Оптимизация огнестойких и термоизолирующих свойств вспениваемых композитов с привлечением математического планирования эксперимента

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью метода математического планирования эксперимента оптимизирована рецептура вспенивающегося полимерного композиционного материала на основе этилен-винилацетатного термопластичного связующего. Для определения зависимости характеристик горючести (максимального приращения температуры и потери массы) композита от содержания компонентов в составе его газококсообразующей системы (ГКС) применяли регрессионную модель полного факторного эксперимента (ПФЭ) с использованием достроенной матрицы ортогонального центрально-композиционного плана (ОЦКП) двухфакторной модели эксперимента 2-го порядка. Корректировкой соотношения компонентов ГКС, состоящей из аммонийного фосфата, амина и карбонатного минерала, получен трудногорючий материал с улучшенной термоизолирующей способностью. Для исследуемой композиции установлено, что одним из факторов, обусловливающих снижение горючести и повышение предела огнестойкости (до 104 мин), является образование вспененной механически прочной коксообразной структуры, устойчивой в широком температурном интервале (300–800 С).

Об авторах

Валентина Владимировна Богданова

Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем» (НИИ ФХП БГУ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: bogdanova@bsu.by

доктор химических наук, профессор, заведующая лабораторией огнетушащих материалов

Белоруссия, Минск

Ольга Игоревна Кобец

Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем» (НИИ ФХП БГУ)

Email: kobetsoi@mail.ru

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории огнетушащих материалов

Белоруссия, Минск

Александр Сергеевич Платонов

Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»

Email: alexpltn@mail.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела научной и инновационной деятельности

Белоруссия, Минск

Анна Борисовна Перевозникова

Учреждение образования «Белорусский государственный педагогический университет им. М. Танка»

Email: a.b.perevoznikova@gmail.com

преподаватель

Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Собурь С. В. Огнезащита материалов и конструкций // М: Пожкнига, 2008. 200 с.
  2. Косачев А. А., Колчев Б. Б. Применение противопожарных муфт // СтройПРОФИ, 2014. № 1(18). С. 50–55.
  3. Ненахов С. А., Пименова В. П. Физико-химия вспенивающихся огнезащитных покрытий на основе полифосфата аммония. Обзор литературы // Пожаровзрывобезопасность, 2010. Т. 19. № 8. С. 11–58.
  4. Халтуринский Н. А., Рудакова Т. А. О механизме образования огнезащитных вспучивающихся покрытий // Известия ЮФУ. Технические науки, 2013. № 8. С. 220–227.
  5. Salmeia K. A., Fage J., Liang S., Gaan S. An overview of mode of action and analytical methods for evaluation of gas phase activities of flame retardants // Polymers — Basel, 2015. Vol. 7(3). P. 504–526. doi: 10.3390/polym7030504.
  6. Alongia J., Hanb Z., Bourbigot S. Intumescence: Tradition versus novelty. A comprehensive review // Prog. Polym. Sci., 2015. Vol. 51. P. 28–73. doi: 10.1016/j. progpolymsci.2015.04.010.
  7. Каблов В. Ф., Новопольцева О. М., Кочетков В. Г., Лапина А. Г. Основные способы и механизмы повышения огнетеплозащитной стойкости материалов // Известия Волгоградского технического университета, 2016. № 4. С. 46–60.
  8. Puri R. G., Khanna A. S. Intumescent coatings: A review on recent progress // J. Coat. Technol. Res., 2017. Vol. 14. No. 1. P. 1–20. doi: 10.1007/s11998-016-9815-3.
  9. Rabe S., Chuenban Yu., Schartel B. Exploring the modes of action of phosphorus-based flame retardants in polymeric systems // Materials, 2017. No. 10. P. 455. doi: 10.3390/ma10050455.
  10. Kang J., Takahashi F., T’ien J. S. In situ thermal-conductivity measurements and morphological characterization of intumescent coatings for fire protection // J. Fire Sci., 2018. Vol. 36. No. 1. P. 1–19. doi: 10.1177/ 0734904118794955.
  11. Богданова В. В., Арестович Д. Н., Кирлица В. П. Исследование основных рецептурных факторов, оказывающих доминирующее влияние на термоизолирующую способность и атмосферостойкость огнезащитных покрытий // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя фiзiка-технiчных навук, 2017. № 4. С. 24–31.
  12. Богданова В. В., Кобец О. И. Огне-термозащитные свойства термовспенивающихся композитов на основе полиолефинов в зависимости от природы и содержания наполнителей // Полимерные материалы и технологии, 2018. Т. 4. № 4. С. 64–71. doi: 10.32864/polymmattech-2018-4-4-64-71.
  13. Богданова В. В., Кобец О. И. Исследование влияния термических превращений компонентов вспениваемых композиций на их огнетермозащитные свойства // Горение и взрыв, 2020. Т. 13. № 4. С. 108–115. doi: 10.30826/CE20130411.
  14. Гаращенко А. Н., Рудзинский В. П., Каледин В. О. Обеспечение требуемых показателей пожаробезопасности конструкций из полимерных материалов с помощью огнезащиты // Известия ЮФУ. Технические науки, 2013. № 8. С. 143–149.
  15. Рудзинский В. П., Гаращенко А. Н., Гаращенко Н. А. Теплотехнические расчеты двумерных температурных полей в конструкциях из полимерных композитов со вспучивающимся огнезащитным покрытием // Пожаровзрывобезопасность, 2013. Т. 22. № 8. С. 42–47.
  16. Гаращенко А. Н., Берлин А. А., Кульков А. А. Способы и средства обеспечения требуемых показателей пожаробезопасности конструкций из полимерных композитов (обзор) // Пожаровзрывобезопасность, 2019. Т. 28. № 2. С. 9–30. doi: 10.18322/pvb/2019.28.02.9-30.
  17. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. — М.: Изд-во стандартов, 1989. 99 с.
  18. ГОСТ Р 53306-2009. Узлы пересечения ограждающих строительных конструкций трубопроводами из полимерных материалов. Метод испытаний на огнестойкость. — М.: Стандартинформ, 2009. 5 с.
  19. Володарский Е. Т., Малиновский Б. Н., Туз Ю. М. Планирование и организация измерительного эксперимента. — Киев: Вища школа, 1987. 280 с.
  20. Кононюк А. Е. Основы научных исследований (общая теория эксперимента). — Киев: КТН, 2011. Кн. 2. 452 с.
  21. ГОСТ 11.002-73. Прикладная статистика. Правила оценки анормальности результатов наблюдений. — М.: Издательство стандартов, 1976. 24 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).