Огне-, теплозащитные покрытия с улучшенными эксплуатационными, технологическими и экологическими характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Венедиктова Мария Анатольевна

• Венедиктова Мария Анатольевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Венедиктова Мария Анатольевна

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Проблема регулирования процессов горения полимерных материалов

1.2 Особенности горения полимеров

1.3 Методы огневой защиты

1.4 Особенности построения рецептур вспучивающихся ОТЗП

Глава 2 Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

Глава 3 Экспериментальная часть

3.1 Исследование влияния волокнистых наполнителей на свойства ОТЗП на основе низкомолекулярного кремнийорганического каучука

3.2 Разработка технологии изготовления ОТЗП на основе низкомолекулярного кремнийорганического каучука

3.3 Разработка рецептуры и технологии изготовления масло-, топливостойкого ОТЗП на основе хлорсульфированного полиэтилена

3.4 Исследование возможности снижения массы ОТЗП путем применения многослойных огне-, теплозащитных систем

3.5 Исследование возможности замены антипирена, синтезированного с применением экологически опасного дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты, на экологически безопасный фосфорсодержащий антипирен

Глава 4 Практическая реализация результатов работы

Выводы

Список использованной литературы

Список сокращений и условных обозначений

ОТЗП - огне-, теплозащитное покрытие

АТ - авиационная техника

КИ - кислородный индекс

ХСПЭ - хлорсульфированный полиэтилен

ПКМ - полимерный композиционный материал

ПФА - полифосфат аммония

ПЭ - пентаэритрит

ИГ - интеркалированный графит

ПГ - пенографит

ДФГ - дифенилгуанидин

МС - микросферы

АП - авиационные правила

Отах - максимальная удельная оптическая плотность дыма

О2 - удельная оптическая плотность дыма за 2-х-минутный период

О4 - удельная оптическая плотность дыма за 4-х-минутный период

ТГА - термогравиметрический анализ

КППТП - критическая поверхностная плотность теплового потока

УКИ - ускоренные климатические испытания

ПАВ - поверхностно-активное вещество

ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Огне-, теплозащитные покрытия с улучшенными эксплуатационными, технологическими и экологическими характеристиками»

Введение

Актуальность работы. Современной промышленностью предъявляются высокие требования к решению задач тепловой и огневой защиты элементов, конструкций и оборудования объектов капитального строительства, ракетной, авиационной техники, транспорта, и пр. Эффективно работающие огне-, теплозащитные материалы и покрытия (ОТЗП) могут помочь предотвратить развитие очага пожара, соответственно, не дать аварийной ситуации перерасти в катастрофу.

Для защиты элементов различных конструкций при возникновении пожара разработаны и получили широкое распространение следующие способы: пропитка негорючими составами, использование отражающих экранов и пассивной негорючей изоляции и нанесение специальных полимерных огне-, теплозащитных покрытий способных изменять в процессе воздействия пламени толщину и плотность, что способствует снижению возможности перегрева конструкций.

Среди большого разнообразия ОТЗП наилучшие свойства имеют вспенивающиеся покрытия (интумесцентные покрытия), они технологичные, тонкослойные, обладают хорошей огнезащитной эффективностью и практически не выделяют токсичных веществ при воздействии пламени. В стандартных условиях эксплуатации интумесцентные ОТЗП по внешнему виду похожи на обычные лакокрасочные покрытия и выполняют аналогичные функции. В процессе воздействия пламени толщина слоя и объем ОТЗП возрастают в несколько раз с образованием твердого коксового слоя с небольшой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности. Слой кокса выполняет функцию физического барьера, который защищает поверхность при воздействии огня, снижая теплопередачу.

Создание перспективной конкурентоспособной авиационной техники (АТ)

невозможно без применения современных материалов, обеспечивающих лучшие

эксплуатационные, весовые, скоростные, экономические характеристики и

пожарную безопасность элементов конструкции воздушного судна, в связи, с чем

4

задача создания ОТЗП с увеличенным уровнем характеристик представляется актуальной.

Степень разработанности темы исследования. Литературный обзор трудов отечественных и зарубежных ученых в области горючести полимеров и разработки ОТЗП (А.А. Берлин, Р. Ш. Габдулин, Г. Е. Заиков, А. А. Страхов, L. Costa, A.P. Mouritz, A.G. Gibson и др.) показал, что при критических температурах эксплуатации огне-, теплозащитных материалов грамотно подобранная система функциональных наполнителей может играть стабилизирующую роль в процессе регулирования их термической деструкции. Задача данных наполнителей увеличить время работоспособности огне-, теплозащитных материалов, в том числе, продолжительности прогрева материала до критических температур и начала деструкции полимерной матрицы.

Однако, вопросы упрочнения коксового слоя огнезащитных покрытий остаются недостаточно изученными. Одним из перспективных направлений повышения прочности коксового слоя является сочетание в составе ОТЗП классических вспенивающих систем с армирующими наполнителями. Одновременно актуальна также задача по снижению трудоемкости нанесения ОТЗП, а также восстановлению производства утерянных компонентов и замена экологически опасных продуктов на безопасные, поскольку ОТЗП широко используются в современной российской технике.

Цель работы заключается в разработке огне-, теплозащитных материалов с улучшенными эксплуатационными, технологическими и экологическими характеристиками для эксплуатации в воздушной среде и с кратковременным контактом с топливом и маслами, а также разработка технологических приемов по их нанесению на изделия. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изыскание путей упрочнения коксового слоя ОТЗП на основе низкомолекулярного полиметилфенилсилоксанового каучука. Разработка технологии получения ленточного огнезащитного материала. Исследование комплекса свойств и структуры полученных покрытий.

2. Исследование возможности уменьшения толщины слоя ОТЗП на основе хлорсульфированного полиэтилена, отличающегося улучшенными свойствами по негорючести, масло- и бензостойкости с сохранением его огнезащитной эффективности. Исследование огнезащитной эффективности покрытия применительно к современным конструкционным материалам.

3. Исследование возможности применения экологически безопасных фосфорсодержащих антипиренов для рецептур ОТЗП взамен антипирена, синтезированного с применением экологически опасного дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты, и изучение их влияния на свойства теплозащитного покрытия.

Научная новизна диссертации:

1. Впервые показана возможность использования в составе вспучивающихся огнезащитных материалов на основе полиметилфенилсилоксанового каучука сочетания порошкообразных и волокнистых наполнителей, что позволяет повысить их механические и огнезащитные характеристики с получением синергического эффекта.

2. Установлено, что применение хлорсульфированного полиэтилена в качестве основы вспучивающихся огнезащитных материалов позволяет получить покрытия с улучшенными декоративными эксплуатационными характеристиками, а также создать многослойные системы ОТЗП на его основе.

3. Показано, что фосфорорганическое соединение, синтезированное на основе трихлорфосфина, метилаля и пентаэритрита, является высокоэффективным антипиреном с улучшенными экологическими характеристиками и позволяет создавать ОТЗП с пониженной горючестью без ухудшения их теплофизических, физико-механических и эксплуатационных характеристик.

4. Впервые предложена технология изготовления и нанесения на поверхности изделия огнезащитного материала на основе огнезащитной пасты ВЗО-9А в форме ленты, что позволяет обеспечить снижение расхода материала,

трудоемкости при его нанесении и равномерное нанесение материала по всей поверхности изделия.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии при получении экспериментальных рецептур покрытий, разработке технологии нанесения огнезащитной пасты в виде ленты, обобщении и анализе полученных данных, представлении результатов работы и подготовке публикаций.

Теоретическая значимость работы

Определены подходы к регулированию свойств огне-, теплозащитных материалов, их механических характеристик в исходном состоянии и при высокотемпературном воздействии. Предложена новая технология применения огнезащитных материалов.

Практическая значимость работы

1. Разработаны рецептура и технология изготовления огнезащитной пасты на основе полиметилфенилсилоксанового каучука, а также ленточного огнезащитного материала на его основе, предназначенного для эксплуатации в среде воздуха в интервале температур от -60 до +150 °С. Материалу присвоена марка ВЗО-9А.

2. Разработаны рецептура и технология изготовления огнезащитной пасты на основе хлорсульфированного полиэтилена, отличающейся улучшенными эксплуатационными характеристиками, масло-бензостойкостью, предназначенной для эксплуатации в интервале температур от -60 до +120 °С. Материалу присвоена марка ВЗО-9Х.

3. Отработаны технологии изготовления разработанных материалов, а также технология применения огнезащитного материала в виде отвержденной ленты.

4. Предложена замена токсичного антипирена марки Фосполиол-П в составе широко применяемой огне-, теплозащитной шпатлевки ВШ-27Ф на экологически безопасный антипирен отечественного производства Фоспорен 2, что позволило снизить токсичность шпатлевки и загрязнение окружающей среды при её изготовлении и переработке. Антипирен Фоспорен 2 синтезирован по техническому заданию ВИАМ в ходе выполнения данной работы.

Положения, выносимые на защиту

1. Теоретическое и экспериментальное обоснование необходимости дополнительного введения в состав ОТЗП волокнистых наполнителей, способных улучшить прочностные характеристики и сформировать более прочную структуру коксового слоя.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование подходов к созданию эффективных ОТЗП на основе хлорсульфированного полиэтилена, содержащего в их составе полые микросферы, обработанные поверхностно активным составом на основе у-аминопропилтриэтоксисилана, что позволяет обеспечить каталитическое взаимодействие с полимерной матрицей и повышение за счет этого прочностных, теплофизических, эксплуатационных характеристик при одновременном снижении плотности ОТЗП.

3. Теоретическое и экспериментальное обоснование применения безопасных фосфорсодержащих антипиренов взамен антипирена, синтезированного с применением экологически опасного дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты.

4. Результаты исследований по разработке рецептур новых ОТЗП материалов, превосходящих известные марки по своим характеристикам.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается применением современного аттестованного оборудования в соответствии с действующими стандартами и методиками РФ, с учетом зарубежных стандартов, а также многочисленными экспериментальными данными и их системным анализом.

Апробация результатов

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 3 конференциях:

Конференция «Коррозия, старение и биостойкость материалов в морском климате» (23.09.2016 г., ГЦКИ «ВИАМ»);

Конференция «Термопластичные материалы и функциональные покрытия»» (23.04.2019 г., ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ);

Конференция «Фундаментальные и прикладные исследования в области уплотнительных, герметизирующих и огне-, теплозащитных материалов» (27.09.2019 г., ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ).

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 6 работах, из них 3 - в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК. Получено 2 патента РФ.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка используемых источников из 110 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов. Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков и 29 таблиц.

Благодарности

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Петровой Алефтине Петровне, а также главному научному сотруднику ФГУП «ВИАМ», к.т.н., Краснову Лаврентию Лаврентьевичу за участие в постановке экспериментов и обсуждении результатов, а также благодарит всех соавторов публикаций.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Проблема регулирования процессов горения полимерных материалов

Проблема усиления противопожарных мероприятий является актуальной и продиктована постоянным ростом материального ущерба от пожаров в различных отраслях экономики. Анализ статистических данных показал, что в России ежегодно происходит < 250 тысяч пожаров, которые уничтожают материальные ценности более чем на 6,5 миллиардов рублей, а также уносит жизни свыше 18 тысяч человек [1-3].

Одними из наиболее сложных, ответственных, высокотехнологичных объектов являются изделия АТ - самолеты и вертолеты. Пожар, возникающий в случае аварийной посадки самолета, имеет ряд особенностей:

- на борту находится большое количество электрооборудования;

- имеется большой запас углеводородного топлива, способный вызвать развитие высокоинтенсивного пожара;

- для разграничения различных отсеков и в отделке пассажирских салонов широко используются полимерные материалы различных видов;

- большое количество людей находится в крайне ограниченном пространстве с узкими проходами и малым объемом воздуха;

- при аварийной посадке велика вероятность возникновения искр, разрушения фюзеляжа;

- аварии, как правило, проходят при неблагоприятных условиях, затрудняющих прибытие экипажей спасателей и процедуру тушения пожара;

- в случае аварии вне аэродрома аварийно-спасательные бригады и средства пожаротушения находятся на значительном удалении от места развития пожара

[4].

В результате анализа статистических данных (рисунок 1.1) установлено, что,

пожар является четвертой по порядку причиной смерти авиапассажиров (не

10

учитывая неизвестные причины), однако, не стоит забывать, что этом остальные причины, представленные на диаграмме, зачастую сопровождаются возникновением пожара [5].

Рисунок 1. 1 Статистические данные о причинах катастроф самолетов

Пожар, вызванный малокалорийным источником, может вырасти в огненный шторм. От типа топлива, удельной величины горючей нагрузки и ее площади, концентрации окислителя в воздухе, температуры окружающей среды, скорости и направления воздушного потока, направления распространения пламени, зависит инициирование и скорость роста очага пожара [4].

Температурно-временной профиль над проемом двери в случае внешнего пожара самолета от разлившегося топлива приведен на рисунке 1.2 [4;10].

хоо •

У 600 ■ —

I

§• •»00 ■

I

и

200 •

О 50 100 150 200 250

Пролихжитсльность процесса, г

Рисунок 1.2 Температурно-временной профиль на потолке кабины самолета над открытой дверью при внешнем пожаре от разлившегося топлива [10]

Пожар протекает в несколько стадий: воспламенение - топливо подвергается воздействию источника возгорания, развитие - загораются материалы находящиеся в непосредственном контакте с пламенем (температура поверхности превышает 350 - 500 °С); огненный взрыв - все горючие материалы в помещении включаются в с процесс горения (температура воздуха в помещении составляет ^ 600 °С); полностью развившийся пожар - интенсивность выделения тепла и температура находятся в своем максимуме (температура в помещении 900 - 1000 °С, иногда может доходить 1200 °С); затухание - происходит, когда топливо и все горючие материалы израсходованы или в результате применения систем пожаротушения [4].

Помимо наличия на борту самолета большого запаса углеводородного топлива, за последние годы во всем мире произошли существенные изменения, связанные с пожароопасностью перелетов транспортной авиации. Это вызвано рядом причин:

1. В составе перевозимых грузов существенно выросла доля источников питания, которые содержат литий. Данные источники питания очень чувствительны к ударам, нагреву, перепадам атмосферного давления и могут стать высококалорийным источником воспламенения. Усложняет ситуацию еще и тот факт, что тушение пожара, вызванного данным элементом, не может быть

проведено посредством стандартных средств пожаротушения (хладонов), применяемых в АТ.

2. Наблюдается значительное увеличение доли использования полимерных материалов в конструкции изделий АТ. Целесообразность применения полимеров в указанной отрасли обусловлено их легкостью, вариабельностью состава и строения и, следовательно, широким диапазоном технических свойств. Тенденция к расширению границ применения полимерных материалов характерна также и для производства ракетной техники и космических аппаратов [6-9].

По зарубежным данным, в отделке узкофюзеляжных самолетов используется около 3 тонн полимерных материалов, широкофюзеляжных - более 7 тонн (рисунок 1.3) [10;11].

Рисунок 1.3 Распределение массы между основными классами полимерных материалов, используемых в авиационной технике [11]

От типа использованных полимерных материалов в составе изделий существенным образом зависят кинетика развития очага пожара и выживаемость

людей, попавших в зону его воздействия. Поэтому одной из приоритетных задач является разработка новых менее пожароопасных материалов.

Следует также отметить, что при пожаре опасность представляют не только полимерные материалы, но и металлические конструкции, которые при высоких температурах теряют прочностные свойства и под действием эксплуатационных нагрузок разрушаются. Предел огнестойкости (предел несущей способности в условиях возникновения пожара) большинства незащищенных металлических конструкций очень малы и находятся в пределах 10-15 минут для стальных конструкций; 6-8 минут для алюминиевых конструкций.

Причина настолько быстрой потери металлическими конструкциями конструктивной устойчивости - большая теплопроводность и маленькая теплоемкость, что, соответственно, приводит к росту коэффициента температуропроводности, отвечающего за скорость распространения тепла внутри материала. Вследствие высокой теплопроводности металла практически отсутствует температурный градиент внутри сечения металлической конструкции. По этой причине, при воздействии на незащищенную металлическую конструкцию температуры пожара она быстро достигает критических значений, при которых происходит снижение прочностных характеристик материала до такой степени, что металлическая конструкция не выдерживает приложенной к ней внешней нагрузки, в связи, с чем наступает предельное состояние конструкции за счет потери несущей способности. Так, например, значения критической температуры прогрева алюминиевого сплава Д16АТ составляет 250 °С, а низколегированной стали марки 30ХГ2С - 500 °С при нормативной эксплуатационной нагрузке.

Длительное воздействие высоких температур во время пожара изменяет прочностные характеристики даже самых прочных элементов изделий. В результате перегрева конструкции теряют свою прочность, что может вызвать их обрушение в случае пожара [12-14].

1.2 Особенности горения полимерных материалов

Процесс горения полимерных материалов является комплексным физико-химическим процессом, объединяющий в себе как химические процессы -сшивание и карбонизация преимущественно в конденсированной фазе, деструкция полимера, превращение и окисление газовых продуктов деструкции, а также физические процессы - массо- и теплопередачи. Протекание реакций в конденсированной фазе на практике приводит к образованию в основном двух типов веществ: углеродсодержащих и минеральных твердых продуктов и горючих и негорючих газообразных веществ. При протекании реакции в газовой фазе в предпламенной области образуется топливо для пламени, сажа и другие продукты (рисунок 1.4) [15-17].

Рисунок 1.4 Схема горения полимерных материалов [15]

Отличительной чертой химии пламени является присутствие комплексного пространственного распределения температуры и концентрации исходных и промежуточных веществ и продуктов, помимо этого - наличие большого количества различных продуктов деструкции в конденсированной и в газовой (предпламенной) области.

Для удобства анализа процесс горения делят на отдельные пространственные зоны, в которых протекают специфические физико-химические процессы:

- исходная зона характеризуется неизменным материалом, на который еще не начали воздействовать никакие факторы;

- зона прогрева характеризуется нагревом полимера за счет теплопередачи до температуры начала физико-химических превращений;

- зона химических преобразований в конденсированной фазе, в которой протекают реакции возгонки, испарения, эндотермического и экзотермического химического разложения вещества. Образующиеся парогазовые продукты проходят сквозь карбонизированный слой в газовую фазу. В конденсированной фазе реакции приводят к образованию двух основных типов продуктов: газообразных веществ и твердых продуктов;

- предпламенная зона характеризуется дальнейшим окислительным пиролизом сравнительно низкомолекулярных летучих продуктов;

- зона пламенного горения, в которой протекают большинство окислительно-восстановительных реакций. Эта зона имеет максимальную температуру (обычно 830-900 °С, но может достигать 1150-1250 °С при горении углеводородных топлив). Тепло, выделяющееся в результате реакций, проходящих в пламени, переносится (излучением, конвекцией или теплопроводностью) к поверхности не сгоревшего слоя топлива;

- зона догорания и удаления продуктов горения, которая, как правило, характеризуется температурой порядка 400 °С [15-21].

На основании рассмотренной схемы можно выделить следующие способы снижения горючести полимеров, способных к карбонизации:

- повышение выхода карбонизованного остатка, что уменьшает количество летучих горючих продуктов, выделяемых в зону горения;

- увеличение термостойкости кокса, приводящее к росту температуры

поверхности при пожарах, что способствует снижению конвективного притока тепла, повышению рассеивания тепловой энергии вследствие излучения поверхностью и увеличению тепловых затрат на нагрев материала;

- повышение толщины карбонизованного слоя и снижение его теплопроводности;

- снижение проницаемости кокса и увеличение вязкости жидких продуктов деструкции полимеров, чтобы ограничить их подъем по карбонизированному материалу [16-22].

Кокс, образующийся при горении полимеров, имеет больший процент углерода по сравнении с исходным полимером, но не является чистым углеродом. При горении или пиролизе выход кокса в зависимости от типа полимера составляет от 72 до 98 %. В состав кокса входит углерод в кристаллической модификации с включением аморфных фаз и конденсированных алифатических и ароматических фаз с различными гетероатомами фосфора, серы, кислорода и т. д. [5, 16, 19].

Образование карбонизованного слоя (кокса) зависит от природы полимерной матрицы и наполнителя и делится на три класса.

К первому классу относятся полимеры термопласты полиолефинового ряда, некоторые виды реактопластов. Они при горении практически не образуют кокса в связи с тем, что процесс термодеструкции основной цепи в них происходит по случайному цепному механизму с образованием летучих продуктов.

Ко второму классу относятся эпоксидные смолы, сложные эфиры винилового ряда, полиэфиры, поливинилхлорид и характеризуются цепными реакциями, сопровождаемыми отщеплением боковых групп и водорода.

К третьему классу относятся полимеры с ароматическими группами в составе. Ароматические радикалы, образующиеся при термодеструкции имеют склонность к поликонденсации с образованием соединений, которые при дальнейшем нагреве переходят в кокс [4].

Горючесть же полимеров имеет несколько другие особенности. При анализе горючести имеет важную значимость природа химических связей в полимере. К примеру, при наличии в полимере связей, имеющих высокую энергию типа: P = N С = О, C = N Р = О, О - Н, Si - О, S = О снижается горючесть полимера. По причине замены атомов H в полиэтилене на гидроксилы OH, увеличивается кислородный индекс (КИ) с 0,174 до 0,225 [20]. Поливиниловый спирт относится к трудно воспламеняемым полимерам, а полиэтиленоксид, имеющий такой же состав является легко воспламеняемым. КИ полиэтиленоксида составляет 0,150, а энергия связи С-О - 294-335 кДж/моль.

Присутствие в молекуле полимера ароматических колец, со значениями энергии связей для Сар-Н - 423 кДж/моль и 487 кДж/моль для С=С, можно снизить горючесть полимеров и увеличить предел огнестойкости. Это можно растолковать путем сравнения горючести уже упоминавшегося полиэтиленоксида с полифениленоксидом, КИ которого равен 0,280, что почти в два раза больше данного показателя для полиэтиленоксида [23;24]. Также сравнение термостойкости полидиметилсилоксановых и полидиметилфенилсилоксановых каучуков показало, что связь - Si - ^^ более устойчива, чем связь - Si - CHз, поэтому с точки зрения термостойкости введение фенильных групп выгодно [25].

Часть трудно сгорающих полимеров, к примеру, имеющие в своем составе фосфор или галогены, не термостабильны вследствие распада связей типа Р-О-С, С-С1 и т.д. Сниженная горючесть данных полимеров объясняется процессами, ингибирующими в предпламенной и поверхностной зонах развитие горения и воспламенение.

Используя средние значения энергий связей, проблематично хотя бы приближенно охарактеризовать предполагаемые тепловые свойства, так как в действительности энергии связей в полимерных материалах существенно зависят от окружения этих связей. К тому же, зачастую при деструкции полимеров важную роль играют процессы термического гидролиза, окисления, которые, так

же, как и термическое разложение, оказывают влияние на процессы тепло- и массопереноса [26-28].

1.3 Способы огневой защиты

Проблема защиты от огня существует с давних времен. К примеру, для снижения горючести таких материалов как бумага, древесина, ткани и т. д. активно использовались и применяются до сих пор различные ингибирующие составы (обмазки, пропитки, мастики и т. д.) Их изготавливают на основе природных синтетических неорганических материалов (обмазка глиной, пропитка водными растворами солей минеральных кислот, нанесение известковых, цементных, силикатных покрытий и т. д.) [29].

Современные противопожарные мероприятия направлены либо на полное предотвращение пожара, либо значительно ограничение его распространения, либо на его прохождение в узком, заранее спрогнозированном направлении. В число основных задач, решаемых с применением огне-, теплозащитных материалов, входят: локализация начальной стадии возгорания; предотвращение горения; пассивная защита от пожара; снижение опасных факторов, возникающих в процессе пожара [30].

В связи с этим в течение многих лет, особенно в последние годы, ученые интенсивно работают над снижением горючести материалов, над созданием огне-, теплозащитных покрытий и конструктивных решений, обеспечивающих пожаробезопасность в различных отраслях. Для защиты конструктивных элементов при пожаре разработаны и успешно применяются следующие способы:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Венедиктова Мария Анатольевна, 2021 год

Список использованной литературы

1. Промышленная окраска.2012, № 2 С.36-40. Материалы международной конференции «0гнезащтиа-2011»

2. Габдулин Р.Ш. Эффективные способы огнезащиты строительных конструкций // Безопасность. 2011. №1. С. 48-49.

3. Яковлев А.Д., Яковлев С.А. Лакокрасочные покрытия функционального назначения. СПб.: ХИМИЗДАТ, 2016. - 272 с.

4. Барботько С.Л., Вольный О.С., Кириенко О.А., Шуркова Е.Н. Оценка пожаробезопасности полимерных материалов авиационного назначения: анализ состояния, методы испытаний, перспективы развития, методические особенности / под общ. ред. Е.Н. Каблова. - М.: ВИАМ, 2018. - 424 с.

5. Mouritz A.P., Gibson A.G. Fire Properties of Polymer Composite Materials. Springer, 2006. 398 p

6. Ерасов В. С., Гриневич А.В., Сеник В.Я., Коновалов В.В., Трунин Ю.П., Нестеренко Г.И. Расчетные значения характеристик прочности авиационных материалов. //Авиационные материалы и технологии. 2012. №2. С. 14-16.

7. Власенко Ф.С., Раскутин А.Е. Применение полимерных композиционных материалов в строительных конструкциях // Труды ВИАМ. 2013. №8. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.02.2021).

8. Ефимов В.А., Шведкова А.К., Коренькова Т.Г., Кириллов В.Н. Исследование полимерных конструкционных материалов при воздействии климатических факторов и нагрузок в лабораторных и натурных условиях //Труды ВИАМ. 2013. №1. Ст. 05 (viam-works.ru).

9. Дориомедов М.С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 6-7 (89). Ст. 04. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 01.06.2021) DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-6729-37.

10. Lyon R.E. Fire-safe aircraft cabin materials//Fire&Polymers, ACS Symposium Series.1995.No.559.P.618-638

11. Fire Safety Aspect of Polymeric Materials. Vol. 6: Aircraft: Civil and Military// Publication NMAB 318-6. National Materials Advisory Board. Washington, D.C., 1977.

12. Ройтман, В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий [Текст]: учеб. для вузов / В. М. Ройтман. - М: Ассоциация «Пожарная безопасность и наука», 2001. -382 с.

13. Авдуевский В.С. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетной технике, М., Машиностроение, 1975, 624с.

14. Курлапов Д.В. Воздействие высоких температур пожара на строительные конструкции // Инженерно-строительный журнал. 2009. № 4. С. 41-43.

15. Халтуринский Н.А. Горение полимеров и механизм действия антипиренов / Н.А. Халтуринский, Т.В. Попова, А.А. Берлин // Успехи химии. - 1984. - Т. 53. - № 2. - С. 326-346. 12.

16.Асеева Р.М., Заиков Г.Е. Горение полимерных материалов. М.: «Наука», 1981. 280 с.

17.Кодолов В.И. Горючесть и огнестойкость полимерных материалов. М.: «Химия», 1976. 157 с.

18.Горючесть и дымообразующая способность полимерных материалов авиационного назначения// Под ред. Шалина Р.Е., Паншина Б.И. М.: Издательство ВИАМ, 1986. 104 с.

19.Levchik, S., Wilkie C.A. Char formation // Fire Retardancy of Polymeric Materials. New York, 2000. P. 171-215.

20.Горение, деструкция и стабилизация полимеров //Под ред. Заикова Г. Е. СПб.: Научные основы и технологии. 2008. 422 с

21. Берлин А.А. Горение полимеров и полимерные материалы пониженной горючести // Саратовский образовательный журнал. - 1996. - № 9. - С. 5763

22.Полежаев Ю.В. Теплофизика взаимодействия материалов с высокотемпературными и высокоскоростными потоками // В кн.: «Тепломассообмен в химически реагирующих системах». - Минск: Изд-во ИТМО, 1988. - 319 с.

23.Costa L., Camino G., Luda M.P. et al. // Fire and Polymers. ACS Symposium Scries N 425, Ed., G.L. Nelson, American Chemical Society, Washington, DC, USA, 1990. Р. 211.

24.Camino G., Martinasso G., Costa L. //Polymer Degradation and Stability- 1990. N 27. P. 285.

25. Хайруллин И.К., Поманская М.П., Серебренникова Н. Д., Бабурина В. А., Калмыкова В. Я. Новые отечественные одноупаковочные герметики для монтажа основных блоков со стеклопакетами // Журн. «Клеи. Герметики. Технологии». 2006. № 6. С. 34-38.

26.Gilman J., Kashiwugi T., Myden, M.R., Jackson C.L., Lomakin S.M., Giannelis E.P. // Chemistry and Technology of Polymer Additives. Malden MA: Blackwell Sci. Inc. Ed. by Ak-Malaika S., Golovoy A., Wilkie C.A. 1999. Ch.14. P. 249.

27. Шленский О.Ф., Серенко В.С., Егорова Е.А. Режимы горения материалов. - М.: машиностроение, 2011. - 220 с.

28.Заиков Г.Е. Горение, старение и стабилизация полимеров, полимерных смесей и композитов //Каучук и резина. 2011. №2. С. 36-40.

29.Таубкин С.И. Основы огнезащиты целлюлозных материалов. М.: Изд-во МХК, 1960, 347 с.

30.Габдулин Р. Ш. Эффективные способы огнезащиты строительных конструкций // Безопасность. 2011. №1. С. 48-49.

31.Романенков И. Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1991. 320 с.

32.Недвига Е.С. Способы защиты строительных конструкций от огневого воздействия // Молодой ученый. 2015. № 24 (104). С. 160-163. URL: https://moluch.ru/archive/104/24562/ (дата обращения: 06.07.2021).

33.Краснов Л. Л., Кирина З. В. Материалы, обеспечивающие надежность работы конструктивных элементов в условиях пожара // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №10. С. 48-52.

34.Ройтман В. М., Габдулин Р. Ш., Щербина С.В. Механизм формирования огнезащитного эффекта вспучивающихся покрытий железобетонных конструкций при их нагреве // Наука и безопасность 2012. №4. С. 40-50

35.Mamleev V.Sh., Bekturov E.A., Gibov K.M. Dynamics of Intumescence of Fire-Retardant Polymeric Materials, Journal of Applied Polymer Science, 1998. 70: 1523-1542

36.Крашенинникова М. В. Огнезащитные вспучивающиеся материалы на основе органорастворимых пленкообразователей // Лакокрасочные материалы 2006 №12. С. 14-16.

37.Нечаев, К.В. Реакции в огнезащитных вспучивающихся красках в присутствии углеродных нанотел [Текст] / К.В. Нечаев, Д.Е. Завьялов, О.А. Зыбина, О.Э. Бабкин, С.С. Мнацаканов // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2012. - № 10. - с. 34-35.

38. Порообразование в пространственно сшитых эластомерах, подвергающихся высокотемпературному воздействию / А.Н. Гайдадин, И.П. Петрюк, В.Ф. Каблов // Каучук и резина. - 2008. - № 1. - C. 7-10.

39.Никитин А. Т., Юревич Ф. Б. Теоретическое исследование нестационарного нагрева и уноса коксующихся полимерных материалов // Сб. «Тепло - и массоперенос». Т. 2 - Минск: Изд-во ИТМО, 1972. - С. 295-308.

40.Машляковский Л. Н. Органические покрытия пониженной горючести / Л. Н. Машляковский, А. Д. Лыков, В.Ю. Репкин. - Л.: Химия, 1989. - 184 c.

41.Павлович А. В., Владенков В.В., Изюмский В.Н., Кильчицкая С.Л. Огнезащитные вспучивающиеся покрытия // Лакокрасочная промышленность. 2012. № 5. С. 22-27.

42.Ahmed A.F., Hoa S.V. Thermal insulation by heat resistant polymers for solid rocket motor insulation // Journal of Composite Materials - June 2012. - Vol. 46. №13. - рр. 1544-1559

43.Koo, J. Thermal Characteristics Comparison of Two Fire Resistant Materials, Journal of Fire Sciences, 1997. 15(3): 203-221

44.Каблов В.Ф., Новопольцева О. М., Кочетков В. Г., Кейбал Н.А., Лифанов В.С., Гаращенко Г.Н. Разработка и исследование огнетеплозащитных материалов для экстремальных условий эксплуатации //24-ый Симпозиум «Проблемы шин и резинокордных композитов» Москва,14-18 окт. 2013 г., / ООО НТЦ «НИИШП» [и др.]. М., 2013.- С. 42-46.

45.Баритко Н. В. Эластомерные теплозащитные материалы низкой плотности с модифицированными наполнителями для изделий, работающих в условиях воздействия гиперзвуковых высокотемпературных тепловых потоков: автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н.: специальность 05.02.01 / Баритко Наталия Васильевна; [ВНИИ авиац. материалов ГНЦ РФ]. - М : Б.и., 2004. - 42 с.

46.Fire-retardant composition and process [Текст]/ пат. 2452054 США: Grinnell Jones, Walter Juda, Samuel Soll; опубл. 26.11.1948

47.Amylaceous fire-retardant composition [Текст]/ пат. 2542055 США: G. Jones, W. Juda, S. Soll; опубл. 26.11.1948.

48.Fire-retardant composition and process [Текст]/ пат. 2523626 США: G. Jones; опубл. 26.09.1950.

49.Зыбина, О.А. Проблемы технологии коксообразующих огнезащитных покрытий [Текст]: монография / О. А. Зыбина, А. В. Варламов, С.С. Мнацаканов. - Новосибирск: Издательство «СИБПРИНТ», 2010. -50 с.

50. Строганов В. Ф. Защитные покрытия на основе хлорсульфированного полиэтилена / В. Ф. Строганов, И.В. Безчвертная, Д. А. Куколева // Лакокрасочная Промышленность - 2010, -№11. - с. 18-22

51.Иванов Н. К., Радаев С.С, Шорохов СМ. Структурообразование в системах на основе жидкого стекла и опалловых пород // Строительные материалы., 1998, №8, с. 24-25.

52. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов справочное пособие под ред. М. М. Гольдберга. М., Химия, 1978, с.103-105, 116-117.

53.Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов М.: Изд.-во Московского гос. открытого ун-та. 2000. С. 64-72

54.Шетц М. Силоксановый каучук //Под ред. Клебанского А. Л., Долгова О. Н. Л.: «Химия», 1975. 192 с.

55.Будакова Ф. Г. Синтактные полисилоксановые эластомерные материалы для тепловой защиты летательных аппаратов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, ВИАМ, 1989. 56.Застрогина О.Б., Швец Н.И., Постнов В.И., Серкова Е.А. Фенолформальдегидные связующие нового поколения для материалов интерьера // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 265-272.

57.Машляковский, Л.Н. Органические покрытия пониженной горючести [Текст]: учеб. для вузов / Л.Н. Машляковский, А. Д. Лыков, В.Ю. Репкин -Л.: Химия, 1989. -184 с.

58.Пэйн, Г.Ф. Технология органических покрытий [Текст]: учеб. для вузов / Г.Ф. Пэйн - Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959. - 760 c.

59.Большой справочник резинщика //Под ред. Резниченко С.В., Морозова Ю.Л. М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. 1392 с.

60.Травень, В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов: в 2 т./ В.Ф. Травень.

- М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - Т. 2. - 582 с.

61. Огнезащитные вспучивающиеся покрытия на основе перхлорвиниловой смолы для стеклопластика / М. С. Лобанова, В.Ф. Каблов, 135 Н.А. Кейбал, С. Н. Бондаренко, А. Н. Гаращенко // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2013. - № 8. - C. 207-210.

62.А. А. Донской. Зарубежные теплозащитные материалы на основе кремнийорганических эластомеров. Обзор ОНТИ ВИАМ, Москва, 1992, с.60.

63. Ломакин, С.М. Новый метод снижения горючести полимерных материалов [Текст] / С. М. Ломакин, Г.Е. Заиков. // Текстильная химия. - 1995. - № 2. -c. 20-33.

64.Novel marine thermal insulation spiral duct: pat. № 103881426 CN; publ. 29.01.2014.

65.Слоистое вспучивающееся огнезащитное покрытие: пат. 2103295 Рос. Федерация; опубл. 27.01.98, Бюл. №4. 6 с.

66.Fire protective intumescent mastic composition and method employing same: pat. № 4529467 US; publ. 16.07.1985

67. Шаталин С. С. Особенности термолиза поливинилового спирта в огнезащитных композициях [Текст]: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.17.06/ С.С. Шаталин. - СПб., 2015.

- 87 с.

68.Brauman S.K. Char-forming synthetic polymers modification by Halogen Introduction and use of dehydrohalogenation agents to promote charring. J. Fire Retard. Chem.: 1980: -V.I: -№ 3: -p.l 19-129.

69.Brauman S.K. Char-forming synthetic polymers. 2 Char characterization. //JFire retard. Chem.: -1979: -V.6:№4:-p.266-275.

70.Brauman S.K. Polymer Degradation and combuction. //J. Polim. Chem. Ed.:1977: -V.15: №6:-p.l507-1509.

71.Mamsumoto Takenori, Eujiwara Tochitaka, Kondo Jiro. Nonsteady ther-mal decomposition of plastics. - //n:12th. Sympos. (Internat.) Combust. Poitiers. 1968. Abstrs papers.Pittsburgh. Pa.Combust.Inst., S.a., p.93-95, Р.Ж. Хим., 1969, 8Б 1035

72.Kishore К., Mohandes K. Action of phosphorus on fire retardancy of cel -lulosic materials.: -1982: - v.6, №2,3.54-58.

73.Bourbigot, S., Duquesne, S. and Leroy, J.-M. (1999). Modeling of Heat Transfer of a Polypropylene-Based Intumescent System During Combustion, Journal of Fire Science, 17(1): 42-56.

74. Intumescent coating and use thereof: pat. № 2006096112 WO; publ.14.09.2006

75.Jimenez, M., Duquesne, S. and Bourbigot, S. Characterization of the Performance of an Intumescent Fire Protective Coating, Surface and Coatings Technology, 2006. 201: 979-987.

76.Jimenez, M., Duquesne, S. and Bourbigot, S. Intumescent Fire Protective Coatings: Toward a Better Understanding of Their Mechanism of Action, Thermochimica Acta. 2006. 449: 16-26.

77.Weil E. and Choudhary V. Flame Retarding Plastics and Elastomers with Melamine, Journal of Fire Science, 1995. 13(2): 104-126.

78.Taylor, A.P. and Sale, F.R. Thermal Analysis of Intumescent Coatings, Polymers Paint Colours Journal, 1992. 182(4301): 1222-1225.

79. Taylor, A.P. and Sale, F.R. Thermoanalytical Studies of Intumescent Systems, Macromolecular Chemistry, Macromolecular Symposia, 1993. 74: 85-93.

80.Kay, M., Price, A. and Laveiy, I. A Review of Intumescent Materials, With Emphasis on Melamine Formulations, Journal of Fire-Retardant Chemistry, 1979. 6: 69-90.

81.Levchik, S., Levchik, G., Balabanovich, A., Weil, E. and Klatt, M. Phosphorus Oxynitride. A Thermally Stable Fire-Retardant Additive for Polyamide 6 and Polybutylene Terephthalate, Angewandte Makromolekulare Chemie 1999. 264: 48-55.

82.Fire retardant intumescent coating: pat. № 5968669 US; publ.19.10.1999

83.Ненахов С.А., Пименова В. П., Натейкина Л.И. Влияние наполнителей на структуру пенококса на основе полифосфата аммония. // Пожаровзрывобезопасность. - 2009. Т. 18. №7. С. 51 - 58.

84.Чернова Н. С. Химические превращения и механизм огнезащитного действия вспучивающихся композиций [Текст]: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.17.06/ Н.С. Чернова. -СПб., 2010. - 132 с.

85.Koo J., Ng P. and Cheung F. Effect of High Temperature Additives in Fire Resistant Materials //Journal of Fire Sciences. 1997. 15(6)

86.Reinforcement system for mastic intumescent fire protection coatings: pat. 5580648 US; publ. 03.12.96

87.Malucclli, G., Han, Z., Fina, A. and Camino, G. Intumescent Coatings for the Protection of Steel Structures: State of the Art and Perspectives, paper presented at Fire Retardant Coatings IV, European Coatings Conference, Berlin, Germany, 2010. 3-4 June.

88.Состав краски огнезащитной атмосферостойкой: пат. 2313548 Рос. Федерация; заявл. 12.09.06; опубл. 27.12.07, Бюл. №4. 4 с.

89.Полые корундовые микросферы [Электронный ресурс], - Режим доступа: http://t-tiss.com (дата обращения 06.04.2020)

90.Полые микросферы - эффективный заполнитель для высокопрочных легких бетонов А.С. Иноземцев, Е.В. Королев. Промышленное и гражданское строительство. 2013. №10. С.80-83.

91.Орешкин Д. В. Полые стеклянные микросферы и прочностьцементного камня строительства [Текст] / Д.В. Орешкин, К.В. Беляев, В.С.Семенов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2010. - № 11. - С. 45-47.

92.Кодолов В. И. Замедлители горения полимерных материалов. М.: «Химия», 1980. 269 с.

93.Технология резины: Рецептуростроение и испытания: Пер. с англ. СПб.: Научные основы и технологии. 2010. 632 с.

94. Филипп А. Швейцер. Коррозия пластмасс и резин. СПб.: Научные основы и технологии. 2010. 640 с.

95.Митина Е.Л., Барботько С.Л. Влияние антипиренов на горючесть декоративных резин на основе комбинации бутадиен-стирольного и бутадиенового каучуков //Клеи. Герметики. Технологии. 2012. №3. С. 1721.

96.Наумов И.С., Петрова А.П., Барботько С.Л. Повышение пожарной безопасности резины на основе силоксанового каучука // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2015. № 3. С. 30—35.\

97.Барботько С.Л. Пути обеспечения пожарной безопасности авиационных материалов //Российский химический журнал. 2010. T.LIV. №1. С. 121-126.

98. Наумов И. С., Петрова А. П., Чайкун А.М. Резины уплотнительного назначения и снижение их горючести //Все материалы. Энциклопедический справочник. 2013. №5. С. 28-35.

99.Sheptalin R.A., Lomakin S.M., Osipchik V.S., Zaikov G.E. "Flammabilily of polyurethane-organophilic clay nanocomposite". In: Studies in chemistry and biochemistry. NY 2003, p. 213-224

100.Zaikov G.E., Sheptalin R.A, Lomakin S.M., Koverzanova E.V. "Thermal Degradation and Flammability of polyurethane - organophilic clay nanocomposite". 9-th European Meeting on Fire Retardancy and Protection of Materials, FRM'03 17-19 September 2003, Lille, France. Сборник тезисов, с. 59.

101.Zaikov G.E., Sheptalin R.A, Lomakin S.M., Koverzanova E.V. "Flammability of polyurethane - organophilic clay nanocomposite". 2-nd Workshop on Polymer and Biopofymer Analysis, Degradation and Stabilization. University of Alicante. Analytical Chemistry Department. ALICANTE SPAIN, 24-26 September 2003. Сборник тезисов, с. 29.

102.Шепталин Р.А., Коверзанова Е. В., Ломакин С.М., Осипчик B.C. "Особенности горючести и термической деструкции нанокомпозита эластичного пенополиуретана на основе органически модифицированного слоистого алюмосиликата". Пластические массы, № 4, 2004, C. 20-26.

103. Ломакин С. М., Заиков Г.Е. Замедлители горения для полимеров //Каучук и резина. 2010. №4. С. 34-41.

104.Асбест хризотиловый и сферы его применения, электронный источник https://www.promresurs.ru/ (дата обращения: 06.04.2020)

105.Сорокина Н. Е., Авдеев В. В., Тихомиров А.С., Лутфуллин М.А., Саидаминов М.И. Композиционные наноматериалы на основе интеркалированного графита, Учебное пособие для студентов по специальности «Композиционные наноматериалы», Москва 2010 г., 50 с.

106.Завьялов, Д.Е. Огнезащитные вспучивающиеся композиции на основе интеркалированного графита [Текст] / Д. Е. Завьялов, О. А. Зыбина, С.С. Мнацаканов, Н. С. Чернова, А. В. Варламов // Химическая промышленность. - 2009. - Т. 86. № 8. - с. 414-417.

107.Тительман, Г.И. Термическое расщепление продуктов разложения соединений внедрения графит-кислота в условиях ударного и линейного нагрева [Текст] / Г.И. Тительман, В. П. Печкин, В.Н. Гельман, Г. Н. Тесакова// Химия твердого топлива. - 1991. - № 4. - с. 79-84.

108.Организация по запрещению химического оружия // Конвенция о химическом оружии. URL: http://www.opcw.org/ru (дата обращения: 01.04.2020).

109.Авиационные правила. Гл. 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. 3-е изд. ОАО «Авиаиздат». 2009. 274 с.

110.Барботько С.Л., Шуркова Е. Н., Вольный О.С., Скрылёв Н.С. Оценка пожарной безопасности полимерных композиционных материалов для внешнего контура авиационной техники //Авиационные материалы и технологии. 2013. №1. С. 56-59.