在目前用于撲滅油類火災的滅火劑中，水成膜泡沫滅火劑由于其水成膜及泡沫的雙重滅火作用而具有滅火效果，而且水成膜泡沫滅火劑中97%以上的組分是水，這使得它在國際中得到廣泛的應用，成為國際上重點發展的滅火劑。
水成膜泡沫滅火劑的原理基于很低濃度的氟表面活性劑水溶液在油面上的鋪展。碳氟表面活性劑是普通表面活性劑（碳氫表面活性劑）分子碳氫鏈中的氫原子部分或全部用氟原子取代形成的一類特種表面活性劑，是目前所有表面活性劑中表面活性的一類，其的性質之一是它能把水的表面張力降低到很低，以致水溶液可在油面上鋪展形成一層水膜。這種能夠在油面上鋪展形成的水膜的碳氟表面活性劑水溶液俗稱“輕水”。若將“輕水”制成泡沫，即為水成膜泡沫滅火劑（或稱“輕水”泡沫滅火劑）。
水成膜泡沫滅火劑的滅火作用是由漂浮于油面上的水膜層和泡沫層共同承擔的。當把輕水泡沫噴射到燃油表面時，泡沫迅速在油面上散開，并析出液體冷卻油面。析出的液體同時在油面上鋪展形成一層水膜，與泡沫層共同抑制燃油蒸發。這不僅使油與空氣隔絕，而且泡沫受熱蒸發產生的水蒸汽還可以降低油面上氧的濃度，水溶液的鋪展作用又可帶動泡沫迅速流向尚未滅火的區域進一步滅火。
水成膜泡沫滅火劑是由美國3M公司開發的。我國部天津消防研究所等單位也曾合作研制出類似產品。最初由于其原料來源緊缺、成本太高、腐蝕大及其它因素未能推廣使用。此后部天津消防研究所等研制出改進產品，又由于多種因素仍未大量推廣使用。目前國內已有多家生產水成膜泡沫滅火劑的單位，但滅火劑市場中水成膜泡沫滅火劑仍然是鳳毛麟角，基本上只有一些重要部門配備了水成膜泡沫滅火劑，而且很多仍依賴于進口。造成這種現象的主要原因是氟表面活性劑合成困難，價格昂貴。從前面討論可知，在水成膜泡沫滅火劑中，碳氟表面活性劑是最重要的組分，它決定著水成膜泡沫滅火劑的性能和成本（碳氟表面活性劑占水成膜泡沫滅火劑總成本的80～85%以上）。雖然掌握水成膜泡沫滅火劑配方的單位較多，但基本均不掌握核心技術———即碳氟表面活性劑的生產技術，因此國內所需氟表面活性劑大多是從美國3M公司進口。現今美國3M公司由于特殊原因已停止氟表面活性劑生產，以致使國內許多滅火劑生產廠家陷入困境。
由此可見，欲使水成膜泡沫滅火劑大量推廣使用，選擇和制備性能優異且價格低廉的碳氟表面活性劑是關鍵因素之一。
與國外相比，目前我國的碳氟表面活性劑無論從基礎理論還是工業應用都非常薄弱，以致尚無一家專業生產碳氟表面活性劑的廠家。表面的原因是碳氟表面活性劑成本高，用不起，深層的原因認為是含氟烷基與碳氟表面活性劑合成、碳氟表面活性劑性能及應用研究兩個環節相互脫節，不同研究單位各自為戰，缺乏合作。對于專門從事表面活性劑研究的單位，如北京大學化學學院膠化研究室，由于缺乏有機合成的專業力量，難以得到所需要的碳氟表面活性劑。碳氟表面活性劑雖然可從外邊購買，但由于其的應用背景，其生產單位因技術保密和技術壟斷方面的原因，除了極少數人所共知的碳氟表面活性劑之外，一般廠家不告知產品的組成和化學結構，只有其商品名稱，研究人員難以進行深入的基礎理論及應用研究，即使研制出實際工業應用配方，也要受碳氟表面活性劑生產單位的制約（購買碳氟表面活性劑的成本太高），難以大量推廣使用。
像國內一些單位，雖然具有碳氟化合物有機合成方面的專業力量，但對碳氟表面活性劑性能和應用方面的研究還需要很強的表面活性劑物理化學方面的專業背景和專業力量，必須從表面活性劑結構與性能的關系出發，設計合成具有特定性能的多種表面活性劑系列，深入研究它們的物理化學性質，再依據這些性質應用于具體工業配方，而這正是這些單位的弱項。因此雖然碳氟表面活性劑的種類很多，但他們只生產品種單一的少數幾種，這些不成系列的產品極大地限制了實際應用研究，應用跟不上，則不能形成大的生產規模，因而成本降不下來。以全氟辛酸和全氟辛基磺酰氟為例，目前國內全氟辛酸的售價在1800元/公斤左右，全氟辛基磺酰氟的售價在1100～1400元/公斤左右，而這兩種產品僅為合成氟表面活性劑的基本原料，欲制成氟表面活性劑，還需再經過幾步反應，所以最終產品價格更高。如此形成不良循環，以致于碳氟表面活性劑工業在我國長期得不到應有的發展，與國際上這一領域突飛猛進的發展形成巨大的反差。
以上僅為氟表面活性劑的情況。欲制備水成膜泡沫滅火劑，除了氟表面活性劑這一核心原料之外，還需加入其它多種組分[4]，以此造成水成膜泡沫滅火劑的成本一直居高不下，極大地限制了國內水成膜泡沫滅火劑的推廣使用。
為縮短我國與國外的差距，進一步發展我國的水成膜泡沫滅火劑工業，有以下建議:
，應設法降低碳氟表面活性劑的成本。一方面從事含氟烷基生產的單位在生產工藝方面不斷降低含氟烷基的生產成本，另一方面利用現有的含氟烷基，在后續合成步驟上做文章。以全氟辛基磺酰氟的生產為例，傳統的方法是從正辛醇出發，經過1-溴辛烷、辛基磺酸鈉和辛基磺酰氯這三步，再由辛基碘酰氯在無水*中電解而得到全氟辛基磺酰氟。曾做過詳細估算，正辛醇的價格在16000元/噸左右，以上述方法生產的全氟辛基磺酰氟的成本價應在250元/公斤左右，而目前國內售價在1100～1400元/公斤左右。若以正辛烷氯磺化或將辛硫醇氧化均可一步得到辛基磺酰氯，以此生產的全氟辛基磺酰氟價格將更低。在作為碳氟表面活性劑基礎原料的幾種含氟烷基中，四氟乙烯五聚體可能是為低廉的一種，但已知的用四氟乙烯五聚體合成的碳氟表面活性劑的表面活性都比較差，其水溶液的表面張力（γcmc）一般都在22mN/m以上。我們通過改變與四氟乙烯五聚體相連基團的結構，合成了具有高表面活性的陽離子和兩性碳氟表面活性劑，其γcmc分別為17.8mN/m和18.7mN/m。由此表明由四氟乙烯五聚體得到具有很高表面活性的碳氟表面活性劑是可能的。因此若深入開展這方面的研究，有可能進一步降低碳氟表面活性劑的成本。
降低成本的另一條途徑是加強碳氟表面活性劑復配，特別是碳氟表面活性劑與碳氫表面活性劑復配技術的研究，降低碳氟表面活性劑在實際配方中的用量。如在碳氟表面活性劑中加入異電性碳氫表面活性劑，不僅可大大降低氟表面活性劑的使用濃度，在有些情況下，還可進一步降低水溶液的表面張力，即達到全面增效作用[3～5]。
第二，擴展碳氟表面活性劑品種，使其種類多樣化、系列化。目前限制碳氟表面活性劑應用的因素除了其成本太高之外，可供應用配方研究人員試驗的碳氟表面活性劑種類太少是另一重要因素。因為一個實用配方是在經過對多種表面活性劑的篩選之后完成的，必須有多種碳氟表面活性劑系列產品以供篩選。另一方面，盡管氟表面活性劑種類繁多，但能用于水成膜泡沫滅火劑的卻不多。因為作為水成膜泡沫滅火劑，關鍵因素是水溶液要能在油面上鋪展，有好多氟表面活性劑盡管其水溶液的表面張力很低，如果鋪展速度很慢，則不能達到迅速滅火的目的。因此必須為配方研究者提供多種氟表面活性劑進行篩選。
第三，碳氟表面活性劑的合成到水成膜泡沫物理化學性質，特別是不同組分之間的相互作用，滅火劑配方的一體化。因為碳氟表面活性劑的價使各種組分不僅可相互共存，還能具有協同作用。格主宰水成膜泡沫滅火劑產品的成本（占總成本一個典型實例是我國早期的水成膜泡沫滅火劑采的80～85%以上），滅火劑生產廠家若不能獨立用上海有機化學研究所生產的一種陽離子型氟表生產碳氟表面活性劑，則很難降低產品成本，難以面活性劑，其中一些添加劑如海藻酸鈉等又有大大量推廣使用。目前國內的現狀正是有配方的單的有機陰離子，這樣復配極易產生沉淀使氟表面位不能獨立生產碳氟表面活性劑，而碳氟表面活活性劑失效。這就是國內早期的水成膜泡沫滅火性劑生產單位缺少應用配方。劑穩定性較差的主要原因之一。若能事先充分了要達到以上目的，必須將含氟烷基的生產單解這些組分之間的相互作用，這類問題即可避免。位與表面活性劑研究單位及門聯合起來。因此應在發揮上述單位各自獨立優勢的基礎上，其中消防與化學工作者的聯合是至關重要的。因打破壟斷，分工協作，強強聯合。
其中消防與化學工作者的聯合是至關重要的。因為水成膜泡沫滅火劑的研制主要是一個化學問題。欲制備水成膜泡沫滅火劑，除了氟表面活性劑這一核心原料之外，還需加入其它多種組分，如碳氫表面活性劑、泡沫穩定性、增稠劑、抗燒劑、助溶劑、緩沖溶液、金屬緩蝕劑、抗凍劑、抑菌劑、螯合劑等，必須從化學的角度，深入研究各種組分的物理化學性質，特別是不同組分之間的相互作用，使各種組分不僅可相互共存，還能具有協同作用。一個典型實例是我國早期的水成膜泡沫滅火劑采用上海有機化學研究所生產的一種陽離子型氟表面活性劑，其中一些添加劑如海藻酸鈉等又有大的有機陰離子，這樣復配極易產生沉淀使氟表面活性劑失效。這就是國內早期的水成膜泡沫滅火劑穩定性較差的主要原因之一。若能事先充分了解這些組分之間的相互作用，這類問題即可避免。因此應在發揮上述單位各自獨立優勢的基礎上，打破壟斷，分工協作，強強聯合。
綜上所述，我國對于碳氟表面活性劑的開發、性能研究及在水成膜泡沫滅火劑的應用領域方面與國外相比尚有較大差距，隨著我國國民經濟的發展及綜合國力的不斷增強，碳氟表面活性劑與水成膜泡沫滅火劑這一新產品、新技術的開發應用將會呈現出廣闊前景。
標簽：碳氟表面活性劑在滅火器應用碳氟表面活性劑
