火災化學導論

本書是國內第一本嘗試將“火災化學”劃為一個相對獨立的學科體系並系統探討和總結其涵蓋內容的圖書。火災化學內涵豐富、外延擴展性和融合性強，整個體系兼具基礎性和應用性。

全書共九章，分為兩大部分。第一部分（第一章至第二章）為火災化學基礎理論，主要敘述火災化學這個學科體系的來由、發展、基本範疇、內涵、外延；火災化學的研究任務、內容、方法及應用；火災化學的理論基礎，即熱解、燃燒、爆炸、火災的本質特徵及以上環節間的本質聯繫。第二部分（第三章至第九章）為廣義火災化學包含的各方面內容，包括材料的防火（阻燃和耐火）原理、相關技術、應用和最新進展；火災探測和滅火的基本化學原理；火災的各種產物及其毒性和致毒機理；材料的火災安全性或潛在火災危險性評價；工業生產中火災和爆炸等化學事故的致因及其防治；火災調查中採用的化學分析方法；火災本身及其防治手段對環境的潛在影響。全書內容豐富、自成體系、層次清楚、深入淺出。

本書可供消防、安全、輕工、化工、軍工等部門的有關技術人員及從事火災科學和消防工程、公共安全、災害化學等研究的廣大科研人員閱讀參考，也可作為高等院校安全工程與消防工程、應用化學、工業分析、環境工程等專業的研究生和高年級本科生的教材、教參或課外讀物。

第一章緒論1

第一節火災化學的範疇1

第二節火災化學的發展及任務4

第三節現實中的火災化學問題9

第四節火災化學的研究方法11

參考文獻12

第二章火災化學的基礎理論14

第一節概述14

一、物質的熱解14

二、物質的燃燒14

三、物質的爆炸17

四、火災23

五、熱解、燃燒、爆炸和火災的相互關係24

第二節化學熱力學基礎27

一、基本概念27

二、熱力學三大定律27

第三節化學動力學基礎31

一、基本概念和公式 31

二、建立反應速率方程的方法33

三、反應機理及基元反應34

第四節熱解過程中的熱力學及動力學39

一、煤的熱解行為39

二、硫化礦石自燃的化學熱力學機理43

三、聚合物材料熱解特性和動力學研究44

第五節基礎燃燒理論47

一、燃燒理論的發展史47

二、燃燒理論的探討48

三、聚合物的燃燒特點52

四、災害燃燒55

第六節爆炸的基本理論55

第七節火災的基礎理論57

一、火災的特點57

二、火災研究的主要方向57

三、火災的階段58

四、特殊火災現象59

五、火災與化學的關係64

六、火災的雙重規律性及應用64

參考文獻65

第三章阻燃原理和技術67

第一節聚合物材料阻燃的基本原理67

一、氣相阻燃原理68

二、凝聚相阻燃原理70

三、中斷熱交換阻燃機理71

第二節阻燃劑分類及其作用原理72

一、無機阻燃劑74

二、有機阻燃劑80

第三節材料防火保護基本原理85

一、防火塗料85

二、防火板90

三、防火液91

第四節材料的阻燃及防護技術91

一、聚合物材料的阻燃技術91

二、防火保護技術95

第五節阻燃材料的加工技術108

一、聚合物材料的加工技術108

二、防火塗料的加工技術109

第六節阻燃聚合物材料的應用110

一、阻燃聚合物的含義110

二、阻燃聚合物材料的主要應用領域111

三、阻燃聚合物材料的展望112

第七節阻燃技術的最新進展113

一、聚合物/無機物納米複合技術114

二、接枝和交聯技術118

第八節聚合物材料的燃燒與阻燃118

參考文獻124

第四章火災探測與滅火的化學問題131

第一節火災防治概述131

一、火災防治的重要性131

二、火災防治的主要任務131

三、火災防治的主要方法131

四、火災防治的重要場所132

第二節基於化學原理的火災探測技術132

一、火災探測技術的發展現狀和發展趨勢132

二、火災探測器的分類132

三、可燃氣體火災探測器133

四、多感測/多判據火災探測技術141

五、多感測火災探測器141

六、火災探測技術的最新進展143

第三節滅火劑及常用滅火系統145

一、我國滅火劑的發展史與現狀145

二、常用的滅火方法146

三、滅火劑的分類及其滅火原理146

四、幾類常用的滅火劑146

第四節新型滅火劑及其滅火原理161

一、納米粉末滅火劑161

二、催化型乾粉滅火劑161

三、載體型乾粉滅火劑161

四、多元組分乾粉滅火劑162

五、氣溶膠滅火劑163

六、新型植物蛋白泡沫滅火劑　166

七、植物型複合阻燃滅火劑166

參考文獻167

第五章燃燒產物及其毒性169

第一節燃燒產物毒性研究的必要性169

第二節燃燒產物的分類171

一、氣態產物171

二、凝聚態產物174

三、火災過程中的熱量釋放175

第三節火災產物的毒性和毒性作用的一般機制及其研究方法178

一、毒物與毒害劑量級178

二、毒物的結構、特性與效應180

三、接觸特徵180

四、毒性作用181

五、毒性作用的特徵182

六、毒性作用的一般機制183

七、燃燒產物毒性的研究方法184

第四節火災中常見有毒產物的致毒機理189

一、概述189

二、一氧化碳的致毒機理191

三、氰化氫的致毒機理192

四、一氧化氮的致毒機理194

五、二氧化氮的致毒機理195

參考文獻198

第六章材料的火災安全性評價200

第一節概述200

一、基本概念201

二、相關法規與標準203

三、應用205

第二節聚合物材料的火災安全性評價206

一、熱危險性206

二、非熱危險性219

三、綜合性評價232

第三節無機材料的火災安全性評價237

一、無機材料的耐火性能238

二、評價方法239

第四節工程案例節選241

一、概述241

二、裝飾材料火災性能和熱解性能評估241

參考文獻244

第七章工業化學事故致發火災與爆炸的處理對策248

第一節化學事故致發火災、爆炸的基本介紹248

一、國內外典型工業化學事故致發火災與爆炸事例248

二、化工裝置與化學事故248

三、燃燒爆炸事故的分類及其形態特點250

四、企業常見的火災事故類型251

第二節化學事故致發火災與爆炸的基本概念252

一、化學品燃燒與爆炸的必要條件252

二、可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵的燃燒與爆炸危險性252

三、液體的燃燒與爆炸危險性253

四、固體的燃燒與爆炸危險性253

五、爆炸254

第三節工業化學事故引起火災、爆炸事故的因素270

一、自燃致發的火災與爆炸事故270

二、機械作用致發的火災與爆炸事故271

第四節工業化學事故致發火災與爆炸的預警體系272

一、建立工業化學事故安全防範體系272

二、防火防爆安全系統工程272

三、化工企業燃燒爆炸危險的評估方法273

第五節化學工業防火防爆的安全措施與技術276

一、化學工業防火防爆的基本原理276

二、化學工業防火防爆的基本措施277

第六節採用防火防爆安全報警裝置281

一、火災自動報警裝置的作用原理281

二、常用自動報警器281

三、測爆儀器281

四、自動報警滅火系統282

第七節化學事故現場處理預案382

一、化學事故現場處理預案282

二、化學事故現場處理預案案例284

第八節工業化學事故致發燃燒爆炸典型案例分析287

參考文獻289

第八章火災調查中的化學分析方法291

第一節概述291

一、火災調查的任務和內容291

二、火災調查與化學291

三、火災物證及其鑒定296

第二節火災物證的現場採集298

一、氣態物證的採集技術298

二、液態物證的採集技術299

三、固態物證的採集技術300

第三節火災物證化學分析中常用的分離方法301

一、直接頂空法301

二、蒸餾法302

三、溶劑萃取法302

四、動態頂空法302

五、吸附法302

六、固相微萃取法303

第四節火災物證的化學分析方法304

一、化學顯色法305

二、色譜法310

三、紫外光譜法319

四、紅外光譜法321

五、元素分析法324

六、X射線衍射分析（XRD）327

七、熱分析技術328

八、香味探測技術334

九、電氣火災鑒定技術335

參考文獻340

第九章火災與環境342

第一節火災環境問題342

一、火災所造成的環境問題實例342

二、研究內容344

第二節火災煙氣組成及其對環境的具體危害347

一、氣相產物347

二、液滴和固體顆粒產物351

三、研究所需設備352

第三節森林火災對環境的影響353

一、概述353

二、估算方法353

三、全球森林火災溫室氣體釋放量的研究354

四、我國森林火災溫室氣體釋放量的研究359

第四節油田火災對環境的影響361

一、概述361

二、空氣質量監測結果361

三、對陸地環境的影響363

四、對海洋生物的影響364

五、油田火災煙氣對環境的影響365

六、油田火災產生的二氧化硫的量367

七、油田火災產生的多環芳香烴(PAH)的量368

第五節煤田火災對環境的影響371

第六節阻燃技術帶來的環境問題372

一、概述372

二、溴系阻燃劑373

三、清潔、高效阻燃技術375

第七節滅火技術造成的環境影響376

一、哈龍滅火劑造成的環境問題及其替代物376

二、滅火技術不當造成的環境問題378

第八節本章小結378

參考文獻379

附錄382

附錄一易燃易爆性物質所特有的原子團及代表性物質382

附錄二錐型量熱計測得的某些材料的釋熱特性384

附錄三材料在良好通風條件下燃燒的LC50和IC50值384

附錄四有限通風燃燒條件下的LC50值387

附錄五材料在氧化高溫分解條件下的LC50和IC50值388

附錄三～附錄五參考文獻390