Разработка составов и технологии пожаробезопасных светопрозрачных строительных конструкций и оргстекла

• Автор: Литовченко, Дарья Игоревна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Анализ рынка светопрозрачных пожаробезопасных строительных конструкций

1.2. Нормативные требования предъявляемые к пожаробезопасным светопрозрачным конструкциям

1.3. Горение полимеров и механизмы снижения их горючести

1.4. Заливочные составы и конструкции огнезащитного многослойного стекла

1.5. Составы и способы производства органического стекла пониженной горючести

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования
Глава 3. Разработка полимерных составов для промежуточных слоев в пожаробезопасных светопрозрачных строительных конструкциях
Глава 4. Разработка полимерных составов для пожаробезопасных органических стекол
Глава 5. Технология производства пожаробезопасных стекол
5.1. Технология производства и технико-экономическая
эффективность пожаробезопасного многослойного стекла на основе гидрогелей
5.2. Технология производства и технико-экономическая
эффективность пожаробезопасного органического стекла
Выводы по работе
Список использованной литературы
Приложения
Список сокращений
ОТА - дифференциально-термический анализ
АК - акриловая кислота
ИКС - инфракрасная спектроскопия
КИ - кислородный индекс
МАК - метакриловая кислота
ММА - метилметакрилат
МТЗ - метазин
ПАК - полиакриловая кислота
ПВБ - поливинилбутираль
ПВХ - поливинилхлорид
ПК - поликарбонат
ПМ - полимерный материал
ПММА - полиметилметакрилат
ССК - светопрозрачная строительная конструкция
ТГА - термогравиметрия
УФ - ультрафиолетовый свет
ФИ - фотоинициатор
ФК - фосфорная кислота
ФОМ - фосфорсодержащий диметилакрилат
ФОС - фосфорорганическое соединение
ВВЕДЕНИЕ

Конструкции из стекла в последнее время активно используются в современной архитектуре при строительстве жилых комплексов, различных бизнес-центров и государственных учреждений. Из стекла выполняются светопрозрачные конструкции в виде окон, витражей, перегородок, дверей, световых фонарей. Кроме того, из стекла могут выполняться сплошные фасадные системы больших площадей. Они придают зданию красивый внешний вид и увеличивают освещенность помещений [1]. Однако к стеклу предъявляется ряд требований: взрыво- и пожаробезопасность, прочность, возможность использования в качестве несущих конструкций, возможность использования стекла максимального размера и больших толщин, которым не соответствует обычное силикатное стекло [2-3]. В связи с чем, в последнее время растет спрос на пожаробезопасные многослойные светопрозрачные строительные конструкции.
В тех случаях, когда невозможно применение силикатных стекол или конструкций на их основе широкое распространение получили полимерные листовые пластики на основе поликарбоната, полиметилметакрилата, полисульфона, полистирола и их сополимеры. Но далеко не все из них могут применяться для производства конструкций и деталей, эксплуатирующиеся в условиях с повышенной температурой или в тех случаях, когда есть риск возникновения пожара (например, остекление иллюминаторов в авиа-, судостроении, в гражданском и промышленном строительстве - для остекления окон, световых проемов, куполов зенитных фонарей, а также в медицине, электронике и приборостроении). Поэтому начинают получать распространение суперконструкционные пластмассы, которые способны противостоять высоким температурам и при этом сохранять оптимальный уровень физико-механических свойств.
В связи с этим, исследования, направленные на создание пожаробезопасных стекол, являются актуальными.

Многослойное пожаробезопасное стекло [112] в качестве слоев стекла может содержать слои из листового незакаленного, закаленного, боросиликатного стекол, стеклокерамики, органического стекла, а также различные комбинации этих слоев. Известно [113] сочетание в конструкции многослойного стекла обычных силикатных стекол с закаленными. Листы стекла располагаются в определенном порядке, промежуточные слои между ними заполнены огнезащитным составом. Благодаря этому такое остекление обладает дополнительной взрывобезопасностью.
Зачастую промежуточный слой в огнестойком многослойном стекле выполнен на основе гидратированного силиката щелочного металла [114-118]. Разработан прозрачный водный терморазбухающий материал [119], включающий гидратированный силикат натрия и модификаторы, на основе полиспиртов и моно- или полисахаридов (глицероль), где содержание глицероля 5-20 вес. %, воды 14-19 вес. %, молярное соотношение оксид кремния (БЮДюксид натрия (Ыа20) более чем 3,3:1; гидроксид тетраметиламмония (агент против старения) - до 2 вес. %.
Класс огнестойкости конструкции (Е1 15-120) будет зависеть от количества стеклопакетов. Для сохранения прозрачности остекления в течение длительного времени в условиях сильного ультрафиолетового облучения в композицию вводится оксид церия в количестве от 0,2 до 1 масс.%. Задерживается до 20% лучей с длинами волн равными или менее 345 нм [120-121]. Повышение устойчивости к старению может достигаться за счет сведения следующих компонентов: оксида цинка или сплава на основе цинка, смешанных оксидов олова и цинка, оксида церия. Такое остекление не пропускает более 35% лучей с длинами волн менее 345 нм [122].
Огнестойкая светопрозрачная конструкция, содержащая вспучивающийся слой и два листа стекла соответствует классу огнестойкости Е1 60, а три листа стекла и два промежуточных слоя - Е1 90 [123]. Возможно введение инициаторов образования пузырьков, полученного из порошка двуокиси кремния для создания равномерного расширения промежуточного слоя на