Разработка огнетеплозащитных покрытий для стеклопластика на основе перхлорвиниловой смолы, модифицированной фосфорборсодержащими соединениями

• Автор: Лобанова, Марина Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Литературный обзор
1.1 Особенности горения полимерных материалов
1.2 Понятие об огнетеплозащитных покрытиях. Пути снижения горючести покрытий
1.2.1. Механизм действия огнетеплозащитного интумесцентного Покрытия
1.2.2. Физические процессы, протекающие при вспучивании покрытия
1.3. Основные компоненты, входящие в состав огнетеплозащитных
покрытий
1.3.1Перхлорвиниловая смола как полимерное связующее. Процессы деструкции перхлорвиниловой смолы
1.3.2 Применение фосфорсодержащих антипиренов
1.3.3 Применение интеркалированного терморасширящегося графита
в качестве наполнителя
1.4. Покрытия на основе перхлорвиниловой смолы
1.5. Применение огнезащитных покрытий для защиты конструкционных материалов на основе стеклопластиков
Глава 2 Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1 Приготовление композиций покрытий на основе перхлорвиниловой смолы для стеклопластика
2.2.2 Метод исследования температуры поверхностей при одностороннем нагреве пластины (образца) с нанесенным покрытием.
2.2.3 Метод оценки стойкости кокса к центробежному уносу
2.2.4 Методы исследования физико-химических и механических свойств покрытия

Глава 3 Обсуждение результатов
Разработка огнетеплозащитныхпокрытийдля стеклопластика на основе перхлорвиниловой смолы, модифицированной фосфорборсодержа-щими соединениями
3.1 Получение фосфорборсодержащих модифицирующих добавок
3.2 Исследование модификации перхлорвиниловой смолы разработанными модифицирующими добавками
3.3 Исследование свойств разработанного огнетеплозащитного покрытия
для стеклопластика
3.3.1 Исследование влияния фосфорборсодержащих интумесцентных модифицирующих добавок на огнетеплозащитные свойства покрытия
на основе перхлорвиниловой смолы
3.3.2 Исследование влияния фосфорборсодержащих интумесцентных модифицирующих добавок на адгезионную прочность связи покрытия
на основе перхлорвиниловой смолы со стеклопластиком
3.3.3 Исследование влияния фосфорборсодержащих модифицирующих добавок на физико-механические свойства покрытия на основе перхлорвиниловой смолы
3.3.4 Исследование влияния наполнителя - наноструктурированного ин-теркалированного терморасширяющегося графита на огнетеплозащитные и физико-механические свойства покрытия на основе модифицированной перхлорвиниловой смолы
3.4. Имитационное многофакторное математическое моделирование поведения огнетеплозащитного покрытия на основе модифицированной
перхлорвиниловой смолы
Выводы
Библиографический список
Приложения

Введение
Актуальность. Композиционные полимерные материалы, в частности стеклопластики, применяются в изделиях ракетной, авиационной и морской техники, в том числе, для конструкций специального назначения, работающих при экстремальных температурах.
Однако большинство стеклопластиков относится к горючим материалам и не обладает стойкостью к высоким температурам. Ежегодно в России происходит около 250 тыс. пожаров, в результате которых уничтожается материальных ценностей более чем на 6,5 млрд р. и погибает свыше 18 тыс. человек. Важной задачей является повышение теплостойкости полимерных композиционных материалов, так как полимерное связующее уже при сравнительно невысоких температурах (выше 100 °С) начинает терять упругопрочностные свойства. Поэтому достижение необходимых показателей ог-нетеплозащиты стеклопластиков является актуальной задачей, решение которой позволит существенно расширить их область применения.
Значительного повышения огнетеплостойкости конструкций из стеклопластиков можно добиться применением огнетеплозащитных покрытий. Задача огнетеплозащитных покрытий увеличить время прогрева материала до критических температур начала деструкции стеклопластиков.
Большой вклад в теорию и практику огнетеплозащитных покрытий внесли A.A. Берлин, H.A. Халтуринский, P.M. Асеева A.A. Страхов, А.Н. Гара-щенко, Г.Е. Заиков, О.И. Тужиков, С.А. Ненахов, Junfeng Xiao и многие другие исследователи. Наиболее эффективным способом для повышения огнетеплостойкости покрытий являются введение интумесцентных добавок в состав покрытия, в частности, фосфорсодержащих соединений.
Характеристики фосфорсодержащих добавок могут быть улучшены путем синтеза новых полифункциональных интумесцентных систем на основе фосфор-, бор-, азот-, галогенсодержащих соединений, при совместном введении которых в полимерные связующие наблюдается синергический эффект,
В постановке задачи и обсуждении результатов принимала участие д.т.н., профессор Кейбал Н.А
механические и диэлектрические показатели остаются практически на прежнем уровне [75].
, В работе [76] Мостового A.C., Пановой Л.Г., Сануковой A.A. отмечено,
t ' ) I „ ' * 1.
что для повышения показателей теплофизических свойств и пониженной горючести эпоксидных композитов в качестве замедлителей горения эффективнее использовать фосфорсодержащие соединения. В частности при введении в состав композита трихлорэтилфосфата увеличивается выход карбони-зованных структур, в результате чего материал переходит в группу трудносгораемых.
В последнее время стали применять не только низкомолекулярные, но и полимерные фосфорсодержащие антипирены. В работах [77-81] описана эффективность применения фосфорборсодержащего олигомера в качестве антипирена для огнезащиты различных материалов.
Известно, что при совместном использовании азот- и фосфорсодержащих соединений наблюдается синергический эффект в достижении цели огнезащиты, то есть действие таких составов выше, нежели при использовании соединений, отдельно содержащих фосфор и азот [82].
В обзоре Балакина В.М., Полищука Е.Ю. [83] описаны основные азот-фосфорсодержащие огнезащитные средства для защиты древесины. Авторами показана перспективность применения данных синергетических смесей для пропитки материалов из древесины. На основании полученных результатов авторами были получены азотфосфорсодержащие огнезащитные составы на основе продуктов аминолиза литьевых полиуретанов различного строения и показана их эффективность для огнезащиты материалов из древесины [84].
Группой российских ученых [85] также было проведено комплексное сравнительное исследование эффективности и механизма действия пропиточного состава на основе фосфор-азотсодержащих веществ (аммоний фосфорнокислый двухзамещенный) в определенном сочетании с низкомолекулярным дигидроксиароматическим соединением для древесины. Установлено, что пропиточный состав, вступая в реакцию взаимодействия с древеси-