Применение синергических систем на основе фосфорборазотсодержащих соединений для повышения эффективности огнетеплозащитных полимерных материалов

Применение синергических систем на основе фосфорборазотсодержащих соединений для повышения эффективности огнетеплозащитных полимерных материалов

Н.А. Кейбал, В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, В.Г. Кочетков,

И.Н. Хлобжева, Т.В. Крекалева, Н.А. Соколова

Волжский политехнический институт (филиал) «Волгоградский государственный технический университет», г.Волжский Во

лгоградская обл., Россия

                                                 

Природа большинства полимерных материалов такова, что их невозможно сделать полностью пожаробезопасными. Для снижения их способности к возгоранию и поддержанию горения применяются добавки, затрудняющие воспламенение и снижающие скорость распространения пламени – антипирены [1].

Главные потребители огнестойких полимеров - авиация и судостроение, строительство и пассажирский транспорт, где пожары могут привести к наиболее серьезным последствиям.

Ранее было изучено, что одним из наиболее эффективных ингибиторов процессов горения и тления различных полимеров является фосфор и его соединения. Действие фосфорсодержащих антипиренов обычно объясняют следующим образом. При пиролизе полимеров, содержащих соединения фосфора, происходит образование фосфорной кислоты и ее ангидридов, которые катализируют дегидратацию и дегидрирование и способствуют процессу карбонизации.

Фосфорорганические соединения действуют преимущественно в конденсированной фазе, изменяя направление процессов деструкции, способствуя увеличению коксового остатка и снижению количества газообразных горючих продуктов [2 – 3].

Характеристики фосфорсодержащих добавок могут быть улучшены путем синтеза новых полифункциональных интумесцентных систем на основе фосфора– бор–, азот–, галогенсодержащих соединений, при совместном введении которых в полимерные связующие наблюдается синергический эффект, заключающийся в реализации эффектов вспучивания и образования защитного коксового слоя.

Таким образом, создание композиций огнезащитных добавок для повышения пределов огнестойкости полимерных материалов актуальная на сегодняшний день задача.

В ходе проведения исследований получены новые синергические системы - фосфорборазотсодержащие модифицирующие добавки на основе фосфорборсодержащего олигомера и амино-эпоксисоединений, способствующие вспучиванию и коксообразованию полимерных композиций при воздействии пламени, а также повышению их огнетеплозащитных свойств.

Известно, что полученные продукты проявляют огнезащитный эффект по двум механизмам: инициируют процесс образования тонкой пленки, препятствующей поступлению кислорода, и способствуют образованию «коксовой шапки», которая имеет пористую структуру и низкую теплопроводность.

Структура, состав, а именно высокое содержание антипирирующих групп в продуктах усиливает их огнетеплозащитную эффективность и обуславливает возможность использования в качестве ингибиторов горения для полимерных материалов и композиций на их основе.

Эффективность указанных антипирирующих систем оценивалась в ходе их применения в покрытиях на основе эпоксидной и перхлорвиниловой смолы, предназначенных для защиты металлоконструкций и стеклопластика соответственно.

Покрытия обладают повышенной огнетеплостойкостью, высокой адгезионной прочностью, стойкостью к термоокислительной деструкции, водостойкостью и коррозионной стойкостью, растет коэффициент вспучивания, увеличивается время прогрева защищаемого материала. Образовавшаяся вспученная масса характеризуется низкими значениями коэффициента теплопроводности и высоким термическим сопротивлением, это и определяет огнезащитную эффективность покрытия.

Антипирирующее действие полученных систем отлично показало себя при создании огнетеплозащитных эластомерных материалов, способных к защитным физико-химическим превращениям по всему сечению, предназначенных для экстремальных условий эксплуатации, в т.ч. подвергающихся воздействию высокотемпературных газовых потоков.

Кроме того, большую эффективность проявили антипирирующие добавки на основе растворов фосфорборорганических соединений при создании новых высокоэффективных и экологически безопасных пожаротушащих составов на основе водорастворимых полимеров и поверхностно-активных веществ, обладающих высокой смачиваемостью, «прилипаемостью» и пенооборазующей способностью. Указанные составы могут найти применение при тушении неконтролируемых ландшафтных пожаров, а также при проведении профилактических противопожарных мероприятий, заключающихся в создании обработанных противопожарных полос.

Таким образом, разработанные фосфорборазотсодержащие системы являются высокоэффективными модификаторами огнетеплозащитного действия для полимерных материалов и композиций на их основе различного назначения.

 

Литература

1. Кодолов В.И. Замедлители горения полимерных материалов. М.: Химия, 1980.

2. Горение, деструкция и стабилизация полимеров. Под ред. Г.Е. Заикова. СПб.: Научные основы и технологии. 2008. - 422 с.

3. Ненахов С.А., Пименова В.П. Влияние концентрации газообразующего агента на закономерности развития пенококса огнезащитных составов // Пожаровзрывобезопасность. - 2010. - Т.19- №3. - С. 14-26.

 

СМОТРЕТЬ СОДЕРЖАНИЕ СБОРНИКА

Категория: Материалы IX конференции | Добавил: epyur (12.12.2020)
Просмотров: 13 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar