凝胶
高分子聚合凝胶是由吸水力超强的聚合物组成的液体浓缩物，该聚合物具有特殊的三维空间网状结构，可吸收重于它本身质量数百倍的水于三维空间网格中，进而形成高分子聚合凝胶水合物（即“水泡”）。在实际应用中，根据不同需要与水按照一定比例混合后使用。
特性
理化性质与安全性
由高分子聚合凝胶在常温时的一些理化性质，可以看出:高分子聚合凝胶具有很大的黏度，室温时（20℃）为 4.8×103P·S，而此时（20℃）纯水的粘度仅为1.000×10-3P·S。即使在与水混合使用时，高分子聚合凝胶水合物仍有一定的粘度，可以使其牢固的附着在被防护物的表面，利用该物质的这一特性可将其应用在被附着物是倾斜甚至垂直的表面。高分子聚合凝胶的比重大于水，与水混合后比重仍大于水，利用这一特性可以在空投使用时明显降低高分子聚合凝胶水合物在空中的漂移。
高分子聚合凝胶是经美国农业森林服务部批准的环境友好产品，并通过该服务部在哺乳动物的毒性测试中为“可接受量”的资格审查。高分子聚合凝胶中除有效成分外，不含有任何壬基酚聚氧乙烯醚或石油蒸馏物，只包含植物油，因此可以完全被生物降解。
灭火机理
吸热降温与覆盖封闭阻燃
1、吸热降温
从微观角度观察，高分子聚合凝胶的空间结构类似于水成膜泡沫AFFF或类A类泡沫，不同之处在于它的三维空间网状结构的空隙处可以充满水，这些填满水的“水泡”与只有空气填充的泡沫相比，可大幅度提高隔热保护性能。这是因为如果火的热量要到达被保护层的表面，它必须蒸发掉每一层“水泡”，这时火的能量就会被大幅度的吸收，从而降低了其破坏性。灭火时，其包含的水被蒸发气化而吸收大量热量，体积也迅速扩大，当水蒸气占燃烧空间30%或降温至燃烧物质闪点、燃点以下时，燃烧便会自行停止。
2、覆盖封闭阻燃
高分子聚合凝胶水合物的堆积结构能显著阻碍内部的水分蒸发。将其覆盖在燃烧物质表面后，便可在火与被保护物的表面形成一个绝缘区域，起到隔氧隔热的作用，从而切断了燃烧热传递，最终迫使燃烧停止。高分子聚合凝胶水合物可以隔绝2000℃的高温并保持很长时间。
应用
在森林防火中的应用
1、阻燃
美国佛罗里达洲的实验人员用燃烧温度约为1650℃的丙烷火焰熏烤胶合板，没有喷洒高分子聚合凝胶的一面立即变黑，而喷洒高分子聚合凝胶的一侧仍然保持原样，且摸上去表面仍是常温。通常情况下，喷洒在胶合板表面的高分子聚合凝胶可以持续阻燃36 h，即使是在较恶劣的天气状况下（如气温40.6℃、空气湿度6%，并伴有大风）也可以保持8 h的阻燃效果。
当遇到林火威胁时，可利用高分子聚合凝胶的阻燃特性，将其喷涂在周边的易燃建筑、重要设施（如压缩天然气气瓶、铁路油罐车、车辆、船舶、飞机、树木，甚至是玻璃和窗户上等）上，从而在一定程度上保证覆盖物的安全。
2、开设林火阻隔带
喷洒高分子聚合凝胶灭火与常规的水和普通泡沫灭火相比具有很大的优势。因为纯水在火上层过热的空气中大部分蒸发变成了水蒸气，没能到达最有效的灭火位置;普通的泡沫试剂暴露在170℃的条件下就会破裂。而高分子聚合凝胶可以吸收数百倍于它体重的水，所以在灭火过程中漂移蒸发较小，不仅能因失水消耗热量而达到灭火的目的，而且还能在火和可燃物之间构成一个绝缘的区域，形成阻火屏障以隔绝空气，并在3 500℃的高温下仍起到保护作用，是快速、安全、环保开设林火阻隔带的技术措施。
3、扑灭森林火灾
目前，我国预防、扑救森林火灾的技术措施虽然很多，但都存在着一定的弊端。因此，寻求积极有效的技术措施是森林防火亟待解决的问题。
高分子聚合凝胶在扑灭包括A级可燃物在内的火灾非常有效，除了能快速的冷却可燃物外，还可以降低复燃的几率。而且该凝胶还具有另一个特性，即某一点的凝胶保护层遭受猛火的攻击受到破坏后，该点上层的凝胶保护层会滑下来，重新覆盖在受创表面，进而熄灭该区域内的火势。同时，利用高分子聚合凝胶不易漂移扩散的特点可用飞机喷洒进行阻火灭火作业。在水供给有限的区域，高分子聚合凝胶可以帮助消防员用尽量少的水去灭掉尽可能多的火。
前景
在森林防火中的应用
目前，森林防火及灭火中常用的介质多为纯水，很多化学灭火剂因其对环境有不同程度的危害而受到限制。高分子聚合凝胶以其高效的防火、灭火功能及环境友好等优点，有效地解决了现有传统防火、灭火中存在的问题，同时兼具了纯水和泡沫灭火剂的优点，在森林防火领域具有十分广阔的应用前景。
参考文献：
许志峰， 张念慈.高分子聚合凝胶在森林防火中的应用.《林业科技》.2012年第5期 P37-38页
来源：高分子物理学