Научная статья на тему 'СШИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ АНТИПИРЕНОВ'

СШИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ АНТИПИРЕНОВ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
82
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОГНЕЗАЩИТНЫЙ СОСТАВ / ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ ТКАНИ / ВОСПЛАМЕНЕНИЕ / ГОРЮЧЕСТЬ / ВЫСОТА ОБУГЛИВАНИЯ / ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / FLAME RETARDANT / FABRIC SAMPLE TESTING / IGNITION / FLAMMABILITY / CARBONIZATION HEIGHT / THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Сырбу Светлана Александровна, Федоринов Александр Сергеевич, Салихова Аниса Хамидовна

Производство тканей с высокими огнезащитными свойствами является одним из важных направлений повышения безопасности людей, работающих в условиях опасности соприкосновения с огнем. Анализ ассортимента текстильных материалов для специальной одежды показал, что большинство материалов является целлюлозосодержащими. Данные материалы являются легковоспламеняемыми, поэтому при попадании искр открытого огня или раскаленных продуктов сгорания в условиях производства происходит их быстрое воспламенение. В связи с этим придание огнезащитных свойств легковоспламеняемым материалам имеет большое значение. В рамках проведенного исследования авторами разработан эффективный метод огнезащитной обработки тканей специального назначения композициями на основе Афламмит SAP за счет выбора оптимального сшивающего агента. Огнезащитные свойства предложенных композиций подтверждены данными термогравиметрического анализа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Сырбу Светлана Александровна, Федоринов Александр Сергеевич, Салихова Аниса Хамидовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CROSS-LINKING AGENTS FOR FIRE-PROTECTIVE COMPOSITIONS BASED ON NITROGEN-PHOSPHORIC ANTIPYRENE

The production of fabrics with high fire-resistant properties is one of the important ways to improve the safety of people working in conditions of danger of contact with fire. Analysis of the range of textile materials for special clothing has shown that most of the materials are cellulose-containing. These materials are highly flammable, so if sparks from an open fire or incandescent combustion products are caught in production or fire conditions, it leads to rapid ignition. In this regard, giving it fire-resistant properties is of great importance. In the framework of scientific work, the authors developed an effective method for fire-resistant treatment of special-purpose fabrics with compositions based on Aflamite SAP by selecting the optimal cross-linking agent. The fire-resistant properties of the proposed compositions are confirmed by thermogravimetric analysis data.

Текст научной работы на тему «СШИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ АНТИПИРЕНОВ»

УДК 614.841.1

СШИВАЮЩИЕ АГЕНТЫ ДЛЯ ОГНЕЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ АЗОТНО-ФОСФОРНЫХ АНТИПИРЕНОВ

С. А. СЫРБУ, А. С. ФЕДОРИНОВ, А. Х. САЛИХОВА

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново Е-mail: syrbue@yandex.ru, a.fedorinov@yandex.ru, salina_77@mail.ru

Производство тканей с высокими огнезащитными свойствами является одним из важных направлений повышения безопасности людей, работающих в условиях опасности соприкосновения с огнем. Анализ ассортимента текстильных материалов для специальной одежды показал, что большинство материалов является целлюлозосодержащими. Данные материалы являются легковоспла-меняемыми, поэтому при попадании искр открытого огня или раскаленных продуктов сгорания в условиях производства происходит их быстрое воспламенение. В связи с этим придание огнезащитных свойств легковоспламеняемым материалам имеет большое значение. В рамках проведенного исследования авторами разработан эффективный метод огнезащитной обработки тканей специального назначения композициями на основе Афламмит SAP за счет выбора оптимального сшивающего агента. Огнезащитные свойства предложенных композиций подтверждены данными термогравиметрического анализа.

Ключевые слова: огнезащитный состав, испытание образцов ткани, воспламенение, горючесть, высота обугливания, термогравиметрический анализ

CROSS-LINKING AGENTS FOR FIRE-PROTECTIVE COMPOSITIONS BASED ON NITROGEN-PHOSPHORIC ANTIPYRENE

S. A. SYRBU, A. S. FEDORINOV, A. H. SALIKHOVA

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education

«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo Е-mail: syrbue@yandex.ru, a.fedorinov@yandex.ru, salina_77@mail.ru

The production of fabrics with high fire-resistant properties is one of the important ways to improve the safety of people working in conditions of danger of contact with fire. Analysis of the range of textile materials for special clothing has shown that most of the materials are cellulose-containing. These materials are highly flammable, so if sparks from an open fire or incandescent combustion products are caught in production or fire conditions, it leads to rapid ignition. In this regard, giving it fire-resistant properties is of great importance. In the framework of scientific work, the authors developed an effective method for fire-resistant treatment of special-purpose fabrics with compositions based on Aflamite SAP by selecting the optimal cross-linking agent. The fire-resistant properties of the proposed compositions are confirmed by thermograv-imetric analysis data.

Key words: flame retardant, fabric sample testing, ignition, flammability, carbonization height, ther-mogravimetric analysis.

Согласно нормативным правовым актам Российской Федерации1 и нормативным

© Сырбу С. А., Федоринов А. С., Салихо-ва А. Х., 2020

1 Федеральный закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

документам о требованиях пожарной безопасности установлено, что текстильные и кожевенные материалы по воспламеняемости подразделяются на легковоспламеняемые и труд-новоспламеняемые. Ткань (нетканое полотно) классифицируется как легковоспламеняемая, если при испытаниях на ее огнестойкость выполняются следующие условия:

1) время пламенного горения любого из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, составляет более 5 секунд;

2) любой из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, прогорает до одной из его кромок;

3) хлопчатобумажная вата загорается под любым из испытуемых образцов;

4) поверхностная вспышка любого из образцов распространяется более чем на 100 миллиметров от точки зажигания с поверхности или кромки;

5) средняя длина обугливающегося участка любого из образцов, испытанных при воздействии пламени с поверхности или кромки, составляет более 150 миллиметров.

Для классификации текстильных материалов следует применять значение индекса распространения пламени (I) - условного безразмерного показателя, характеризующего способность материалов или веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. По распространению пламени материалы подразделяются на следующие группы:

1) не распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени 0;

2) медленно распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени не более 20 включительно;

3) быстро распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени более 20.

Из всего сказанного выше следует, что проблема создания новых веществ и композиций, снижающих горючесть текстильных материалов и обладающих малой токсичностью и низкой дымообразующей способностью, остается крайне актуальной, причем требования к замедлителям горения ужесточаются [1].

Широкое практическое применение для огнезащитной отделки целлюлозосодержащих тканей нашли антипирены на основе органических азотнофосфорных соединений. К таким соединениям относится тетра-

кис(оксиметил)фосфоний хлорид (далее -ТФХ), известный под коммерческими названиями Афламмит SAP или ПРОБАН. Данная научная работа началась с обращения специалистов текстильного предприятия ОАО «Род-ники-текстиль» за профессиональными рекомендациями по снижению пожарной опасности огнезащитной обработки тканей по технологии ПРОБАН, предложенной одноимённой фирмой в США. Процесс обработки является многостадийным, пожаровзрыво- и экологически опасным ввиду использования больших коли-

честв обращающегося аммиака (400 л/мин.) в качестве сшивающего агента. Исходя из вышесказанного, поиск антипирирующих составов, имеющих сшивающие агенты, альтернативные аммиаку, является весьма актуальным.

На первом этапе работы для проведения исследования использовались следующие образцы тканей, использующиеся при изготовлении спецодежды для работы в условиях образования раскаленных искр и открытого огня:

• Молескин С27-ЮД;

• Саржа металлизированная С4А цвет

К-25-5.

Нами была предпринята попытка нанесения азотно-фосфорного антипирена (Афламмит SAP) в одну стадию, в отличие от нескольких промышленных. В качестве одного из структурирующих агентов был предложен уротропин С6Н12Ы4, что связано с его невысокой ценой и антисептическими свойствами. В качестве других сшивающих агентов для Афламмит SAP были использованы гликазин и карбамол-2.

Гликазин и Карбамол-2 были синтезированы нами по стандартным методикам. Молекулы всех трёх соединений содержат группы -NH- , которые служат для образования трехмерного полимера на поверхности целлюлозы (рис. 1). Заметим, что иммобилизация Афлам-мита SAP на поверхность ткани происходит за счет реакции метилольных групп препарата с гидроксогруппами целлюлозы.

Предварительно был проведён эксперимент по полимеризации Афламмит SAP с уротропином. Для этого смесь из Афламмит SAP и водного раствора уротропина была нанесена на стекло и помещена в сушильный шкаф при температуре 1000С. Процесс поликонденсации прошел в присутствии паров уксусной кислоты. Полученная полимерная масса была нерастворима в воде.

Заметим, что для приготовления всех огнезащитных составов были взяты одинаковые массы компонентов: 600 г препарата Афламмит SAP, 1000 г Н2О, 47 г сшивающего агента, 1 г ледяной уксусной кислоты СН3СООН. Нами были обработаны по 6 образцов молескина и саржи (3 были вырезаны по основе ткани, 3 - по утку).

Антипирирующие составы наносились на образцы ткани методом плюсования. Обработанную ткань термофиксировали. Термофиксацию образцов проводили в 2 приёма: при температуре 750С в течение 5 минут и при температуре 1000С. После первой фиксации образцы промывали от избытка огнезащитного состава под тёплой проточной водой и сушили при температуре 100 С до высыхания образца.

сн2он 1 * 0 сн2он J £ 2*

носн2-Р-СН2- 1 N- 1 II C-N-CH, 1 -Р-СН2СН 1 2CL *

CHjOH н н СН20Н

| NH3(ra3)

\j

-NH -сн2 - р - СН2- сн, 1 * N Н N-Н II с- N-Н сн2- р-сн2-1 СИ, 1 с N Н 1 NH-

-NH -сн2 сн2 1 - Р-СН2- N" Н О II 0- N -Н сн2- сн2 1 р- СН2" NH-

Рис. 1. Схема образования трехмерного полимера молекулами ТФХ

Процесс поликонденсации препарата Афламмит SAP с уротропином проводили в одном случае в присутствии ортофосфорной кислоты, а в другом - в присутствии уксусной кислоты. Поскольку именно в кислой среде происходит распад его молекулы на фрагменты, содержащие группы -NH-. Следует отметить, что при попытке термофиксации в присутствии ортофосфорной кислоты выделялись фосфорорганические соединения с резким удушливым запахом. Однако, антипирирующий эффект состава присутствовал. Поэтому в качестве компонента, создающего необходимую кислотность среды, в дальнейшем исследовании нами была выбрана уксусная кислота.

Испытания огнезащитных свойств образцов проводились в соответствии со стандартными методиками2. Проведенные испытания дали следующие результаты. Исследуемые составы обладали

огнезащитным действием. Обработанные

2

ГОСТ 11209-2014. Ткани для специальной одежды. Общие технические требования. Методы испытаний (утв. Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. № 72-П)). http://docs.cntd.ru/document /1200117511 (дата обращения 06.08.2020).

образцы ткани после удаления из пламени не горели и не тлели.

Отметим, что высота обугливания образцов несколько отличалась при использовании уксусной кислоты в качестве катализатора процесса поликонденсации путем добавления непосредственно в раствор и в виде паров. Высота обугливания образцов составила при обработке составами:

- Афламмит SAP + уротропин + уксусная кислота в растворе: для молескина - 4,5 см, для саржи - 2,5 см;

- Афламмит SAP + уротропин + пары уксусной кислоты: для молескина - 3 см, для саржи - 4 см.

- Афламит SAP+ Карбомол-2: для молескина - 8,5 см для саржи - 10 см;

- Афламит SAP+ гликазин: для молескина - 8 см, для саржи - 9 см.

При испытании составов с гликазином и Карбамолом-2 выделение формальдегида при термофиксации шло в больших количествах, чем в случае состава с уротропином.

В заключительной части исследований был оценен коэффициент задержки теплового потока. Эксперимент проводился на «Измерителе плотности теплового потока ИПП-2».

Результаты экспериментов по исследованию коэффициента задержки теплового потока приведены в табл. 1.

Таблица 1. Значения коэффициента задержки теплового потока

Наименование материала Антипиррующий состав n (%)

Молескин С27-ЮД Без обработки 80,8

Афламит SAP +уротропин 85,5

Афламит SAP +Карбамол-2 85,8

Афламит SAP +гликазин 85,3

Саржа металлизированная С4А цвет К25-5 Без обработки 82,9

Афламит SAP +уротропин 86,0

Афламит SAP +Карбамол-2 84,7

Афламит SAP +гликазин 85,5

Анализ данных табл. 1 показывает, что нанесенные огнезащитные составы незначительно увеличивают значения коэффициента задержки теплового потока образцами обеих тканей: молескина - в среднем на 5,5%, саржи - в среднем на 2-3%. Но в то же время в ходе эксперимента установлена неустойчивость обработанных образцов ткани к мокрой обработке, исследованной по стандартной методи-ке3. Поэтому было принято решение продолжить исследования по поиску сшивающих агентов.

На втором этапе работы нами предложен способ образования полимерного покрытия на ткани с помощью 1,4-дибромбутана. В процессе поликонденсации ТФХ с 1,4-дибромбутаном образование трехмерного полимера на поверхности целлюлозы происходит за счет образования простых эфирных связей, а не связей N-H, как в случае рассмотренных выше сшивающих агентов. На данном этапе в качестве образца целлюлозосодержа-щего материала нами использовался авизент С21 -ЮД. Перед нанесением огнезащитных композиций образцы тканей в течение 72 часов выдерживали в воде, меняя ее через каждые 24 часа. Высушивали. Обрабатывали горячим паром.

Были приготовлены 3 рабочих состава:

- Состав №1 - 600 г препарата Афлам-мит SAP, 1000 г Н2О, 9,22 масс.%-ный раствор 1,4-дибромбутана в тетрахлорметане.

- Состав №2 - 600г препарата Афлам-мит SAP, 1000 г Н2О, 9,22 масс.%-ный раствор

3 ГОСТ12.4.049-78. Ткани хлопчатобумажные и смешанные для спецодежды. Метод определения устойчивости к мокрой обработке (утв. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11.05.78 № 1258). http://docs.cntd.ru/document/1200012618 (дата обращения 06.08.2020).

1,4-дибромбутана в тетрахлорметане, содержащий 1 масс. % SiO2 «Ковелос»4.

- Состав №3 - 600 г препарата Афлам-мит SAP, 1000 г Н2О, 9,22 масс.%-ный раствор 1,4-дибромбутана в тетрахлорметане, содержащий 3,5 масс. % SiO2 «Ковелос».

Антипирирующий состав на основе водного раствора ТФХ наносился на образцы авизента С21 -ЮД методом плюсования. Для приготовления раствора брали 600 граммов ТФХ и 1000 граммов Н2О. Нанесенные составы подвергали термофиксации при температуре 1500С в течение 15 минут. Далее шпателем на образцы тканей наносили 9,22 %-ный раствор 1,4-дибромбутана в тетрахлорметане с добавлением 1 и 3,5 масс.% SiO2 (диоксид кремния добавлялся в раствор для улучшения теплоот-ражающих свойств исследуемого материала) соответственно и сушили на воздухе [2].

Обработанные текстильные материалы испытывались согласно методикам, описанным в выше приведенной нормативно-технической литературе.

Для определения термостойкости, величины эффективной энергии активации процесса термического разложения можно использовать данные динамической термогравиметрии. В ряде методик для определения кинетических параметров предлагается брать несколько ТГ-кривых снятых при разных скоростях нагрева, что в несколько раз увеличивает время проведения эксперимента. Поэтому наибольший интерес представляют методы, основанные на обработке одной ТГ-кривой.

При обработке результатов дифференциально-термического анализа (ДТА) делают следующие допущения [3]:

1) химическую реакцию разложения схематически изображают

Atb ^BJB+ Crt

4 Диоксид кремния в виде коммерческого препарата «Ковелос».

2) расчеты кинетических параметров по ТГ-кривой основаны на формальном кинетическом уравнении:

— ^ = и", dt

(1)

где W- масса образца, вступившая в реакцию; к - константа скорости реакции; п - порядок реакции; t - время;

это уравнение очень хорошо описывает кинетику термического разложения твердых веществ;

3) зависимость константы скорости реакции от температуры описывается уравнением Аррениуса.

Тогда из (1) получают дифференциальное уравнение:

dW Л ( Е\-,,,П

--= А ■ ехр (--) И",

dt * \ RT/

(2)

где А - предэкспоненциальный множитель; Р - универсальная газовая постоянная; Т - температура

Часто уравнение (2) преобразуют в:

- — = Аг ■ ехр ( — —) И",

ölt ' г \ RTJ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(3)

где АТ= А/р; р- скорость нагрева образца.

Из (3) получают интегральную форму:

(4)

Так как аналитически невозможно решить правую часть уравнения (4), то на практике применяют различные приближенные методы. Как следствие, в настоящее время существует большое количество методик для идентификации коэффициентов в уравнении (3).

Для обработки результатов термического анализа полимерных материалов наиболее часто используют следующие методы [5]:

- Фримена и Кэррола

Д1п (Д тО = п ■ Д In (И)—-Д- , (5)

где RT= dW/dT- скорость потери массы образца;

- Райха и Фуосса

1 п(К г) = 1 п(Лг) + £ [(-¡^т-) 1п(Ж) - (6)

где Wm, Рт, Тт - параметры (масса, скорость потери массы, температура) соответствующие точке перегиба на ТГ-кривой и кажущийся порядок реакции

Вахуски и Воборила

(7)

(dt2)T Е

(daV^T) r

\dtj\dtj

--П

Щт2

(8)

где а- степень превращения;

- Коутса и Редферна

. Г1-(1-а)1_п1 . АЯ („ 2КГ\ Е ...

1 п I—7—^—1 = 1 п — (1--)--, (9)

V Т2-(1-п) ] вЕ V Е ) КГ' К '

или для П= 1

, Г-1п(1-а)1 1 АЯ 2ЯТ\ Е 1 п I—Ц—)1=1п-(1--)--. (10)

I Т2 1 вЕ V Е ) ЯТ

При использовании любого из методов в результате расчета получаются значения эффективной энергии активации, предэкспо-ненты, порядка реакции.

Кривые ТГ были получены на дифференциальном сканирующем калориметре О 500 фирмы 1ЫТЕС. Измерения проводились в режиме нагревания в диапазоне температур от 0 оС до 700 оС. Обработка кривых проведена методом модуляционных стандартов. Результаты показаны на рис. 2-5 и в табл. 2.

Термогравиметрический анализ проводился при следующих условиях:

1. Среда-воздух.

2. Скорость нагрева 3 0С/мин.

3. Масса исследуемого образца 6-9 мгр.

Для обработки данных термогравиметрического анализа (ТГА) применялось программное обеспечение с использованием элементов статистической обработки данных и расчета характеристик ТГА.

По кривым ТГА фиксировались максимально возможные характеристики:

1. Потеря массы в % при фиксированных значениях температуры (50,100,150... 450 °С);

2. Температуры (°С) потери 5, 10, 20, 50 % массы;

3. Коксовый остаток, (%) при температуре окончания процесса деструкции;

4. Изменения угла наклона ТГ кривой (Т °С, А %/мин);

5. Время выхода на максимальную скорость, с;

6. Температуры начала разложения

(°С).

Рис. 2. Термограмма для материала без нанесения антипирена

Рис. 3. Термограмма для материала, обработанного составом №1

Рис. 4. Термограмма для материала, обработанного составом №2

Рис. 5. Термограмма для материала, обработанного составом №3

Таблица 2. Данные дифференциального термического анализа

Параметр База Образец 1 Образец 2 Образец 3

Усредненная температура начала термического разложения (°С) 309,39 265,83 276,28 292,44

Минимальная энергия активации (кДж/моль) 113,2 137,5 132,0 136,4

Температура при которой происходит максимальная скорость деструкции (°С) / Время (мин). 325,73/ 101,6 288,25/ 89,3 289,62/ 89,6 292,44/ 90,6

коксовый остаток, (%) 4,31 2,48 2,59 4,7

точки максимумов ДТГ кривой (Т °С, A %/мин)

1 стадия 325,73/ 257,5 155,44/ 13,2 152,62/ 13 156,15/ 13

2 стадия 464,05/ 34,4 288,25/ 94,1 289,62/ 82 292,44/ 77,3

3 стадия - 495,83/ 26,6 490,18/ 16,4 495,83/ 15,7

На основе данных термического анализа была построена зависимость потери массы исследуемых образцов от температуры (рис. 6). Анализ рис. 6 показывает увеличение температуры начала термоокисления у обработанных замедлителями горения тканых ма-

териалов. Если необработанные образцы ткани теряют 80% массы при температуре 350 °С, то у обработанных образцов при указанной температуре теряется только 50% массы, а при температуре 500 °С - 65-70 % массы.

Рис. 6 График зависимости потери массы исследуемых образцов от температуры

По кривой потери массы можно довольно точно определить температурные интервалы происходящих процессов. Так деструкция тканого материала протекает в атмосфере воздуха в трех температурных диапазонах:

1-й диапазон 30-200 °С потеря сорб-ционной влаги, которая составляет 4-7 % масс. В зависимости от плотности ткани и структуры волокон.

Следует отметить, что процентное содержание воды существенно отличается для исследуемых образцов, для необработанного материала содержание воды составляет 2,6% от общей массы образца, для модифицированного - 10%.

2-й диапазон 200-350 °С - термоокислительная деструкция макромолекул целлюлозы (с потерей < 60 % массы) с максимумом скорости потери массы при 320-340 °С.

3-й диапазон 400-500°С - термоокисление (образование карбонизованного остатка, величина которого для ткани зависит в основном от нанесенных на поверхность органических и неорганических примесей).

После выделения влаги характерно резкое увеличение потери массы, связанное с началом термодеструкции в диапазоне температур от 300-350°С для материалов на основе целлюлозы, не обработанными замедлителями горения.

Термодеструкция тканых материалов обработанных замедлителями горения сопровождается двумя пиками ДТА (рис. 2-5) максимумами ДТГ - скоростей потери массы при 490-495 °С. Процессы протекают с выделением горючих газов, при этом максимумы скорости потери массы близки или совпадают с максимумами тепловыделения и выделения горючих газов, что свидетельствует о термоокислении материала.

Анализ полученных данных (табл. 2, рис. 2-5) показал, что для огнезащищенных материалов характерна сглаженность пиков ДТГ кривых термодеструкции. Что связано с более плавной потерей массы - малый пик наблюдается в области 290°С, при этом скорости окисления по сравнению с незащищенными целлюлозными тканями выше, но сам процесс термоокисления сдвигается в область более высоких температур. А после температуры 300°С скорость термического разложения необработанного материала резко возрастает, и в интервале 300-350°С происходит полное термическое разложение тканого материала, не обработанного антипиреном.

Данные анализа показывают, что с обработкой ткани огнезащитными составами

приводит к уменьшению количества образующегося кокса в случае состава, содержащего 1 масс. % Ковелоса.

Как видно из представленных экспериментальных данных (табл. 2), в случае использования исследуемых составов повышаются величины минимальной энергии активации процесса термоокислительной деструкции. Что свидетельствует о затруднении протекания указанного процесса и, соответственно, о снижении воспламеняемости тканого материала. Это подтверждено возможностью получения трудновоспламеняющихся материалов при обработке указанными составами.

Следует отметить, что обработка ави-зента предлагаемыми составами не приводила к снижению физико-механических и декоративных свойств материала.

Данные дифференциального термического анализа были подтверждены испытаниями: на 4 секунде происходило обугливание образцов обработанных ТФХ в месте касания пламени и ткани (открытое горение не наблюдалось); на 15 секунде открытого горения не наблюдалось. Высота обугливания после воздействия пламени в течение 15 секунд составила 4,5 см. Ткань классифицировалась как трудновоспламеняемая.

В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее эффективную теплозащиту для всех исследуемых тканей, обеспечивает композиция, содержащая 1 масс. % «Ковелоса». Испытания на устойчивость обработанных образцов тканей к мокрой обработке показали, что после мокрой обработки огнезащитные свойства сохраняются.

Таким образом, авторами был получен огнезащитный состав, удовлетворяющий всем требованиям, предъявляемым к аналогичным составам, и содержащий: 600 г препарата Афламмит SAP, 1000 г Н2О, 9,22 масс.%-ный раствор 1,4-дибромбутана в тетрахлорметане, содержащий 1 масс. % SiO2. «Ковелос». Предложенная композиция позволяет предотвращать воспламенение целлюлозосодержащего материала, ослабляет плотность теплового потока при прохождении его через материал, выдерживает воздействие влаги [6].

Список литературы

1. Болодьян Г. И. Комплексный подход к созданию пожаробезопасных текстильных материалов и изделий: дис. ... канд. техн. наук: 05.26.03. Москва, 2003. 177 с.

2. Уэндландт У. Термические методы анализа. - М.: Мир, 1978. 528 с.

3. Сырбу С. А., Салихова А. Х., Федо-ринов А. С. Разработка огнезащитных составов на основе Афламмит SAP для текстильных материалов // Технологии техносферной безопасности. Вып. 5 (57). 2014. http://academygps.ru/ttb.

4. Баркова Л. В., Геворкян Э. Т. Определение аррениусовской энергии активации в различных условиях проведения

эксперимента // Материалы XXIII Всероссийской конференции по термическому анализу. 2003. Самара, С. 11-14.

5. Шестак Я. Теория термического анализа. М.: Мир, 1987. 456 с.

6. Патент на изобретение RU 2605187 C2 Огнезащитный состав для тканей Специального назначения типа молескин на основе Афламмита-SAP и диоксида кремния / С. А. Сырбу, А. Х. Салихова, А. С. Федоринов; опубл. 20.12.2016.

References

1. Bolodian G. I. Kompleksniy podhod k sozdaniu pozharobezopasnih tekstilnih materialov i izdeliy: Dis. ... kand. tekn. nauk: 05.26.03 [An integrated approach to the creation of fireproof textile materials and products: dis. ... kand. texni. nauk. 05.26.03]: Moskow, 2003, 177 p.

2. Uendlandt U. Termicheskie metody' analiza [Thermal analysis methods], M.: Mir, 1978. 528 р.

3. Syrbu S. A., Salihova A. H., Fedori-nov A. S. Razrabotka ognezashchitnyh sostavov na osnove Aflammit SAP dlya tekstil'nyh materialov [Development of flame retardants on the basis of Aflamit SAP for textile materials] // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. vip. 5 (57). 2014. http://academygps.ru/ttb.

4. Barkova L. B., Gevorkyan E. T. Opre-delenie arreniusovskoj energii aktivacii v razlich-nyh usloviyah provedeniya eksperimenta [Determination of Arrhenius activation energy in various experimental conditions] // Materialy XXIII Vse-rossijskoj konferencii po termicheskomu analizu. 2003. Samara, pp. 11-14.

5. Shestak Ya. Teoriya termicheskogo analiza [Theory of thermal analysis]. M.: Mir, 1987. 456 p.

6. Patent na izobretenie RU 2605187 C2 Ognezashhitny'j sostav dlya tkanej Special'nogo naznacheniya tipa moleskin na osnove Aflammita-SAP i dioksida kremniya [Fire-retardant composition for Special purpose fabrics of the moleskin type based on Aflamite-SAP and silicon dioxide] / Sy'rbu S.A., Salikhova A.Kh., Fedorinov A.S; opubl. 20.12.2016.

Сырбу Светлана Александровна

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

доктор химических наук, профессор

E-mail: syrbue@yandex.ru

Syrbu Svetlana Alexandrovna

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovodoctor of chemistry sciences, professor E-mail: syrbue@yandex.ru

Федоринов Александр Сергеевич

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: a.fedorinov@yandex.ru Fedorinov Aleksandr Sergeevich

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, IvanovoE-mail: a.fedorinov@yandex.ru

Салихова Аниса Хамидовна

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

кандидат технических наук, доцент

E-mail: salina_77@mail.ru

Salikhova Anisa Khamidovna

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovocandidate of technicas ciences, associate professor E-mail: salina_77@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.