Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Комплексные системы безопасности современного города

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Оценка огнезащитной эффективности покрытий и пропиток

Оценку эффективности проводят по методике национального стандарта ГОСТ Р 53592-2009 [104]. Суть оценки заключается в измерении потери массы образца обработанной древесины в результате огневого воздействия. Если среднее арифметическое значение потери массы образцов не превышало 9 %, то покрытие или пропиточный состав относят к I группе средств; если среднее арифметическое более 9, но менее 25 %, то состав относят ко II группе средств; если - 25 % и более, то состав не является огнезащитным.

Практика показала, что снижение группы горючести древесины до Г1 - Г2 возможно при использовании: глубокой пропитки антипиренами под давлением; глубокой пропитка антипиренами в горячехолодных ваннах; большинства видов термоизолирующих одежд; вспучивающихся и фосфатных покрытий.

Остальные методы, а именно, поверхностная пропитка антипиренами, метод окунания, инертные краски и обмазки, обеспечивают снижение горючести до группы горючести ГЗ [102, 105].

Способы снижения пожарной опасности полимерных строительных материалов

Так как горючесть полимерных материалов зависит от соотношения теплоты, выделяемой при сгорании продуктов пиролиза, и теплоты, необходимой для их образования и газификации, то снижение горючести можно обеспечить за счет уменьшения скорости газификации и снижения количества образующихся горючих продуктов следующими методами: введением инертных наполнителей; введением антипиренов; нанесением огнезащитных покрытий.

Введение наполнителей. Наполнители используют для получения материалов с заданными свойствами и для снижения их стоимости. Минеральные наполнители также снижают содержание горючих компонентов, влияют на процесс пиролиза полимеров и изменяют условия тепло- и мас- сообмена при горении.

Введение антипиренов. Антипирены делят на два класса: механически совмещающиеся с полимерами и образующие с ними однородную смесь, и реакционноспособные соединения, включающиеся (в процессе синтеза или переработки полимерных материалов) в молекулярную структуру полимера.

К инертным антипиренам относятся следующие группы.

  • 1. Неорганические вещества - элементарный фосфор, фосфат или полифосфат аммония, гидроокись алюминия, сульфиды фосфора, бура Na2B407 10Н20, борат цинка со слабой степенью гидратации 2Zn0 3В20, 3,3-3.7Н20, фторобораты щелочных металлов, сульфаты, нитраты, хлориды алюминия, калия.
  • 2. Низкомолекулярные галоидосодержащие органические соединения ациклического (хлорированные парафины, содержащие более 50 % хлора, пентабром этан, тетрабромбутан), алициклического (гексабромцикло гексан, производные гексахлорциклопентадиена) или ароматического (пентабром- и гексабромбензол, гексабром- и тетрабромбисфенол) строения.
  • 3. Низкомолекулярные фосфорорганические соединения - эфиры фосфорной, фосфоновой или фосфиновой кислот (трикрелилфосфат, три- хлорэтилфосфат, бис-(2-бромэтил)-фосфат, трис-(бромметил)-фосфи- ноксид, соли и основания четвертичного фосфония.
  • 4. Высокомолекулярные галоид- и фосфорсодержащие соединения.
  • 5. Органические азотосодержащие вещества, соединения бора, сурьмы и олова.

К реакционноспособным антипиренам относятся низко- и высокомолекулярные соединения, которые содержат, наряду с пламегасящими группами атомов, различные функциональные группы, способные к реакциям полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения (ненасыщенные двойные связи, гидроксильные, карбоксильные, изоцианатные группы). Такие антипирены используют в качестве сомономеров и сшивающих агентов при синтезе полимеров или модификаторов, это галоидосодержащие сомономеры (винилбромид, винилхлорид, монохлорстирол, дибромпропилакрилат или метакрилат), хлорэндиковый, тетрахлор- и тетрабромфталевый ангидрид; хлорэтил; Н-бромвинилфосфонат.

Деление антипиренов на реакционноспособные и инертные является условным, так как пламегасящие добавки, не входя в молекулярную структуру полимеров, могут реагировать с другими компонентами и влиять на процесс образования полимера. В настоящее время существует несколько теорий, объясняющих снижение горючести полимерных материалов в присутствии антипиренов: химическая, ионная, газовая, тепловая и образования защитного покрытия.

Обуглившаяся после первоначального термического разложения поверхность полимерных материалов может продолжать тлеть в результате выделения большого количества тепла при экзотермической реакции, что приводит к дальнейшему разложению и горению нижележащих слоев материала. Фосфорсодержащие антипирены являются практически единственными веществами, способными предотвратить тление материалов после прекращения пламенного горения и уменьшить возможность вторичного их возгорания, поскольку карбонизированный слой, содержащий фосфор, весьма устойчив к длительному нагреванию. Аналогичное действие оказывают борсодержащие соединения.

В соответствии с общеизвестными гипотезами снижения горючести полимерных материалов антипирены можно условно разделить по механизму их действия на группы:

  • - разлагающиеся с выделением негорючих газов; горение замедляется из-за повышения нижнего концентрационного предела воспламенения и снижения температуры пламени вследствие разбавления горючих продуктов пиролиза негорючими;
  • - галоидосодержащие, действие которых основано на ингибировании радикальных цепных процессов в газовой фазе;
  • - образующие защитные пленки и способствующие повышению кок- сообразования - фосфор - и борсодержащие соединения; горючесть ПСМ снижается вследствие замедления тепло- и массообмена между пламенем и поверхностью полимерных материалов.

Особое положение занимают вещества, сами не являющиеся антипиренами, но усиливающие их действие. Это так называемые синергисты. Типичным представителем этой группы соединений является трехокись сурьмы.

Антипирены должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой эффективностью пламегасящего действия, хорошо совмещаться с полимерами, оказывать минимальное влияние на физикомеханические свойства ПСМ, а также быть нетоксичными, достаточно доступными и относительно дешевыми. В настоящее время нет индивидуальных соединений, удовлетворяющих всем этим требованиям. Поэтому для снижения горючести полимерных материалов применяют комбинацию антипиренов перечисленных выше групп.

Применение реакционноспособных антипиренов в принципе можно рассматривать как химическое модифицирование полимеров, так как изменяются химическое строение и свойства макромолекул. Однако химическое модифицирование полимеров - более широкое понятие, под которым понимают модификацию полимеров с целью повышения их термической и термоокислительной стабильности. В этом аспекте проблема снижения горючести полимеров и материалов на их основе тесно связана с проблемой создания термостойких полимеров. Установлено, что при использовании более термостабильных полимеров для получения огнезащищенных полиуретановых материалов требуется вводить антипирены в меньшей концентрации. Повышение термостабильности и соответственно снижение горючести полимеров достигается использованием в синтезе полимеров исходных компонентов, способствующих образованию ароматической сшитой молекулярной структуры. Так, горючесть пенополиуретанов (ППУ) снижается при введении в структуру макромолекул изоциа- нуратных звеньев. Распад изоциануратных циклов протекает при более высоких температурах, чем деструкция уретановых связей. При термообработке ППУ с изоциануратными звеньями образуются стабильные фрагменты с системой сопряженных двойных связей. Поэтому ячеистая структура пенопластов с изоциануратными группами не разрушается при нагреве до 600 °С.

Огнезащитные покрытия, наносимые на полимерные материалы, имеют в настоящее время ограниченное применение. Чаще всего такие покрытия используют для снижения пожароопасности строительных материалов из древесины, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, пенопластов и стеклопластиков. Принципиально новым направлением создания полимерных материалов пониженной горючести является синтез полимеров с минимальным содержанием органической части, а также термостойких полимеров, выделяющих при термическом разложении негорючие и нетоксичные летучие продукты.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>