自制防火布的實驗探究

新疆福海縣西城區寄宿制中學 任 信

周末，本來爸爸答應小軒要去游樂場玩的，但是縣城附近的一間板房出現了火災，爸爸是消防支隊的隊長，當然要出現在第一現場。到了晚上，爸爸疲憊不堪地回家了，臉上被煙熏得烏黑烏黑的，頭發都燒焦了一些。奇怪的是，爸爸穿的消防衣還是好好的，只是有點臟而已。

小軒上網查閱后了解到，消防衣是由阻燃纖維織物與真空鍍鋁膜的復合材料制作而成的，不含石棉，具有密度小、強度高、阻燃、耐高溫、抗熱輻射、防水、耐磨、耐折、對人體無害等特點，能有效地保障消防隊員、高溫場所作業人員在接近熱源時不被酷熱的氣體、火焰和蒸汽等灼傷。

老師在講解《燃燒和滅火》這一單元時說過，燃燒需要三個條件：①要有可燃物；②達到一定溫度；③有氧氣（空氣）。這三個條件缺一不可。為了阻止燃燒的進行，我們只要破壞這三個條件中的任何一個，就可以達到防火的目的。小軒想知道這個消防衣是通過什么途徑來阻燃的。

提出問題：這些防火服是由多層織物復合而成的，我們能不能在普通的棉質衣服上涂上或者摻上某些特殊的鹽，設計成單層衣物，并可以起到阻燃的作用呢？

做出假設：這些鹽可以隔絕空氣，因此可以起到阻燃的作用。

查閱資料：1. 鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、氫、碳等單質均可燃（若氧氣濃度大，則鋁、鋅等也可燃）；

2.無機化合物（如氯化鈉、磷酸鈉、明礬、氧化鈣、硫酸鉀等）幾乎都不可燃，有機化合物（如甲烷、乙醇等）幾乎都可燃。

3. 干粉滅火器中滅火劑的主要成分是磷酸二氫銨和硫酸鉀。

設計實驗：1.實驗材料：飽和磷酸鈉溶液、30%的明礬溶液、棉布條、細鐵絲、回別針、鐵架臺、燒杯、火柴。

2.實驗步驟：①將棉布條A 放在飽和磷酸鈉溶液中浸透、晾干，棉布條B不做任何處理。②將處理好的棉布條A完全浸泡在30%的明礬溶液中，浸泡時間大約為5分鐘，然后取出，自然晾干，這就制成了具有防火阻燃作用的防火布。經過防火處理的棉布條在質感上會比未經處理的硬一些，但在外觀上并無明顯變化。③分別把A、B 兩棉布條用回形針別在拉直了的細鐵絲上。④先用火柴灼燒沒經過處理的棉布條B，再用火柴灼燒經過處理的棉布條A。

實驗現象：沒經過處理的棉布條B 被燒破，經過處理的棉布條A完好無損。

交流與反思：1.在選取布條時一定要用棉布條，不可用化纖制品來代替。

2.對于選用的鹽，如果沒有磷酸鈉，也可以用磷酸銨或者氯化銨代替。

3. 防火布防火的原理是棉布條浸過明礬和磷酸鈉溶液后，磷酸鈉和明礬反應生成的氫氧化鋁會覆蓋于布條之上，隔絕氧氣，同時還不影響布料的美觀。有關反應的化學方程式為：2KAl(SO4)2+3Na3PO4+ 6H2O=3NaH2PO4+3Na2SO4+K2SO4+2Al(OH)3↓。