ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ПОНИЖЕННЫМ ДЫМООБРАЗОВАНИЕМ

summary

У першому розділі розглянуто основні методи вогнезахисту деревини, що використовуються у сучасному будівництві, проаналізовано їх переваги та недоліки. Встановлено, що найбільш ефективними є вогнезахисні покриття на полімерній основі, які спучуються під дією високих температур. Такі покриття в нормальних умовах експлуатації мають відносно невелику товщину, що при пожежі значно зростає (у 50 – 70 разів). При цьому утворюється пористий карбонізований шар, який має подвійне значення. По-перше, він ізолює деревину від впливу температури, що призводить до зменшення інтенсивності її піролізу, а, по-друге, створює фізичний бар’єр, що перешкоджає виходу продуктів деструкції в газову фазу полум’я.

Аналіз показав, що, виходячи із сукупності технологічних, адгезійно-міцнісних та захисних властивостей, найбільш ефективно використовувати покриття на основі епоксидних олігомерів, так як вони схильні до реакцій циклізації, зшивання та утворення нелетких карбонізованих продуктів. Однак, розповсюдження вогнезахисних епоксиполімерних покриттів стримується їхньою високою димоутворюючою здатністю.

У результаті аналізу механізмів димоутворення при горінні й тлінні полімерних матеріалів було встановлено, що основним чинником димоутворення є структура полімеру, яка визначає характер та механізм термічного розкладання при горінні та шляхи перетворення продуктів термічної та термоокиснювальної деструкції. Встановлено, що димоутворююча здатність епоксидних полімерних матеріалів зменшується із зменшенням концентрації бензолу і його попередників в продуктах деструкції, а також залежить від величини коксового залишку.

На основі літературних джерел визначено методи зниження горючості та димоутворюючої здатності епоксидних полімерних матеріалів. Подано аналіз наукових публікацій з вирішення проблеми отримання епоксидних полімерних матеріалів зі зниженою горючістю та димоутворюючою здатністю. Проведено аналіз сучасних методів оцінки горючості та димоутворюючої здатності будівельних полімерних матеріалів.

Після поглибленого аналізу даних спеціальної літератури визначено задачі дисертаційної роботи.

У другому розділі обґрунтовано вибір матеріалів та методів досліджень; обґрунтовано необхідність отримання закономірностей спрямованого регулювання горючості наповнених епоксиполімерів при зміні кількості антипірену та наповнювача, а також горючості та димоутворюючої здатності в залежності від вмісту добавок, що знижують димоутворення. Для цього було проведено ряд експериментальних досліджень та подальша їх статистична обробка з використанням комп'ютерного програмного забезпечення. Спираючись на результати теоретичних та експериментальних досліджень, розроблено епоксидну композицію з раціональним вмістом антипірену, наповнювача і добавки, що знижує димоутворення.

Враховуючи практичну спрямованість роботи, для створення композиційних матеріалів були вибрані матеріали, що випускає промисловість України. Як зв’язуюче використовували епоксидні композиції на основі епоксидіанового олігомеру марки ЕД-20, затвердженого амінним отверджувачем – моноціанетилдіетилентриаміном марки УП-0633М. Для модифікації властивостей епоксидіанового олігомеру застосовували реакційноздатний олігоефір – тригліцидиловий ефір поліоксипропілентріолу марки Лапроксид-503 (ГЕПТ-2). Для надання епоксиполімерам біоцидних властивостей використовували водний розчин полігексаметиленгуанідин фосфату марки Гембар (ПГМГ-Ф). З метою зниження горючості використовували дисперсні мінеральні наповнювачі, що відрізнялися природою оксидів, їхнім кількісним співвідношенням і формою частинок: повітряно-сухий природний мінерал із відходів глиноземного виробництва – залізоалюмінієвий оксид (ОЗАН), активовану при підвищеній температурі базальтову луску (АБЛ) та амофос з розміром часток 50-63 мкм.

У результаті теоретичного аналізу механізмів димоутворення полімерів при горінні показано, що найкращими методами зниження димоутворюючої здатності епоксидних полімерних матеріалів є методи, спрямовані на збільшення виходу коксового залишку й окиснення продуктів деструкції, що досягається застосуванням стимуляторів коксоутворення або їхніх сумішей з агентами, що спінюють, а також регуляторами структури полімерної матриці та пінококсу.