CC BY
5INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
УДК 614.841.3.
ФОСФОР ВА МЕТАЛЛ САЦЛАГАН АНТИПИРЕНЛАР АСОСИДА ОЛОВБАРДАШ ПОЛИМЕР МАТЕРИАЛЛАР ОЛИШ ВА ФИЗИК-МЕХАНИК
ХОССАЛАРНИ ТАДЦИЦ ЭТИШ Садиков Р.М.
Тошкент кимё технология илмий-тадкикот института Нуркулов Э.Н.
Тошкент кимё технология илмий-тадкикот институти Джалилов А.Т.
Тошкент кимё технология илмий-тадкикот институти https://doi.org/10.5281/zenodo.7162299 Аннотация. Ушбу мацолада таркибида фосфор ва металл сацлаган антипирен асосида оловбардош алюминий композит панеллар олишга катта эътибор царатилган. Бундан ташцари оловбардош полимер материалларни турли стандарт талаблар асосида физик-механик хоссалари уамда сканерли электрон микроскоп ва элемент анализ таулили ёрдамида таркибидаги узгаришлар тадциц этилган.
Калит сузлар: оловбардош таркиблар, олигомер антипирен, алюминий композит панеллар, композит материаллар, модификаторлар, электрон микроскоп ва элемент таулил.
ПОЛУЧЕНИЕ ОГНЕЗАЩИТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФОСФОРНЫХ И МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ АНТИПИРЕНОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Аннотация. Данная статья посвящена получению огнестойких алюминиевых композитных панелей на основе антипирена, содержащего фосфор и металл. Кроме того, с помощью сканирующего электронного микроскопа и элементного анализа были изучены физико-механические свойства огнеупорных полимерных материалов с учетом различных стандартных требований и изменений состава.
Ключевые слова: огнезащитные составы, олигомерный антипирен, алюминиевые композитные панели, композиционные материалы, модификаторы, электронный микроскоп и элементный анализ.
PREPARATION OF FIRE-RETARDANT POLYMERIC MATERIALS BASED ON PHOSPHORUS AND METAL-CONTAINING FLAME RETARDANTS AND STUDY OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES Abstract. This article is devoted to the production of fire-resistant aluminum composite panels based on a flame retardant containing phosphorus and metal. In addition, using a scanning electron microscope and elemental analysis, the physical and mechanical properties of refractory polymeric materials were studied, taking into account various standard requirements and compositional changes.
Keywords: flame retardants, oligomeric flame retardant, aluminum composite panels, composite materials, modifiers, electron microscope and elemental analysis.
КИРИШ
Турли хилдаги полимер материалларни халк хужалигида кулланилишини маълум даражада чеклайдиган мух,им омиллардан бири бу уларнинг ёнувчанлиги ва ёнгин хдвфи
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
билан боглик жараёнлар хисобланади. Материаллар ва у асосидаги буюмларнинг ёнгин хавфи куйидаги хусусиятлар билан аникланади:
-ёнувчанлик- материалларнинг уз-узидан ёниши, ёнувчи манбаа таъсирида ёниши шунингдек ёнувчи манбаа олингандан кейин хам мустакил ёниши;
-ёниш ва алангаланиш жараёнида тутун чикариши;
-юкори харорат таъсирида моддалардан ажраладиган ёнувчи ва пиролиз махсулотларининг захарлилиги;
-конструкциянинг ёнгинга бардошлилиги, яъни ёнгин таъсирида унинг физик, механик ва функционал хоссаларини саклаб колиш кобилияти.
Уз навбатида, ёнувчанлик материал ёки тизимнинг мураккаб тавсифи хисобланади. У ёниш харорати ёки уз-узидан ёниши, ёниш тезлиги ва юза буйлаб алангани таркалиши, атмосфера таркиби (кислород индекси) ёки харорат каби ёниш жараёни содир булиши мумкин булган шароитларни тавсифловчи чеклов параметрлари сингари кийматларни уз ичига олади.
Шуни таъкидлаш керакки, купинча ёнгин хавфи ва юкорида келтирилган ёнувчанлик хусусиятларидан бирининг яхшиланиши бошкасининг ёмонлашиши билан бирга кечиши мумкин. Бундан ташкари полимер материалларнинг ёнгин хавфини камайтирадиган кушимчаларнинг киритилиши одатда физик-механик, диэлектрик, эксплуатацион ва технологик хусусиятларнинг бироз ёмонлашишига, шунингдек материал таннархининг ортишига олиб келади. Шунинг учун полимер материалларнинг ёнгин хавфини камайтиришда яратилаётган материалнинг характеристикалари мажмуасини оптималлаштириш вазифаси куйилади.
ТАДЦЩОТ МАТЕРИАЛЛАРИ ВА МЕТОДОЛОГИЯСИ
Полимерлар материалларидаги ёниш бу жуда мураккаб физик-кимёвий жараён (1-расм), булиб кимёвий парчалаш ракциясида конденсацияланган фазада полимерларни узаро боглаш ва корбонизациялаш (шунингдек, газ махсулотларининг оксидланиши ва кимёвий узгариш реакциялари), кучли иссиклик ва масса алмашинуви натижасида содир буладиган физик жараёнларни уз ичига олади. Конденсацияланган фазада реакциялар асосан асосий икки турдаги буюмларда утказилади, булар газсимон моддалар (ёнувчан ва ёнмайдиган) ва каттик буюмлар (углерод таркибли ва минерал). Газ фазасида реакция жараёнида аланга олди чегараси худудида алангаланишдаги ёнилги, курум каби бошка моддалар хосил булади [2; 3].
Ёнувчанлик кимёсининг узига хос хусусияти харорат, оралик модда ва махсулотларнинг мураккаб фазовий таксимланиш, шунингдек купгина полимерларда аланга олди сохасида жуда куп микдорда турли хилдаги газ ва конденсат махсулотларини парчаланиши хисобланади. Буларнинг барчаси экспериментал тадкикотларни ва полимерларнинг ёниш жараёнлари микдорий назариясини яратишни жуда мураккаблаштиради, бунда узига хос барча кимёвий ва бошка хусусиятлар хисобга олинади. Шунга карамай, аксарият полимер материалларнинг ёниши баъзи бир умумий сифат конуниятлари билан тавсифланади [4; 5].
Полимерлардаги ёниш жараёнлари оддий газ ва гетероген ёки тутаб ёнишга булинади. Биринчи холатда, иссикликнинг катта кисми мустакил кимёвий узгартириш хисобига полимерларни газ шаклидаги махсулотларини парчаланишини таъминлашга сарфланади. Бунда иссиклик ажралиб чикишининг максимал тезлиги узига хос ёниш
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
шароитига караб, миллиметр ёки ундан куп тартибдаги масофада жойлашади. Бу холатда полимер юзаси газ алангаси худудидан анча совукрок булади. Юза харорати 400 - 650 0С, газ фазасидаги максимал харорат эса 1100 - 1200 0С ва ундан юкори булади. Туташ вактида барча иссиклик асосан конденсатланган фазанинг сирт катламидан ажралиб чикади, бу ерда максимал хдрорат кузатилади (800 - 900 0С).
1- расм. Полимер материалларининг ёниш схемаси
ТАДЦЩОТ НАТИЖАЛАРИ
Биз таклиф этаётган таркибида фосфор ва металл саклаган антипиренлар билан модификацияланган полиэтиленни хоссасини яхшилашга катта таъсир этади. Ушбу модификацияланган оловбардош полиэтилен стандарт талаблар асосида физик-механик ва сканерли электрон микроскоп хамда элемент анализлари тадкик килинди.
Амалиёт шуни курсатадики, полимер матрицани мустахкамлаш ва ёнгинга чидамлилигини ошириш масалаларини хал килиш, бугунги кунда олимлар олдидаги катта муаммолардан бири хисобланади. Шу муносабат билан, модификацияланган полиэтиленни асосий эксплуатацион характеристикалари окувчанлик даражаси (о"т); узилишдаги мустахкамлик даражаси (ар); узилишдаги нисбий чузилиш (£р) урганилди. Тажриба натижалари 1 -жадвал келтирилган.
1 -жадвал
РА-1 маркали олигомер антипиренлари билан модификацияланган полимерларнинг
физик-механик хоссалари
№ Таъсир этилган Окувчанлик Узилишдаги Узилишдаги
антипирен микдори, % даражаси (ат), мустахкамлик нисбий чузилиш
кгс/см2 даражаси (аР), (£р ),%
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
кгс/см2
1 ПЭ синов намунаси 240 418 1087
2 10% PA-1 247 356 916
3 15% PA-1 250 332 1011
Ушбу 1-жадвалдан куриниб турибдики, антипирен моддасининг концентрациям ошган сари полимерни физик-механик хусусиятларнинг пасайиш тенденцияси кузатилмокда. Механик хусусиятларнинг бундай пасайиши, хусусан, уз-узидан учадиган хусусиятларга эга композициялар стандарт кийматлардан ошиб кетиши билан хулоса килинади. Ушбу тадкикотда оловбардош алюминий композит панеллар олишга катта эътибор каратилган булиб PA-1, PA-2, PA-3 ва PA-4 маркали олигомер антипиренлар 1015%, металл таркибли минерал тулдирувчилар хамда богловчилар 170-190оС хароратда кушилиб полиэитленни модификациялаш оркали олинади.
Таклиф этилаётган оловбардош алюминий композит панеллар электрон-микроскоп ва элемент тахлиллари оркали таркибидаги аралашмаларни жойлашиши аникланди. Анализ учун намунани тайёрлашда 5-20 нм калинликда электр утказувчанлиги юкори булган металл (мис ёки олтин) кукунлар пуркалиб полимер композит металл юзасини коплаш кетма-кетлиги бажарилди ва намуналарни тажриба синовларни OXFORD компонияси микроанализаторли ускунаси ёрдамида (QUORUM Q150 RS) электрон-микроскоп тахлили амалга оширилди. МУ^ОКАМА
Шундай килиб, оловбардош полиэтилен асосидаги алюминий композит панелларни электрон - микроскоп тахлиллари натижаси урганилганда оловбардош намуналарнинг тузилиши аник тахлил килинди ва натижада чизиксимон холатдаги структурани кузатишимиз хамда полимер таркибидаги антипиренлар, тулдирувчилар ва богловчилардан иборат композиция хосил булишида бир хилда таркалганлиги коплама юзасидаги турли заррачаларни жойлашишига караб аникланди. (2-расм). PA-1 (А ва А/2) ва PA-2 (В ва В/2) маркали антипиренлар асосида олинган оловбардош полиэтилен алюминий композит панеллар электрон-микроскоп тахлилида антипиренлар ва тулдирувчиларни таркалиши бир текисда пуфакчалар хамда говаклар хосил булмаганлиги катта ахамиятга эга. Элемент тахлиллари оркали эса ушбу оловбардош полиэтилен композитни таркибидаги антипирен, тулдирувчи ва богловчиларни элемент таркиби келтирилган.
2 - расм. РА-1 (А ва А/2) ва РА-2 (В ва В/2) маркали антипиренлар асосида олинган оловбардош полиэтилен алюминий композит панелларни сканерли электрон микроскоп ва элемент анализ тахлили
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
РА-3 ва РА-4 маркали олигомер антипиренлар асосидаги оловбардош алюминий композит панелларни электрон - микроскоп тахлиллари натижаси урганилганда композит юзасида турли хилдаги фосфор, кремний ва металл гурухлари гомоген холатда таксимланиши ушбу полимер композитларни хосил килувчи кимёвий таркиблар учун уларнинг заррачалар агломерацияси характерлидир. (2-расм). РА-3 (Е ва Е/2) ва РА-4 ^ ва F/2) маркали антипиренлар асосида олинган оловбардош полиэтилен алюминий композит панеллар электрон-микроскоп тахлилида антипиренлар ва тулдирувчиларни таркалиши бир текисда жойлашган. Элемент тахлиллари оркали эса ушбу оловбардош полиэтилен композитни таркибидаги антипирен, тулдирувчи ва богловчиларни элемент таркиби келтирилган. (3-расм).
100|im
3 - расм. PA-3 (Е ва Е/2) ва РА-4 ^ ва F/2) маркали антипиренлар асосида олинган оловбардош полиэтилен алюминий композит панелларни сканерли электрон микроскоп ва элемент анализ та^лили
Алюминий композит панеллари билан хосил килган композитларни элемент анализда (3-расм) полимер структурасида бир хил даражада кимёвий моддаларнинг заррачалари борлиги ва таксимланганлиги аникланиб элемент тахлил ёрдамида ушбу кимёвий таркибларни микдорлари тахлил килинди. ХУЛОСА
Шундай килиб, антипиренлар билан полиэтиленни модификациялаш асосида олинган оловбардош алюминий композит панелларни электрон - физик-механик хамда электрон микроскоп ва элемент тахлиллари натижаси шуни курсатадики таклиф этилаётган олвбврдош таркиблар азот, фосфор ва металл саклаган полимер композитлардан иборат булиб улар юкори даражадаги ёнгинбардош хусусиятга эга эканлиги таркибий кисмларни бир хил холатда композит юзасида таркалганлиги билан бахоланади.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 6 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
REFERENCES
1. Королев, Е.В. Реологические свойства серных композиционных материалов специального назначения [Текст] / Е.В. Королев [и др.] // Konferencja Naukowo-Techniczna: Aktualne problemy naukowo-badawcze budownictwa - Olsztyn-Lansk, 2002. -Р. 465-474.
2. Прошин, А.П. Структура радиационно-защитного серного бетона. Структурные показатели [Текст] / А.П. Прошин [и др.] // Изв. вузов. Строительство. - 2003. - №5. -С. 23-27.
3. Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионностойкие серные строительные материалы [Текст] / Е.В. Королев, А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова. - М.: Палеотип, 2004. - 463 с.
4. Оспанова, М.Ш. Полимерсерные бетоны [Текст] / М.Ш. Оспанова, Ж.Т. Сулейменов. -Тараз: ТарГУ им. М.Х. Дулати, 2001. -265 с.
5. O. A. Belyaeva, E. V. Bychkova, and L. G. Panova, Promising Polymeric Composites. Alternative Technologies. Processing. Application. Ecology [in Russian], in: Proceedings of the Vth International Conference "Composite 2010" [in Russian], Saratov, Jun. 30-Jul. 2, 2010, Saratov, 2010, p. 90-92.
