Sehgal, Industrial applications of keratins: a review, Journal of Scientific and Industrial Research, 2007, 66, 710–715 86 K P Clark, M Jacobson and C H Jho, Compositions for polar solvent fire fighting containing perfluoroalkyl terminated co-oligomer concentrates and polysaccharides, US patent 5.218.021, 2012 87 L R DiMaio and P J Chiesa, Foam concentrate, US patent 5.225.095, 1993 88 D Kubo, Y Fukuda, Protein foam fire-extinguishing chemical and an aqueous foam solution, US6495056B2, 2002 89 D Blunk, R H Hetzer, A Sager-Wiedmann, K Wirz, Siloxane-containing fire extinguishing foam, PCT/EP2012/067109, 2013 90 R.T Wang, Y.L Li, Y Li, Interaction between cationic and anionic surfactants: detergency and foaming properties of mixed systems, Journal of Surfactants and Detergents, 2014, 17, 881–888 91 E Kuliszewska, L Brecker, Gemini surfactants foam formation ability and foam stability depends on spacer length, Journal of Surfactants and Detergents, 2014, 17, 951–957 92 NFPA 11: Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam Quincy, MA, NFPA, 2011 93 R Hetzer, F Kümmerlen, K Wirz, D Blunk, Fire testing a new fluorine-free AFFF based on a novel class of environmentally sound high performance siloxane surfactants, Fire Safe Science, 2015, 11, 1261–1270 94 T N Hunter, R J Pugh, G V Franks, G J Jameson, The role of particles in stabilising foams and emulsions, Advances in Colloid and Interface Science, 2008, 137, 57–81 95 A V Vinogradov, D S Kuprin, I M Abduragimov, G N Kuprin, E Serebriyakov, V.V Vinogradov, Silica foams for fire prevention and firefighting, ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(1), 29–301 96 Y Sheng, N Jiang, S Lu, Q Wang, Y Zhao, X Liu, Study of Environmental115 Friendly Firefighting Foam Based on the mixture of Hydrocarbon and Silicone Surfactants, Fire Technology, 2020, 56, 1059–1075 97 Trần Văn Tân cộng sự, Nghiên cứu nâng cao chất lượng bọt chữa cháy xăng dầu, Đề tài cấp sở H18 năm 1992 98 Hà Văn Vân, Nghiên cứu chế tạo chất tạo bọt chữa cháy xăng dầu độ nở thấp, Đề tài NCKH cấp Bộ Công an, 2013 99 Đỗ Sơn Hải, Khảo sát ảnh hưởng chất hoạt bề mặt fluor hóa đến hiệu dập cháy chất tạo bọt chữa cháy hồ khơng khí (bọt chữa cháy) chữa xăng dầu, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở, 2014 100 Đỗ Sơn Hải, Nghiên cứu công nghệ sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy hệ phục vụ cơng tác phịng cháy, chữa cháy, Đề tài cấp Quốc gia, 2019 101 N.M Kovalchuk, A Trybala, V Starov, O Matar, N Ivanova, Fluoro- vs hydrocarbon surfactants: Why they differ in wetting performance?, Advances in Colloid and Interface Science, 2014, 210, 65-71 102 J Ross, G D Miles, Standard test method for foaming properties of surfaceactive agents, ASTM standard method D, 2001, 1173-53 103 N Jiang, X Yu, Y Sheng, R Zong, C Li, S Lu, Role of salts in performance of foam stabilized with sodium dodecyl sulfate, Chemical Engineering Science, 2020, 115474 104 Y Sheng, X Wu, S Lu, C Li, Experimental study on foam properties of mixed systems of silicone and hydrocarbon surfactants, Journal of Surfactants and Detergents, 2016, 19 (4), 823–831 105 Y Sheng, M Xue, S Zhang, Y Wang, X Zhai, Y Zhao, L Ma, X Liu, Role of nanoparticles in the performance of foam stabilized by a mixture of hydrocarbon and fluorocarbon surfactants, Chemical Engineering Science, 2020, 228, 115977 106 Z Mitrinova, S Tcholakova, N Denkov, K P Ananthapadmanabhan, Role of interactions between cationic polymers and surfactants for foam properties, Colloid Surfaces A, 2016, 489, 378–391 107 I Souilem, R Muller, Y Holl, M Bouquey, C A Serra, T Vandamme, N Anton, A novel low-pressure device for production of nanoemulsions, Chemical Engineering & Technology, 2012, 35, 1692–1698 116 108 ISO 7203-1:2019 - Fire extinguishing media — Foam concentrates — Part 1: Specification for low-expansion foam concentrates for top application to water-immiscible liquids, 2019 109 H Vatanparast, A Samiee, A Bahramian, A Javadi, Surface behavior of hydrophilic silica NP-SDS surfactant solutions: I Effect of NP concentration on foamability and foam stability Colloid Surfaces A, 2017, 513, 430–441 110 N Jiang, Y Sheng, C Li, S Lu, Surface activity, foam properties and aggregation behavior of mixtures of short-chain fluorocarbon and hydrocarbon surfactants, Journal of Molecular Liquids, 2018, 268, 249–255 111 S C Biswas, D K Chattoraj, Kinetics of adsorption of cationic surfactants at silica-water interface, Journal of Colloid and Interface Science, 1998, 205 (1), 12–20 112 J Penfold, E Staples, I Tucker, P Cummins, Adsorption of nonionic surfactants on silica sol particles: the effects of sol type and concentration, surfactant type, concentration, and temperature, Journal of Physical Chemistry, 1996, 100 (46), 18133–18137 113 E Kissa, Fluorinated Surfactants and Repellents, Marcel Dekker Inc 2001, New York 114 C Zhang, Z Li, Q Sun, P Wang, S Wang, W Liu, CO2 foam properties and the stabilizing mechanism of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate and hydrophobic NP mixtures, Soft Matter, 2016, 12 (3), 946–956 115 J Wang, G Xue, B Tian, S Li, K Chen, D Wang, Z Li, Interaction between surfactants and SiO2 NPs in multiphase foam and its plugging ability, Energy Fuel, 2017, 31 (1), 408–417 117 ... 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy hệ chất tạo bọt chữa cháy sử dụng nước biển 3%; Chất tạo bọt chữa cháy sử dụng nước biển 1%; Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 0,5%; Chất tạo bọt chữa cháy tạo. .. bề mặt bền nhiệt từ số chất hoạt động bề mặt, phù hợp với điều kiện nhiệt độ cao đặc tính đối tượng cháy; - Tối ưu hóa hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt xây dựng được, ứng dụng sản xuất chất tạo. .. dựng hệ chất hoạt động bề mặt bền nhiệt ứng dụng công nghệ sản xuất chất tạo bọt chữa cháy" có tính thời sự, có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Mục đích luận án: - Xây dựng hệ chất hoạt động bề