2.與燃爆危險性有關的物理參數化學品的燃爆危險性可以使用化學品的一些物理參數來評估,如爆炸(濃度)極限、閃點、燃點、自燃點。具體化學品的爆炸(濃度)極限、閃點、燃點、自燃點可以從《化學品安全技術說明書》( Material safety data sheet,MSDS)中查到。
爆炸(濃度)極限(Concentration explosive limit)是指可燃物質(可燃氣體、蒸氣或粉塵)與空氣(氧氣)形成預混氣體,遇火源發生爆炸的濃度范圍。在此極限以外,化學品不可能發生燃爆。爆炸(濃度)極限是氣態化學品燃爆危險性的重要評價指標,不同化學品的爆炸(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%、環氧乙烷的爆炸(體積濃度)極限為3%~80%。化學品的爆炸(濃度)極限下限越低,爆炸(度)極限范圍越寬,該化學品在氣態的燃爆危險性越大。
閃點(Flash point),是指在規定的實驗條件下,使用某種點火源造成液體汽化而著火的最小溫度。當液體表面產生足夠的蒸氣與空氣混合形成可燃性氣體遇火源產生短暫的火光時發生的一閃即滅的現象稱為閃燃,閃燃的最小溫度稱為閃點。閃點是液態化學品燃爆危險性的重要評價指標,與化學品的揮發性/蒸氣壓有密切關系,液態化學品只有在閃點以上溫度才會發生爆燃,各種化學品的閃點有很大差異并與其純度有關。汽油的閃點為-58~10℃,煤油的閃點為30~70℃,苯的閃點為 -11 ℃,乙醚的閃點為 -45 ℃,乙醛的閃點為 -38 ℃,乙醇的閃點為 12 ℃,丁醇的閃點為35℃,氯苯的閃點為 28℃。
燃點(Ignition point)又稱“著火點”是指可燃物質與明火接觸,當發生的火焰能開始并持續燃著,且燃燒時間不少于5s。在低于燃點溫度時,可燃物質不能以足夠的速度持續產生蒸氣維持燃燒過程。例如,黃磷的燃點為60℃,磷的燃點為 260 ℃,硫黃的燃點為255 ℃,環氧樹脂的燃點為 530~540 ℃,聚四氟乙烯的燃點為670 ℃,尼龍的燃點為 500 ℃,聚苯乙烯的燃點為450~500 ℃,聚苯烯的燃點為420 ℃,橡膠的燃點為350℃。燃點越低,可燃物質的著火燃燒危險性越大。
自燃是指可燃物在常溫常壓大氣環境中,與空氣中的氧氣發生化學反應而自行發熱,從而引起可燃物自行燃燒的現象。自燃點是指在規定條件下可燃物質發生自燃的最小溫度。日常環境中壓力、氧濃度、催化劑的存在都會影響液體和氣體可燃物的自燃點,壓力越高自燃點越低,環境中氧濃度越高自燃點越低,活性催化劑存在能降低自燃點,鈍性催化劑能提高自燃點。熔融后狀態、揮發物數量、固體粒度都會影響固體可燃物的自燃點。熔融后成為液體或氣體、揮發出的可燃物越多自燃點越低,固體顆粒越細(比表面積就越大)自燃點越低。值得注意的是,可燃物質的閃點、燃點和自燃點沒有對應關系,石油產品的油品越輕,閃點與燃點越低,而自燃點卻越高。
3.易發生自燃的化學物質
可燃物質的自燃可以分成可燃物在空氣中的自燃、活性物質遇水的自燃、強氧化性物質與可燃物(或還原性物質)的混合接觸自燃三大類。
在空氣中自燃的物質根據其發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、吸附放熱自燃和發酵放熱自燃等類型。常見由于氧化放熱引起自燃的物質有黃磷(亦稱白磷)、氣態磷化氫(PH)和液態磷化氫(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)的低級烷基化合物等;常見由于分解放熱自燃的物質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有甲基丙烯酸酯類、乙酸乙烯酯、丙烯腈、異戊二烯、液態氰化氫、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。
遇水自燃的物質在化學實驗室中應用很廣,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,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。
強氧化性物質與可燃物或還原性物質接觸引起的自燃在化學實驗室較為常見,涉及的物質種類很多。強氧化性物質主物和高氧化態、具有強氧化性或含有過氧基、易分解并放出氧和熱量的無機酸及其酸鹽。常見的強氧化性有機過氧化物,如過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二叔丁醇等;常見的強氧化性無機酸,如高氯酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽等。