Теоретические принципы и технология огнезащитных вспучивающихся материалов

• Автор: Зыбина, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 260 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Анализ научных и практических результатов в индустрии огнезащитных вспучивающихся покрытий. Функции основных 14 ингредиентов

1.1 Огнезащитное действие вспучивающихся материалов

1.2 Ключевые ингредиенты интумесцентных композиций

1.3 Источники углерода для вспучивающихся систем

1.3.1 Полифункциональные спирты

1.3.2 Целлюлоза

1.4 Кислотодонорные ингредиенты вспучивающихся композиций

1.5 Газообразующие ингредиенты

1.5.1 Мочевина
1.5.2 Гуанидин
1.5.3 Меламин
1.5.4 Хлорпарафин
1.6 Выводы по главе
2 Термолитический синтез полимерной системы образующей пенококс
2.1 Анализ существующих представлений о механизме формирования интумесцентного слоя
2.2 Превращения коксообразующих ингредиентов интумесцентных композиций при термолизе
2.3 Механизм термолитического синтеза органофосфатного интумесцентного слоя
2.4 Выводы по главе
3 Связующие и их роль в огнезащитных композициях
3.1 Водные дисперсии синтетических полимеров как связующие огнезащитных композиций
3.2 Органические растворы полимеров как связующие интумесцентных композиций
3.3 Условия применимости моноаммоний фосфата в интумесцентных композициях на основе органических растворителей
3.4 Выводы по главе
4 Влияние углеродных каркасных структур на огнезащитную эффективность вспучивающихся систем

4.1 Влияние фуллеренов и тубуленов на свойства интумесцентных покрытий
4.2 Влияние интеркалированного и терморасширенного графита на

свойства интумесцентных композиции
4.3 Выводы по главе
5 Технологические аспекты изготовления, применения и
эксплуатации огнезащитных вспучивающихся композиций
-*•1 Проблемные вопросы применения и эксплуатации интумесцентных покрытий
5.2 Разработка методов оперативной диагностики эксплуатационной эффективности интумесцентных покрытий
5.2.1 Разработка экспресс-методики определение адгезии огнезащитного покрытия
5.2.2 Разработка экспресс-метода определения интумесцентных показателей покрытия
5.2.3 Определение интумесцентных показателей огнезащитных

покрытии перекрытых финишными материалами
5.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
Проблема обеспечения пожарной безопасности всегда являлась и является одной из наиболее острых. Это связано с тем, что основная масса широко используемых строительных материалов «боится» высоких температур и пламени. Какие-то изделия и конструкции в пожаре полностью сгорают - это деревянные и полимерные, а негорючие, железобетонные и металлические -обрушиваются, утратив несущую способность через несколько десятков минут после возникновения возгорания. Пожары ежегодно причиняют человечеству колоссальный материальный ущерб, но гораздо более страшен ущерб, причиняемый жизни и здоровью людей. Кроме того, токсичные продукты термодеструкции, выделяющиеся в больших объемах при неконтролируемом горении представляют серьезную экологическую угрозу для окружающей среды. Поэтому любые мероприятия по профилактике возникновения и развития пожаров являются актуальными, т.к. оказывают решающее влияние на размеры материального ущерба, гибель людей и экологическую безопасность. Одним из способов огнезащиты строительных конструкций является обработка поверхности специальными огнезащитными композиционными материалами типа лакокрасочных.
В отличие от существовавшей ранее концепции огнезащиты, суть которой заключалась в использовании самозатухающих материалов, сформированная в настоящее время концепция экранирования поверхности комплексно функционирующими интумесцентными тонкослойными, легко наносимыми на поверхность строительных конструкций краскоподобными системами, в большей степени наукоемка.
Практический, функциональный смысл современных огнезащитных вспучивающихся материалов, как хорошо известно, заключается в термолитическом образовании на поверхности защищаемой конструкции пенококсового карбонизированного слоя с весьма низкой теплопроводностью.

методом, который более чувствителен, чем ТГА. Глубокий эндотермический эффект появляется при температуре около 280 °С; он связан с наиболее интенсивной термодеструкцией и потерями массы целлюлозы (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 - ДТА- и ТГА-кривые обеззоленной целлюлозы [41]
На этой стадии продолжается дегидратация целлюлозы с выделением воды, а также протекание реакций, приводящих к образованию в небольших количествах других летучих продуктов и смолы. Наконец, при температурах 350-370 °С появляется четко выраженный экзотермический эффект, обусловленный вовлечением в реакцию продуктов распада, образовавшихся на первой стадии. К важнейшим газообразным продуктам распада относятся СО и С02. В угольном остатке, по мнению ряда исследователей, происходят структурные превращения, обусловленные образованием связей С=С. Эти реакции сопровождаются положительным тепловым эффектом. На данной стадии термообработки происходит дегидратация и протекают реакции, ведущие к образованию разнообразных продуктов распада и возникновению новых связей в углеродном остатке, положительный тепловой эффект которых перекрывает дегидратацию, протекающую с отрицательным тепловым эффектом. Описанная последовательность протекания реакций наглядно подтверждается следующими данными. Если целлюлозу предварительно подвергнуть термической обработке, а затем снять кривые ДТА, то наблюдается изменение экзотермического эффекта. Как видно из рисунка 1.3 при мягких условиях нагревания (кривая 2)