К.т.н. Павлов Е.А., к.т.н. Хавер
С.В., соискатель Бариев А.Р.
Ивановский институт ГПС МЧС России
Актуальные вопросы снижения воспламеняемости
и горючести полимеров
Снижение воспламеняемости и горючести
полимеров, создание пожаробезопасных материалов является актуальной проблемой,
требующей постоянного внимания и неотложного решения.
Во многих странах мира приняты специальные
постановления об ограничении использования горючих полимерных материалов в
строительстве промышленных и гражданских сооружений, при проектировании и
создании транспортных средств (самолетов, автомобилей, железнодорожных вагонов,
судов), в электротехнике и электронике, производстве товаров бытового
назначения. Принятие этих мер способствует интенсификации научных исследований
по огнестойким полимерным материалам.
На современном этапе развития полимерной
химии эта проблема приобрела всеобъемлющий характер системного поиска
высокоэффективных и экологически чистых систем, снижающих горючесть полимерных
материалов - антипиренов. Актуальность данной проблемы подразумевает также и
отказ от хорошо известных в недалеком прошлом галогенсодержащих антипиренов,
использование которых, как показала практика, приводит к существенному
загрязнению окружающей среды. Диоксины, бензофураны и другие продукты сгорания
галогенсодержащих антипиренов без сомнения представляют опасность для
жизнедеятельности человека. В результате этого современный поиск новых систем,
снижающих горючесть пластмасс, направлен на разработку экологически чистых
огнезащитных добавок.
При горении полимерных материалов внутри и
на поверхности конденсированной фазы имеют место сложные физико-химические
процессы: фазовые переходы, термо- и термоокислительное разложение, образование
новых фаз. Таким образом, горение полимеров включает совокупность различных
физико-химических процессов, в результате которых исходное вещество
превращается в нагретые до высокой температуры продукты сгорания [1].
В настоящее
время наметилась тенденция использования для огнезащиты безгалогенных
материалов на основе меламина. Требования к таким веществам следующие: они не
должны подвергаться коррозии ни в течение переработки, ни в случае пожара;
выделять при сгорании минимальное количество дымогазовой смеси; по возможности
исключить возникновение при горении диоксинов. Применительно к этим веществам
должна быть указана термостабильность, т.е. температура, при которой возникают
первые признаки разложения. Они должны быть нерастворимы в воде и индифферентны
к полимерам. Соединения подобного вида обладают высокой безопасностью,
небольшим объемом выделяемого дыма при пожаре и низкой токсичностью газов
сгорания.
Для
выявления роли меламина для всучивания системы нами был проведен термолиз
меламина. Данные анализа представлены на рис.1.
Рис. 1. . Кривые
термолиза меламина.
1 – ДТА; 2 – ДТГА.
Кривые, полученные при
анализе меламина (рис. 4), свидетельствуют о том, что термолиз меламина
проходит в интервале температур 350 – 400оС; отметим, что в этих
условиях в процессе термолиза меламина может образовываться мелем.
Меламин работает в паре
с пентаэритритом, предположительно на горящей поверхности начинается синтез
меламиноальдегидных смол. За процессом синтеза смол следует разложение
ингредиентов, выделяющих аммиак и воду. Газообразующие продукты, устремляясь к
поверхности, вспучивают смоляную массу, находящуюся при температурах, выше
температуры текучести. Затем следует процесс карбонизации вспученной массы. Это
и есть защитный слой пенококса, снижающий теплопроводность и сдерживающий
скорость нагревания или начало горения защищаемой поверхности.
Литература:
1.
Машляковский
Л.Н., Лыков А.Д, Репкин В.Ю. Органические покрытия пониженной горючести. Л.:
Химия, 1989. 184 c.
2.
Еремина Т.Ю.
Состояние и перспективы решения проблем повышения пожарной безопасности
строительных конструкций и материалов для зданий и сооружений. СПб.: «Welcome»,
2003. 144 с.
3.
Feuerhemmende und Warmebestandige Uberzuge
/ Meckelburg E. // Technika (Suisse). 1992 .41, № 19. C. 54-57.