Статья

Название статьи ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПИРОЛИЗА И ГОРЮЧЕСТИ КРАСОК НА ОСНОВЕ СОПОЛИМЕРОВ ВИНИЛАЦЕТАТА
Автор М.Н. Абдикаримов, Б.А. Жубанов
Рубрика РАЗДЕЛ VI. ОГНЕЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ
Месяц, год 08, 2013
Индекс УДК 691.57 + 698.1: 622.61
DOI
Аннотация Определены термогравиметрические и термомеханические кривые, скорости горения и потери веса красок на основе сополимеров винилацетата, предназначенных для огнезащиты металлических и деревянных конструкций. Изучено влияние природы полимерных связующих, используемых для изготовления красок, лаков, эмалей и различных добавок на механизм, скорость горения и сняты кинетические кривые изменения температуры на металлической подложке при пиролизе под воздействием пропан – воздушного пламени. Установлено, что при введении фосфорной кислоты в краску на основе сополимера винилацетата с винилхлоридом фосфор ocтается в конденсированной фазе и способствует изменению механизма горения, а хлор обуславливает процессы осмоления в конденсированной фазы с переходом в карбонизованный остаток с мелкоячеистой структурой и ингибирование горения преимущественно в пламени, т.е. в газовой фазе. В целом, при ингибировании горения краски на основе сополимера ВА-ВХ с фосфор-содержащими добавками реализуется симбатный механизм ингибирования смеси Р+Сl. Вязко-упругие свойства сополимера ВА-ДМ проявляются на всем интервале температур 0–900С, что обуславливает возможность его использования в качестве полимерного связующего для монолитных покрытий. В температурном интервале (43–460С), равном температуре стеклования сополимера ВА-ДМ, имеется перегиб, соответствующий 80 %-ной деформации. Для поливинилацетата наблюдаются три физических состояния: стеклообразное (28–1900С), высокоэластическое (190–3700С) и вязкотекучее (370-4300С). Дифференциально-термическим анализом установлено, что дериватограмма характеризуется экзотермическими пиками при 30о (стеклование ПВА), 50о (температура размягчения ПВА), окисления-230о, 250о, 330о, 390о, 420о и 540о и экзотермическими пиками при 1200С (температура текучести ПВА), 1700С (температура деструкции), глубокого пиролиза при 260 оС, 300о, 400о и 440оС. Сополимеры ВА-ВХ и ВА-ДМ отличаются от поливинилацетатной краски наличием максимума экзоэффекта при 580оС, по-видимому, это сопровождается выделением значительного количества тепла при термоокислительной деструкции, что и обуславливает наибольшую потерю веса при этой температуре. Цель данной работы – изучение механизма горения и создание огнезащитных лакокрасочных покрытий на основе эмульсии поливинилацетата (ПВA) и сополимеров винилацетата с винилхлоридом (ВА-ВХ), винилацетата с дибутилмалеинатом (ВА-ДМ) марки ДПМ 50 35Б для полиграфической промышленности (ОСТ 6-05-637-78, а также лака метилакрилатного (MAK) с метилметакрилатом (ММА) – (MAK-MMA), латекса хлоропренового (XП) с трихлорбутадиеном (TХБ) – (XП-TХБ) с различными добавками. Задачи исследования – исследование процессов пиролиза при горении в зависимости от природы красок. Проведение огневых испытаний при температуре 1100оС в пропан- воздушном пламени и по методу «Керамической трубы» (КТ) (ГОСТ 745-73) с измерением кинетических характеристик и потери веса образцов сополимерных винилацетатных красок с добавками для оценки огнестойкости в качестве огнезащитных покрытий для металлических и деревянных подложек. Термогравиметрические исследования образцов в потоке воздуха и инертного газа при скорости нагрева 10 о/мин. Термомеханические испытания для пластин толщиной 2±0,1 мм при нагрузке 10 кг/см2 и скорости нагрева 5–10 о/мин. Краткие выводы. Изучены процессы пиролиза в конденсированной фазе и горения в пропан- воздушном пламени с температурой пламени 1100 оС и по методу «Керамической трубы», впервые показана возможность получения трудногорючих огнезащитных красок на основе сополимера винилацетата с винилхлоридом. Найдено, что на деревянной подложке скорость горения и потеря веса краски ВА-ВХ уменьшаются при введении различных модифицирующих добавок. Установлено, что скорость горения лака МАК-ММА снижается в 4, потеря веса – в 5 раз при введении вспенивающих добавок. Латекс хлоропреновый с трихлорбутадиеном становится трудногорючим в присутствии соединений фосфорсодержащих соединений и вспенивателя. Натрий вольфрамовокислый обуславливает появление твердого мелкопористого кокса. Разработаны огнезащитные вспенивающиеся краски на основе сополимеров винилацетата для деревянных и металлических покрытий.

Скачать в PDF

Ключевые слова Термогравиметрические и термомеханические кривые; краски сополимерные винилацетата; пиролиз; скорость горения; потеря весa.
Библиографический список 1. Abdikarimov M.N. The Research of Fire-Resistant Characteristics of Varnish-Paint Materials on the Basis of Vinylacetate CoPolymer // International Symposium «Chemistry of Flame Front». Almaty. Kazakstan. 1997. October 6-9. – Р. 43-45.
2. Абдикаримов М.Н., Жубанов Б.А. Огнезащитные краски на основе поливинилацетата // Известия АН РК, серия химическая. – 1999. – № 5. – C. 100-107.
3. А.С. ЧССР 5124-75 в РЖПО 6Б 322 П, 1983 г.
4. Абдикаримов М.Н., Султанбеков Т.К., Жубанов Б.А., Тургумбаева Р. X. Непропекин С.А., Сыздыков М.И., Хан З.И. Исследование механизмов горения водно-дисперсионных красок // Химическая физика процессов горения и взрыва. Тезисы докл. ХІІ симпозиума по горению и взрыву. – Черноголовка, 2000. – Ч. ІІІ. – C. 74-76.
5. Берлин Ал.Ал. Горение полимеров и полимерные материалы пониженной горючести // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 9. – C. 57-63.
6. Grassie N. The thermal degradation of polyvinyl acetate // I. Products and Reaction Mechanism at Low Temperatures. Trans Faraday Soc. – 1952. – Vol. 48. – part 4. – P. 379-387.
7. Grassie N. Determination of the Rate Constants of the Primary // Processes involved in the Elimination of Acetic Acid. – Trans Faraday Soc. – 1953. – Vol. 49, part 7. – P. 835-842.
8. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров. – М.: Мир, 1967. – 326 c.
9. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. – М.: Химия, 1975. – 288 c.
10. Грасси Н. Химия процессов деструкции полимеров. – М.: ИЛ. 1959. – 263 c.
11. Абдикаримов М.Н., Жубанов Б.А., Гибов К.М. Пиролиз и горение эпоксидной смолы в присутствии гидрохлоридов и сульфатов аминов // Известия АН Каз. ССР, серия химическая. – 1980. – № 2. – С. 42-46.

Comments are closed.