CC BY
6
УДК 678.743
Москвичева М.А. аспирант
кафедра «Химическая технология полимеров и промышленная
экология»
Каблов В. Ф., доктор технических наук
профессор
кафедра «Химическая технология полимеров и промышленная
экология»
Кейбал Н.А., доктор технических наук заведующий кафедры «Химическая технология полимеров и
промышленная экология» Крекалева Т.В. старший преподаватель кафедра «Химическая технология полимеров и промышленная
экология»
Волжский политехнический институт (филиал) «Волгоградский государственный технический университет»
Россия, г. Волжский
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО АНТИПИРЕНА НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ Аннотация: В данной статье рассмотрена возможность проведения модификации гидроксида магния фосфорборсодержащим ингибитором. Исследовано влияние модифицированного гидроксида магния на огнестойкие свойства композиций на основе ПВХ. Установлено, что продукты модификации гидроксида магния фосфорборсодержащим олигомером, являются эффективным антипиреном полимерных композиционных материалов на основе ПВХ. Использование модифицированного гидроксида магния позволит модернизировать рецептуры негорючих ПВХ пластикатов с повышением их технологических и пожаробезопасных свойств.
Ключевые слова: гидроксид магния, антипирен, огнестойкость, поливинилхлорид.
Moskvicheva M.A.
graduate student, Department of Chemical Polymer Technology and
Industrial Ecology Volga Polytechnic Institute (branch) Volgograd State Technical University
Russia, Volzhsky Kablov V.F., doctor of technical sciences Professor, Department of Chemical Polymer Technology and
industrial ecology " Volga Polytechnic Institute (branch) Volgograd State Technical University
Russia, Volzhsky
Keybal N.A., Doctor of Technical Sciences, Head of the Department "Chemical Polymer Technology and Industrial Ecology"
Volga Polytechnic Institute (branch) Volgograd State Technical University
Russia, Volzhsky
Krekaleva T. V., Senior Lecturer of the Department "Chemical Polymer
Technology and Industrial Ecology" Volga Polytechnic Institute (branch) Volgograd State Technical University
Russia, Volzhsky
STUDY OF THE EFFECT OF MINERAL ANTIPYRENE ON THE FIRE RESISTANCE OF POLYVINYLCHLORIDE COMPOSITION
Abstract: This article discusses the possibility of modifying magnesium hydroxide with a phosphor-boron-containing inhibitor. The effect of modified magnesium hydroxide on the flame retardant properties of PVC-based compositions was investigated. It has been established that the products of modification of magnesium hydroxide with a phosphor-boron-containing oligomer are an effective flame retardant for PVC-based polymer composites. The use of modified magnesium hydroxide will allow to modernize the formulations of non-combustible PVC plastic compounds with an increase in their technological and fireproof properties.
Key words: magnesium hydroxide, fire retardant, fire resistance, polyvinylchloride.
Основу полимерной продукции, составляет небольшое число базовых полимеров. Среди них поливинилхлорид (ПВХ) занимает второе место после полиолефинов по потреблению. Диапазон свойств материалов из ПВХ очень широк, что позволяет удовлетворить самые разнообразные функциональные требования, предъявляемые к продукции различного назначения. Это обусловило чрезвычайно разнообразное применение материалов на основе ПВХ в различных отраслях техники. Важнейшее требование, предъявляемое к полимерам - повышение огнестойкости. Актуальной проблемой современной химии и химической промышленности является создание полимерных композиционных материалов с пониженной горючестью. Несмотря на большое число проведенных исследований проблема снижения горючести, дымообразования композиционных материалов на основе ПВХ не решена.
Современной тенденцией создания поливинилхлоридных пластикатов является использование в их составе природных минеральных наполнителей. Известно, что введение в полимерные композиции на основе ПВХ таких антипиренов как оксиды и гидроксиды металлов способствует не только понижению себестоимости композита, а также увеличению стойкости к распространению пламени и термостабильности полимерных материалов. Наполнение полимера, как правило, приводит к повышению
теплопроводности материала, а это, в свою очередь, снижает количество брака в процессе переработки вследствие уменьшения коробления, усадки и т.п. Эффективность гидроксидов металлов проявляется лишь при использовании их в больших количествах (от 75 до 100 % массы связующего). Для защиты изделий из пластмасс обычно используются комбинации антипиренов разного типа действия, обладающие синергическим эффектом.
В данной работе проведена модификация гидроксида магния фосфорборсодержащим олигомером. Этот выбор обусловлен тем, что фосфорборсодержащий олигомер содержит в своем составе синергетическую систему атомов фосфора и бора, т.к. эффективность действия таких антипиренов значительно выше, чем фосфор- и галогенсодержащих антипиренов, применяемых в отдельности.
Проведено исследование композиций на основе ПВХ на горючесть методом оценки скорости горизонтального распространения пламени по поверхности в соответствии с ГОСТ 28157-89.
При горении контрольного образца наблюдается активное дымообразование и каплепадение расплава полимера. При горении композиций на основе ПВХ с модифицированным гидроксидом магния на его поверхности образуется коксовая «шапка», которая с одной стороны уменьшает количество летучих горючих продуктов пиролиза пластиката, поступающих в зону пламени, с другой меняет условия теплообмена пламени с поверхностью горящего материала. Во время деструкции и окисления фосфорборсодержащий олигомер образует полифосфорные и борсодержащие кислоты, которые в виде тонкой пленки распределяются по поверхности материала и препятствуют поступлению кислорода, в отсутствии которого процесс горения прекращается. Оба эффекта приводят к неустойчивому горению и срыву пламени. Установлено, что композиции на основе ПВХ с модифицированным гидроксидом магния являются трудногорючими, что характеризуется самозатуханием образцов через 2-3 секунды после удаления пламени. Увеличение содержания наполнителя приводит к сокращению времени самозатухания с 12 секунд до 1-3 секунд. Мкодификация гидроксида магния фосфорборсодержащим олигомером, позволит модернизировать рецептуры ПВХ пластикатов с повышением их технологических и пожаробезопасных свойств.
Использованные источники:
1. Каблов В.Ф. Огнетеплозащитные полимерные материалы с функционально-активными компонентами (часть 1): монография/ В.Ф. Каблов, Н.А. Кейбал, О.М. Новопольцева; ВПИ (филиал) ВолгГТУ. -Волгоград, 2016. - 209 с.
2. Тужиков О.И., Бондаренко С.Н., Хохлова Т.В. и др. Изучение кинетики реакции гидроксида алюминия с диметилфосфитом в нитробензоле// Журнал прикладной химии., 2002,Т.74, №12, с.2059-2061.
3. Руководство по разработке композиций на основе ПВХ. Издательство:НОТ, 2009. - 608 с
4. Замедлители горения для полимеров / С.М. Ломакин [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - № 7 (15). - С. 71 - 86.
5. Кучерявая С.К. Пластические массы. Минск. УП "Технопринт". 2003. с -352.
