сразу же самозатухает без увеличения поврежденного пламенем участка; растекание полимера и падение капель в подавляющем большинстве случаев отсутст-
Методом дифференциально-сканирующей термогравиметрии доказано, что ступенчатая обработка коллоидными растворами SnCl2 и неорганическими ан-типиренами существенно изменяет механизм плавления, термодеструкции и горения полимера. Термодеструкция и пламенное горение огнезащищенного полиэфира смещаются в более высокотемпературные области на 25-30 °С, существенно увеличивается масса коксового остатка, а также происходит резкое падение количества выделяемого тепла на единицу массы при пламенном горении, что не может не сказаться на особенностях теплопереноса в твердом образце и скорости его саморазогрева, Рис. 3, 4.
ТГ /% 100
80
60
40
20
Пик: 573.3 °C, 0.01 %/мин
ДТГ /(%/мин) ДСК /(мВт/мг)
т ЭК.
100
200
Главное 2012-06-15 14:13 Пользователь: Пользователь Прибор : NETZSCH STA 449 C Файл : C:\ngbwin\ta\data5\стася\lavneob 1 11 06 2012.dsu
300
Температура /°С
400
500
Проект : Код образца : Дата/время : Лаборатория : Оператор : Образец :
corr. lavneob
11.06.2012 13:28:15
Minsk-BSU
Inna
cor., 6,790 мг
Материал : Файл коррекции : Темп. кал./Файлы чувст. : Диапазон: Прободерж./ТП : Режим/тип измер. :_
empty
corr_Al2O3_1 500_N2_2012_04_30.bsu
calibrFebruar Al2O3_N2_10K_2010.tsu / calibr februar Al2O3_ N2_10K _2010.esu 30.0/10.0(К/мин)/600.0 other DSC(/TG) / S
ДСК-ТГ / Образец + Коррекция_
Сегменты : Тигель : Атмосфера : ТГ корр./диап. измер. : ДСК корр./диап. измер. :
20
15
10
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
-18
1/1
DSC/TG pan AI2O3 -- / O2 / N2 820/5000 мг 820/5000 мкВ
5
0
0
Рис. 3. Термогравиметрические кривые для необработанного полиэфирного материала
в присутствии кислорода
Таким образом, при горении огнезащищенного полиэфира из расплавленной приповерхностной зоны полимера по сравнению с обычным материалом поступает значительно меньше тепла в твердую зону полиэфира, что замедляет его расплавление и затрудняет выход газообразных продуктов деструкции в зону пламенного горения. Кроме того, возможна также активизация процесса выхода из деструктированного антипирена и наночастиц интермедиата SnxOHyClzORn в газовую фазу пламени радикалов РО*, КН*, СГ, и др., которые, соударяясь с активными центрами пламени, рекомбинируют их и ингибируют процесс горения полиэфирной матрицы.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
ДТГ /(%/мин) ДСК /(мВт/мг)
; t экз
I '
0
-2
1
0
100
200
300
Температура /°С
400
500
Главное 2013-04-24 14:01 Пользователь: SAFe_
Прибор : NETZSCH STA 449 C Файл : C:\ngbwin\ta\data5\panko\Bogdanova_189_600_O2_10K_24.04.2013.dsu
-4
-6
-8
-10
-12
-14
Проект : Код образца : Дата/время : Лаборатория : Оператор : Образец :
Phosphates 1
24.04.2013 12:54:..
Minsk
SAFe
Corr , 3,040 мг
Материал : Файл коррекции : Темп. кал./Файлы чувст. : Диапазон: Прободерж./ТП : Режим/тип измер. :_
Empty
Corr.Al2O3 1000 N2 10K 20.03.2013.bsu
calibr_November_2012_Al2O3_N2_10K.tsu / calibr_November_2012_N2_10K_Al2O3... 30.0/10.0(К/мин)/600.0 DSC(/TG) HIGH RG 2 / S
ДСК-ТГ / Образец + Коррекция_
Сегменты : Тигель : Атмосфера : ТГ корр./диап. измер. : ДСК корр./диап. измер. :
1/1
DSC/TG pan Al2... -- / O2 / N2 620/5000 мг 320/5000 мкВ
7
6
5
4
3
2
Рис. 4. Термогравиметрические кривые для полиэфирного материала после ступенчатой обработки в присутствии кислорода
Устойчивый к стирке огнезащитный эффект при обработке предварительно протравленного полиэфирного полотна суспензиями аммонийных металло-фосфатов наблюдается в случае создания на его поверхности адгезионных подслоев из коллоидных растворов хлорида олова. При этой обработке происходит усиление сформировавшихся при травлении группировок -СО-ОКа атомами олова, способными к формированию при дальнейших обработках мостиковых связей типа -С-О^п-О-Ме. В результате происходит образование сложно структурированной нанослоистой системы полимер-адгезив-антипирен, в которой адгезионные слои из наноразмерных коллоидных частиц оксо-гидроксосоединений олова химически связаны как с полиэфирной матрицей, так и с азот- и фосфорсодержащими замедлителями горения. Эта полученная «химической микросборкой» комплексная система с организованными связями обеспечивает перманентную огнезащиту полиэфирных тканей на уровне ПВ-0 вследствие изменения механизма их термодеструкции и пламенного горения.
Библиографический список
1. Кодолов В. И. Замедлители горения полимерных материалов. М.: Химия, 1989.- 270 с.
2. Химия привитых поверхностных соединений / Под ред. Г. В. Лисичкина. М: Физматлит, 2003.- 589 с.
3. Алесковский В. Б. Химико-информационный синтез. С. Пб: Изд. С. Петербургского ун-та. 1998.- 71 с.
4. Рева О. В., Богданова В. В., Шукело З. В. Химическая привязка огнезащитных композиций к полиэфирной матрице // Свиридовские чтения: Сб. статей. — Вып. 9.- Мн.: БГУ, 2013.- С. 158-168.
Огнезащита полиамидных полимеров безгалогенными антипиренами
с получением микрокомпозиционной матрицы
Рева О. В., Богданова В. В., Гладкая Н. В., Криваль Д. В.,
Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Минск
Полиамидные полимеры весьма широко применяются в машиностроении и автомобильной промышленности как конструкционные, в том числе армированные и антикоррозионные материалы; в медицине для изготовления протезов, хирургических нитей, искусственных кровеносных сосудов; для оболочек колбас и во многих других областях. Текстильные изделия, производимые из полиамидов очень разнообразны: от кордовых технических тканей и лесок до ковровых и чулочных изделий, искусственной кожи и меха.
Полиамидные волокна и ткани ноские и прочные, быстро сохнущие, трудно сминаемые; они хорошо окрашиваются, устойчивы к действию минеральных и органических масел, жиров, углеводородов, альдегидов, кетонов, эфиров, концентрированных и слабых щелочей, слабых кислот. Одним из серьезных недостатков этих материалов является их высокая горючесть с образованием большого количества токсичных соединений. Таким образом, проблема создания огнестойких полиамидных тканей и материалов в настоящий момент весьма актуальна.
Эффективные и хорошо совместимые с полимером антипирены, которые могут быть внесены в расплав полиамида на стадии формовки (органические соединения галогенов, сурьмы, висмута) в масштабных высокотемпературных пожарах сами превращаются в едкие и ядовитые соединения [1]. Кроме того, физико-механические свойства полиамидов, как и полиэфиров, чрезвычайно чувствительны к внесению посторонних примесей и далеко не всегда удается создать достаточно прочный и пластичный микрокомпозиционный материал.