CC BY
5Oriental Renaissance: Innovative, (E)ISSN:2181-1784
educational, natural and social sciences www.oriens.uz
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7 3(10), October, 2023
nBX-K0Mn03^Hfl.ïïAPHHHr XOCCA^APHrA HAHOKymHMHA^APHHHr TAtCHPH
т.ф.д.,проф Ф.Н.Нуркулов
Кимё технологиялари илмий-тадкикрт институти лаборатория мудири
У.Д.Х,акимов
Кашкддарё вилояти ФВБ АННОТАЦИЯ
Ушбу тадцицот ишида ёниш жараёнининг схемаси куриб чицилган. Конденсацияланиш фазасида содир буладиган ва газ шаклидаги ёцилзиннг уосил булишини белгилаб берадиган асосий жараённи секинлаштириш ёки тухтатиш учун термик стабиллиги юцори булган полимерларни цуллаш, газ шаклидаги деструкция маусулотларининг мицдорини камайтирувчи наноцушимчалардан фойдаланиш, тизимнинг иссицлик сигими ва иссицлик утказувчанлигига таъсир цилувчи наноцушимчаларни цушиш орцали полимер материалнинг иссицлик-физик хоссаларини узгартириш мумкинлиги курсатилган.
Калит сузлар: антипирен наноцушимчалари, ёнувчанлик, оловбардошлик, полимер композициялар.
АННОТАЦИЯ
В данной исследовательской работе рассмотрена схема процесса горения. Использование полимеров с высокой термостабильностью для замедления или остановки основного процесса, происходящего в фазе конденсации и определяющего образование газообразного топлива, использование нанодобавок, уменьшающих количество газообразных продуктов разрушения, добавление нанодобавок, влияющих на теплоемкость и теплопроводность системы.Свойства можно изменять.
Ключевые слова: огнезащитные нанодобавки, горючесть, огнестойкость, полимерные композиции
ABSTRACT
In this research work, the scheme of the combustion process is considered. Using polymers with high thermal stability to slow down or stop the main process that occurs in the condensation phase and determines the formation of gaseous fuel, using nano-additives that reduce the amount of gaseous destruction products, adding nano-additives that affect the heat capacity and thermal conductivity of the system. properties can be changed.
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
Keywords: flame retardant nanoadditives, flammability, fire resistance, polymer compositions
КИРИШ
Полимер материалларнинг ёнувчанлигини камайтириш усулларини 1-расмда келтирилган ёниш жараёни схемасини тахлили асосида куриб чикиш мумкин. Полимерларнинг диффузион ёниши бу узини узи саклаб турувчи куп боскичли циклик жараёни булиб, унда иссиклик ва массанинг узаро боглик тарзда олиб утилиши мухим роль уйнади. Жараённинг мураккаблиги ва куп боскичлилиги белгилаб берувчи боскичларни урганилишини кийинлаштиради, аммо бундай таъсирнинг эхтимолий йуллари сонини оширади. Х,акикатдан хам, жараённи тухташига сабаб булувчи шароитларни яратиш учун жараённинг хосил булишига, аланганинг таркалишига ёки ёнишнинг стационар тезлигига таъсир килиш мумкин.жараёнга конденсаланиш ва газли фазаларда, шунингдек, уларни ажралиш юзаларига таъсир килиш мумкин. Х,ар кайси холда, таъсир килишдан максад - ёниш жараёни циклини кайсидир жойда узишдир. Ёниш циклини узиш жойи ва усулига боглик холда ёнувчанлиги паст булган полимер материалларни олишни куп йулларини таклиф килиш мумкин. Ушбу йулларни куйидаги тарзда гурухлаш мумкин.
1-расм. Полимер материалларнинг ёнувчанлигини камайтириш
усулларини
1. Полимернинг газланишига олиб келадиган асосий жараён, яъни термик деструкцияни секинлатиш ёки тухтатиш учун куйидагиларни амалга ошириш мумкин: а) юкори термик стабилликка эга булган полимерларни, масалан асосий занжирида ароматик ёки гетероциклик бугинлари булган полимерлар,
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
3(10), October, 2023
элементоорганик ва таркибида гель булган полимерлар ёхуд модификациялашган полимерларни куллаш ва бу оркали бириктирувчи агентлар ёки ионлаштирувчи нурлатиш ёрдамида ириккан структураларни хосил килиш; б) газ шаклидаги деструкция махсулотларини микдорини камайтирувчи, масалан деструкция жараёнини учмайдиган карбонлаштирилган колдик йули буйича йуналтирувчи нанокушимчаларни куллаш; в) тизимнинг иссиклик сигими ёки иссиклик утказувчанлигига таъсир курсатувчи нанокушимчаларни кушиш оркали полимер материалнинг иссиклик-физик хоссаларини узгартириш.
2. Газли фазада содир булувчи ва ёниш жараёнини ушлаб турувчи реакцияларнинг тезлигини пасайтириш учун куйидагиларни амалга ошириш мумкин: а) ёнувчан газларнинг концентрациясини камайтириш, масалан, ёнмайдиган ва кам ёнувчан махсулотларни чикариб парчаланадиган полимерлар ёки нанокушимчаларни ишлатиб; б) нанокушимчаларн ёки полимер занжирлар фрагментларини ёнишини секинлатувчи парчаланиш махсулотлари алангасининг фаол марказларига кимёвий таъсир курсатиш хамда полимер материалларнинг газланиши ва ёнишида хосил буладиган аэрозол заррачалари билан тукнашиш натижасида фаол марказларни дезактивациялашоркали ёниш жараёнини ёйилишига сабаб буладиган реакцияларни ингибациялаш.
3. Ёниш циклини узилиши шунингдек конденсатли ва газли фазалар уртасида масса ва иссиклик алмашинуви узгариши натижасида ушбу фазалар орасидаги булиниш юзасида хам содир булиши мумкин. Бунга эришиш учун юзага химоя копламаси сепилади ёки полимер материалнинг термик парчаланиши вактида юза химоя катлами хосил килинади. ^опламалар кийин алангаланувчи ёки ёнмайдиган булиши ва асосий полимер материалнинг алангаланишини олдини олиши мумкин, шунингдек, иссиклик изоляцияловчи булиши мумкин, бунда уларнинг асосий вазифаси алангадан келувчи тескари иссиклик окимини материалга таъсирини кучсизлантириш. Кокс хосил булишига мойиллиги юкори булган полимерларнинг, шунингдек, фосфор ёки бром таркибли нанокушимчалар булган карбозанжирли полимерларнинг термик парчаланишидаюзасида шишасимон ёки говаклари ёпик булган каттик
W W Г-" W Т~1 I
купик куринишидаги катлам хосил булади. Бу химоя катлами газли фазага полимерларнинг ёнувчан термодуструкция материалларини чикишини чеклайди ва полимерга иссиклик таъсирини камайтиради.
Полимер материалларнинг ёнувчанлигини пасайтиришнин барча мумкин булган йуллари ушбу руйхат билан чекланмайди. Шунчаки, бу энг кенг
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
3(10), October, 2023
таркалган усуллардир. Ёнувчанликни пасайтиришнинг амалиётда кулланиладиган усуллари одатда юкорида санаб утилган турли усулларни уз ичига олади.
Катта тоннажли полимерлар асосидаги материаллар, асосан, полимеризацион материаллар, яъни полеофилинлар, поливинилхлорид, стиро пластик ва бошка углеродли полимерлар учун ёнувчанликни пасайтириш асосан ёнишни секинлатувчи тулдирувчиларни кушиш оркали эришилади.
Адабиётлардаги маълумотлардан маълумки, полимер материалларнинг ёнувчанлигини пасайтириш учун тулдирувчилар сифатида табиий силикатлар таклиф килинган. Аммо каолин каби арзон ва экологик жихатдан хавфсиз булган нанокушимча етарлича урганилмаган. Шунинг учун мазкур ишда антипирен нанокушимчалар сифатида каолиндан фойдаланиш имкониятларини урганиш натижалари келтирилган (1-жадвал).
Каолин, унинг таркиби ва хоссалари
Каолин ёки ок лой (AbO3^2SiO2^2H2O) - бу гидратланган алюминий силикат булган минерал. Амалиётда икки асосий турдаги каолин ишлатилади: таркибида гидрат сув булган табиий каолин ва киздириб сувсизлаштирилган каолин. Нисбатан катта улчамли каолин заррачалари бир неча узаро богланган пластинасимон пустлоклардан ташкил топади. Энг кичик фракциялар асосан ингичка пластинасимон пустлоклардан иборат булади.
Таркибида гидратацион сув булган каолин ноабразив, кимёвий жихатдан мустахкам булади, унинг заррачалари эса нисбатан юкори юза майдонига эга булади ва бу тулдирилган композицияларнинг ковушкоклигини кескин ошишига сабаб булади. Каолинни реакцияга киришувчи тизимларга киритишда у хосил килувчи мухитнинг кислоталилигини хисобга олиш лозим. Таркибида гидратацион сув булган каолин куп полимерлар ва богловчиларда, айникса дисперсловчи агентлар ёки юза-фаол моддалар булганда осон дисперсланади. Калта толалар билан кучайтирилган термофаол смолаларни каолин билан тулдиришда уларнинг окиши бир текис булади ва бу хоссалари бир хил булган композицион материалларни олишга имкон беради.
Киздирилган (сувсизлаштирилган) каолин учун юкори каттиклик хосдир, унинг асосидаги термо ва реактопластлар юкори электрик хоссаларга эга булади.
Сувга чидамлиликни ошириш, электрик хоссаларни яхшилаш ва максимал мустахкамловчи эффектга эришиш учун заррачаларининг юзаси махсус ишлов берилган каолиндан фойдаланилади (1-жадвал).
Oriental Renaissance: Innovative, (E)ISSN:2181-1784
educational, natural and social sciences www.oriens.uz
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7 3(10), October, 2023
1-жадвал
Каолиннинг типик кимёвий таркиби
Элемент Таркибига мазкур Бирикма микдори, %
элемент кирувчи Гидратланган ^издирилган
бирикма каолинда каолинда
Кремний SiO2 45,4 52,1-52,9
Алюминий Al2O3 38,8 44,4-45,2
Темир Fe2O3 0,3 Излар
Титан Ti2O3 1,5 0,8-2,0
Кальций CaO 0,1 -
Натрий Na2O 0,1 -
Калий К2О Следы -
^издириш
жараёнидаги H2O 13,8 0,5-0,9
йукотишлар
Каолин микдорини кислород индексига таъсири
ПВХ-пластикат ва унинг модификациялаштирилган композицияларини ёнувчанлигини урганиш шуни курсатдики, тулдирувчи сифатида каолиндан фойдаланишда оловбардошлик ошади (2-жадвал).
2-жадвал
Учиш ваткини композиция таркибига боFликлиги
Таркиб Учит вакти, с
ПВХ-пластикат (бошлангич рецептура) 4.5
ПВХ-пластикат + 3% каолин 1.5
ПВХ-пластикат + 5% каолин 1
ПВХ-пластикат + 10% каолин 1
Келтирилган маълумотлардан куриниб турибдики, ПВХ-пластикатга каолинни кушиш ёнгин учиши вактини 4.5 с дан 1 с га тушишига олиб келди.
Адабиётларда полимерларнинг ёнувчанлигини пасайтиришнинг икки механизми таклиф килинган. Биринчи холатда ижобий эффектга ёниш зонаси ва полимер материал орасидаги масса ва иссиклик олиб утилишига таъсир килувчи карбонизациялашган катлам шаклланиши сабабли эришилади. Иккинчи вариантда полимернинг термик деструкцияси жараёнида алюмосиликатларнинг каталитик фаоллиги хисобга олинади. Бу фаоллик жараённи пасайиш томонга силжитади ва бу билан максимал иссиклик ажралиш тезлигини пасайтиради.
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
3(10), October, 2023
Куриб чикилаётган холатда силикат нанокатламлар ичида жойлашган поливинилхлорид молекулаларининг бир кисми оддий углеродли коксга нисбатан термостабиллиги юкорирок булган конденсатланган кокс-керамик колдикка трансформацияланади деб тахмин килиш мумкин. Шундай килиб, ишлаб чикилган нанокомпозит ПВХ-пластикатларнинг наъмуналари ёнгин хавфсизлиги паст турдаги юкори кокс хосил килиш кобилиятига эга.
Шуни таъкидлаш мухимки, мазкур холатда антипирен сифатида таркибида карбамид булган монтмориллонит ишлайди ва у экологик жихатдан хавфсиз махсулот булиб иссиклик таъсирида ва эксплуатация жараёнида атроф-мухитни ифлослантирмайди.
Шу билан бирга, самарали кокс хосил килинишиг карамасдан ПВХ нанокомпозитларнинг ёнишида максимал тутун хосил булиш даражаси оддий ПВХ ёнишидаги даражадан ошмайди, унинг микдори эса барча холларда бир хил булади. Олинган натижалар нанокомпозитларнинг ёниш механизмида уларнинг кокс хосил килиш роли мухимлиги хакида хулоса килишга олиб келади. ПВХ-пластикат ва унинг асосидаги нанокомпозитларнинг кокс колдикларини хлор микдорига тахлили шуни курсатдики, нанокомпозитларнинг кокс колдикдлари бошлангич пластикатга нисбатан 2 баробар кам хлор бор ва бу ёнишда хлорли водород ажралиб чикиши пасайиши хакида далолат беради.
Ушбу маълумотлар ПВХ-пластикат ва унинг асосидаги нанокомпозитларнинг ёнишида ажралиб чикадиган хлорли водороднинг массаси буйича улушини ГОСТ Р МЭК 60754-1-2015буйича улчаш оркали тасдикланган.
Пластификаторлар микдорини кислород индексига таъсири
Кабелли пластификаторларнинг асосий компонентларидан бири бу пластификатор булиб, у ПВХ га эластиклик хоссаларини беради ва музга чидамлилигини оширади. Биз пластификатор сифатида ДБЭА дан (дибутоксиэтиладипинат) фойдаландик. У полимер билан яхши чикишади ва экологик жихатдан хавфсиз хисобланади.
Пластификаторлар пластикатлаштирилган полимерларнинг ёнувчанлигига катта таъсир курсатади. Пластификатлаштирилган полимерлар таркибидаги дикарбон кислоталарнинг мураккаб эфирлари каби паст молекулали пластификаторлар аланга билан контакт килганда полимер плёнкадан ажралиб чикади ва сунг алангаланади. 360° гача булган харорат интервалида пластификаторларнинг парчаланиши окибатида ПВХ-компоиция массасини йукотилиши ПВХ ни дегидрохлорлаш реакциясидагига нисбатан 1.5 баробар
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
куп булади. Юкори хароратларда пластификаторларнинг бугланиши газли фазадаги ёнувчан материалларнинг концентрациясини ошишига олиб келади.
ПВХ-пластификатнинг оловбардошлилиги пластификаторлар микдорига богликлиги сабабли бошланги пластикат И40-13 нинг базавий рецептурасида ДБЭА микдорини кальция карбонат микдорини ошириш хисобига камайтириш имконини урганиш ва сунг олинган таркибларнинг эксплуатацион хоссаларини урганишга кизикишни келтириб чикарди. Бунда базавий рецептурадаги ПВХ ва бошка компонентларнинг микдори узгаришсиз колдирилди.
Олинган композицияларнинг физик-механик хоссалари ва оловбардошлилигини урганиш натижалари 3-жадвалда келтирилган.
3-жадвал
Олинган композицияларнинг физик-механик хоссалари
Таркиб Ораз, МПа 8, % Оизг, МПа Тхр, °С Оловбардошлик, 200°С да, мин КИ, %
7% ДБЭА + 6,56% CaCO3 (бошлангич рецептура) 18,0 180 60,5 -28 60 25
25% ДБЭА + 8,56% CaCO3 16,6 195 41,2 -23 47 28,6
23% ДБЭА + 10,56% CaCO3 17,7 196 49,5 -20 47 27,5
20% ДБЭА + 13,56% CaCO3 20,5 167 137,3 -16 65 29,1
3-жадвалдаги маълумотларни тахлил килиб шуни айтиш мумкинки, И40-13А таркибида массаси буйича 62% ПВХ ни пластификациялаш учун массаси буйича 20% ДБЭА етарли булади, бунда тулдирувчининг микдорини камида икки баробар ошириш мумкин. Компонентларнинг ушбу нисбатида КИ киймати 4 бирликка ошади ва 29.1% га тенг булади. Аммо пластификатор микдори камайиши билан муртлашиш харорати пасаяди.
Кейинчалик биз тулдирувчи (каолин) микдорини ПВХ-пластификатнинг оловбардошлилигига таъсирини ургандик (4-жадвал).
4-жадвалда келтирилган ПВХ-пластификатнинг оловбардошлилигини урганиш натижалари шуни курсатадики, каолин микдори ошиши билан пластикатнинг кислород индекси кескин катталашади. 15% оптимал микдор
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
хисобланади, чунки киритилган нанокушимча микдори камайтирилганда КИ пасаяди, оширилганда эса КИ узгармайди.
4-жадвал
ПВХ-пластикат кислород индексини унинг таркибига боFликлиги
Таркиб Кислород индекси, %
ПВХ-пластикат (бошлангич рецептура) 25
ПВХ-пластикат + 5 % каолин 27,5
ПВХ-пластикат + 10 % каолин 28
ПВХ-пластикат + 15 % каолин 29,5
ПВХ-пластикат + 20 % каолин 29
ПВХ-пластикат + 15 % каолин +7 % СаСОз 29,4
ХУЛОСА
Шундай килиб, каолин ПВХ-материаллар учун перспектив, арзон ва экологик жихатдан хавфсиз тулдирувчи булиб, у уларнинг ёнувчанлигини самарали пасайтиради. ПВХ-пластикатнинг бошлангич рецептурасида кальций карбонат микдорини ошириш оркали хам шундай эффектга эришилади. Каолин ва ортикча кальций карбонат биргаликда ишлатилганда синергик эффект кузатилмайди.
ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР (REFERENCES)
1. Узбекистон Республикасининг 2009 йил 30 сентябрдаги "Ёнгин хавфсизлиги тугрисида"ги Конуни УР^-223-сон. (Узбекистон Республикаси конун хужжатлари туплами, 2009 й., 40-сон, 430-модда).
2. Узбекистон Республикаси Президентининг 2019 йил 20 февралдаги ПК-4198-сонли "Курилиш материаллари саноатини тубдан такомиллаштириш ва комплекс ривожлантириш чора-тадбирлари тугрисида" ги карори.
3. Асеева Р.М., Заиков Г.Е. Снижение горючести полимерных материалов. М.: Знание, 1981. 61 с.
4. Вейл Э., Левчик С. Антипирены для пластмасс и текстиля. Практическое применение. Мюнхен: Издво Хансер, 2009.
5. Гликштерн М. В. Антипирены // Полимерные материалы. 2003. № 3. С. 2223; № 4. С. 15-18.
6. Халтуринский Н.А., Берлин А.А., Попова Т.В. Горение полимеров и механизмы действия антипиренов // Успехи химии. 1984. Т. 53, № 2. С. 21.
SJIF 2023 = 6.131 / ASI Factor = 1.7
3(10), October, 2023
7. Копылов В.В. Полимерные материалы с пониженной горючестью. М.: Химия, 1986. 224 с.
8. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Изд. Лабиринт, 1994. 367 с.
9. Асеева Р.М., Заиков Г.Е. Горение полимерных материалов. М.: Наука, 1981.
280 с.
