CC BY
82
УДК 614.841
Т. А. Максимова, Н. О. Мельников
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОГНЕЗАЩИТНЫХ АЮТ-ФОСФОРСОДЕРЖАЩИХ СОСТАВОВ
The problem of wood fire protection and materials on its basis is considered. Results of test of selection components for a fireproof preparation and definition of its properties are presented. Tests spent by means of methods in accordance with GOST 30028.3-93.
Рассмотрена пробл ема огнезащиты древес и мы и материал ов на ее основе. Представлены результаты испытания подбора компонентов для огнезащитного препарата и определение его свойств. Испытания проводили с помошыо методов по ГОСТ 30028.3-93.
Для защиты древесных материалов- от огня используют большое разнообразие составов и методов. Наиболее распространенным способом перевода древесины в группу трудногорючих материалов является пропитка водными растворами неорганических соединений [1], отмечается более высокая эффективность неорганических азот-фосфорсодержащих соединений [2]. Для огнезащиты древесины необходимо исключить не только пламенное горение, но и последующее тление.
Наличие фосфорной кислоты в древесине изменяет отношение СО/СОг в направлении ингибирования прямого окисления углерода в С02, снижая в значительной мере экзотермический эффект процесса горения.
Неорганические фосфаты - соединения, подавляющие процесс тления целлюлозы. Фосфорная кислота начинает обезвоживаться при 213’С, превращаясь в пирофосфатную кислоту Н4Р2О7, которая медленно при 800°С переходит в метафосфорную НР2О3. Отсюда видно, что при температуре активного тления (500...700°С), фосфорная кислота не улетучивается [3].
В нашей стране наибольшее распространение для глубокой пропитки нашли составы: С, МС, и ДСК-П для поверхностной пропитки древесины [4, 5].
В 1976 году был опубликован патент США [6], где в качестве огнезащитного средства для целлюлозных материалов, ковровых покрытий и др. Состав включал: амин, фосфорную кислоту, один или более огнезащитных агентов и поверхностно-активные вещества. В качестве огнезащитного агента называются: диаммонийфосфат, моноаммонийфосфат, а также сульфаты аммония, В качестве амина предпочтительными называются водорастворимые полиалканоламины, общей формулой:
где: К. - Н, Алкил, гидроксилалкил.
В 1938 году появился патент США [7] в котором описывалось покрытие получаемое конденсацией: 27,5% диаммонийфосфата, 35% дициан-
JR
диамида, 37,5% формальдегида. В патенте заявлялось, что при нагревании покрытие вспучивается и образует обугленный слой.
В середине 90-х годов были созданы огнезащитные покрытия марки ОФП-Ю для металлических и деревянных конструкций на основе селико-фосфатного связующего, представляющего собой продукт взаимодействия натриевого жидкого стекла и триполифосфата калия при содержании массовой доли Р205 в связующем от 5 до 10 %. [8, 9]
Среди вспучивающихся систем достаточно эффективными и доступными являются составы на основе амииоформальдегидиых олигомеров с применением фосфатов и полифосфатов.
Способность мочевиноформальдегидной смолы наряду с хорошей адгезией к древесине образовывать, при действии высоких температур углистые и пенные слои обусловило ее использование в качестве связующего в огнезащитных красках.
В ряде стран подобные огнезащитные составы на основе карбамидо-формальдегидных смол выпускались [10] в промышленном масштабе, например в ГДР состав марки ВЭ-324, в Финляндии состав «Винстер», в СФРЮ и ФРГ - состав «Пироморс» и т.д.
Таким образом, анализ литературных данных показывает перспективность разработки и применения в качестве огнезащитных средств для древесины и древесных композиционных материалов азот - фосфорсодержащих соединений.
В результате исследований и анализа литературных источников были подобраны компоненты огнезащитного состава. В дальнейшем подобрано оптимальное соотношение между фосфорсодержащим и азотсодержащим компонентом.
Концентрация, %
Рис. 1. Испытания образцов по ГОСТ 30028.3-93 состава в соотношении компонентов
Испытания проводились по ГОСТ 30028.3-93 «Средства защитные для древесины. Экспресс-метод испытания огнезащищающей способности». Образцы древесины пропитывались составами в соотношении фосфорсодержащий : азотсодержащий компонентами, как 1:2 и 1:3 при различных
концентрациях 15 масс.%, 20 масс.% и 25 масс.%. Результаты приведены на рисунке 1. Из данного графика видно, что самый оптимальный состав 1:3 с концентрацией 20%.
Для наиболее лучшего проникновения пропиточного состава в глубь защищаемого материала необходимо добавление ПАВ. Что увеличивает глубину проникновения и уменьшает время пропитки. Природу наиболее эффективного ПАВ определяли по количеству сухого остатка поглощенного образцом за одинаковый промежуток времени. Значения приведены в таблице.
Табл. Количество состава поглощённое образцом за 10 сек.
Исходный раствор+ПАВ Масса раствора, г Масса сухой соли, г
1 .Неионогенный 0,64 0,15
2.Катионоактивный 0,41 0,09
З.Анионоактивный 0,51 0.11
Из данной таблицы видно, что добавление неионогенного ПАВ, позволяет образцу при пропитке, набрать большее количество солей, чем с обычным раствором и растворами с другими ПАВ.
Для определения рабочей концентрации неионогенного ПАВ, которое необходимо добавить в раствор, провели ряд испытаний. Результаты приведены на Рис.2
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,401
концентрация ПАВ, %
І’ис.2. График зависимости поглощения образцом сухих солей от концентрации ПАВ. Выводы.
1. Современные азот-фосфорсодержащие огнезащитные составы надежно обеспечивают перевод древесины в группу трудно горючих материалов;
2. Введение в разработанный состав до 1 % ГІАВ увеличивает глубину пропитки, что в свою очередь повышает огнестойкость деревянных конструкций.
Библиографические ссылки
1. Dyer J.A. Fire retardant treatment [Текст]/ Wood, 1963. 28. №2, P.71.
2. Ignifugaria in profunzime a lamnului [Текст]/ Е. Vintila [ets.]; // Ind. Lemn 1962, 13. № б. PP.216-221.
3. Пожарная опасность строительных материалов/А.Н. Баратов [и др.]; М.: Стройиздат, 198 8.380 с.
4. Таубкин С.И. Основы огнезащиты целлюлозных материалов [Текст]. -М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1960. 346с.
5. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. Переработка и дополненное [Текст] - М.: ВНИИПО, 1994. 31с.
6. Пат 3990977 США Fire proofing shampoo composition, and method [Текст]/ G.A.Pearson Опубл. 09.11.1976.
7. Пат 2106938 США Fireproof of wood [Текст]/ H.Tramm[ets.]; Опубл 01.02.1938
8. Ладыгина И.Р., Кривцов Ю.В. Исследование влияния вязкости фосфатного связующего и гранулированного состава наполнителей на огнезащитные свойства покрытия ОФП-Ю. // Тр. ин-та /ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко: фосфатные материалы (технология и свойства)/ /ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М.: Изд-во ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1990. С. 92-102.
9. Кривцов Ю.В. Противопожарная защита зданий и сооружений, огнезащита строительных конструкций. Сборник научных работ. М., 2003.
10. Боратов А.Н. Пожарная опасность строительных материалов [Текст]/ А.Н. Боратов [и др.]; [под ред. А.Н. Боратова]. - М.: Стройиздат, 1988. 380 с.
УДК 678.4.547.458.8
А. С. Саханенко, А. И. Козлов, А. С. Новосёлов, Б. А. Пономарёв
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗЫ КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА НА КАТАЛИЗАТОРЕ
In present work catalytic oxidation with atmospheric oxygen of industrial waste waters containing nonionogenic surface-active substances, products of hydrolysis of cellulose and it’s ethers was studied.
В работе исследовано каталитическое окисление кислородом воздуха промышленных сточных вод (СВ), содержащих иеионогенные поверхностно-активные вещества (н-пав), продукты гидролиза целлюлозы и ее эфиров.
Современная принципиальная схема очистки производственных СВ предприятий отрасли должна предусматривать предварительную механическую очистку, интенсифицированную физико-химическими методами, с завершающей доочисткой стоков непосредственно на биологических очистных сооружениях (БОС) предприятия, либо городских БОС. Необходимо отметить, что в предлагаемой схеме биологическим методам отводится за-
