Регулирование устойчивости горения в системе полимерный материал-тепловой источник-окислительная среда

• Автор: Рудакова, Татьяна Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Горение полимерных материалов в окислительной среде.

1.2. Газификация и пиролиз полимеровИ

1.2.1. Газификация и деструкция некоксующихся материалов

1.2.2. Деструкция карбонизующихся полимеров.

1.2.2.1. Термическое и термоокислителыюе разложение эпоксидных полимеров.

1.3. Воспламенение полимерных материалов.

1.3.1. Методы исследования воспламеняемости полимерных и композиционных материалов

1.3.2. Аналитические модели воспламенения полимерных материалов

1.4. Распространение пламени по поверхности полимера.

1.4.1. Влияние внешних условий на характеристики распространения пламени по поверхности полимеров
1.4.2. Аналитические модели распространения пламени.
1.5. Устойчивость горения полимерных материалов
1.5.1 Ингибирование как влияние на устойчивость.
1.5.2 Применение микрокапсулированных антипиренов для снижения устойчивости горения
1.5.3 Использование интумесцентных систем с целью регулирования
устойчивости горения полимерных материалов и для огнетепло защиты.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Вещества и материалы.
2.2. Методы исследования
2.2.1. Метод кислородного индекса.
2.2.2. Метод высокотемпературного пиролиза
2.2.3. Метод определения параметров зажигания полимеров.
2.2.4. Определение скорости распространения пламени по поверхности полимеров
2.2.5. Методика для измерения мощности излучения от пламени.
2.2.6. Методика исследования устойчивости горения полимеров в нестационарных условиях при сбросе давления
2.2.7. Метод исследования горения конденсированных веществ при повышенных давлениях.
2.2.8. Методика исследования склонности к воспламенению и устойчивости зажигания полимеров в замкнутом объеме
2.2.9. Метод приготовления полимерной композиции на основе полидиметилсилоксанового каучука.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ.
ГЛАВА 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ НА СТАДИИ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕСТРУКЦИИ, ЗАЖИГАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПО ПОЛИМЕРНЫМ МАТЕРИАЛАМ.
3.1. Тсрмокислительная деструкция в изотермических условиях.
3.2. Зажигание полимерных материалов локальными тепловыми источниками малой мощности
3.3. Влияние целевых добавок на параметры зажигания полимерного материала
3.4. Устойчивость горения полимеров в нестационарных условиях
при изменении состава окислительной атмосферы.
3.5. Горение полимеров в нестационарных условиях при сбросе давления.
3.6. Воспламенение и горение полимерного покрытия на основе
ПБТФ в замкнутых объемах при повышенных давлениях.
ГЛАВА 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ ПО ПОВЕРХНОСТИ
ПОЛИМЕРОВ И РАЗРАБОТКА ОГНЕГАСЯЩИХ И ОГНЕТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СОСТАВОВ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ
4.1. Исследование влияния четыреххлористого углерода и тетрафтордибромэтана на распространение пламени по поверхности полимеров
4.2. Влияние дисперсности тригидрата оксида алюминия на горючесть композиций на основе полидиметилсилоксанового каучука
4.3. Разработка огнегасящих составов на основе микрокапсулированных фреонов в полимерной матрице
4.4. Разработка основных принципов создания огнетеплозащитных составов на полимерной основе
ВЫВОДЫ.
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Информация об их протекании в различных условиях важна и существует много работ по исследованию каждой стадии процесса. Методы исследования горения полимеров идентичны используемым для изучения горения различных газовых и конденсированных систем ,. Стадии частично перекрываются. На стадии прогрева в поверхностном слое протекают процессы, приводящие к начальным деструктивным изменениям полимера. Они могут протекать как в твердом, гак в высокоэластичном и вязкотекучем состояниях полимера. Эти процессы вызывают изменение молекулярного веса полимера, приводят к появлению разветвлений и поперечных связей и практически не сопровождаются изменением веса полимера. Газификация и пиролиз полимеров. При достижении поверхностью полимерного материала при нагреве от внешнего теплового источника уровня термостойкости начинается деструкция с поверхности. Продукты деструкции являются топливной компонентой для процесса горения неперемешанных систем. Таким образом, поставщиком продуктов для процесса диффузионного горения полимеров является конденсированная фаза. Под пиролизом обычно понимают термическую деструкцию в инертной среде, под газификацией совместную термическую и термоокислительную деструкцию в ходе горения, хотя в некоторых литературных источниках авторы вводят свои терминыопределения. В процессе горения трудно непосредственно получить информацию о механизме и кинетике газификации. Поэтому приходится разделять эти стадии и исследовать процесс газификации в условиях, моделирующих пламенное горение. Термодеструкции полимеров посвящено много работ , . Полимеры по поведению в процессе деструкции принято делить на две группы. Отнесение полимеров к той или иной группе связано прежде всего с особенностями их поведения при тепловом воздействии. К первой группе принято относить полимеры, деструктирующие при пиролизе нацело или образующие небольшое количество нелетучего остатка. Среди них выделяют деполимеризующиеся с большим выходом мономера типа ГТММА и деструктирующие почти нацело с малым выходом мономера например ПЭ, ПС. Ко второй группе относят полимеры, образующие при пиролизе большое количество нелетучего термостойкого остатка кокса. Из них выделяют полимеры, деструктирующие с отрывом боковых фрагментов и дающие летучие продукты и карбонизованный остаток например ПВХ, целлюлоза, и сшитые полимеры, дающие меньше летучих продуктов и много кокса эпоксидные и феиолоформальдегидные смолы. В целом, процессы деструкции применительно к условиям горения полимеров исследованы недостаточно, и вопрос осложняется еще больше, если протекают процессы образования смол и карбонизации. Как правило, термическую деструкцию изучают в изотермическом и динамическом температурных режимах. Кроме этого используют еще квазиизотермические, специальные и экзотические режимы, термоциклические и со сложной функцией температуры от времени, с большими радиационными и конвективными потоками. В изотермическом режиме деструкция протекает во всем объеме и зависит от размеров и формы образца . В предельном динамическом случае интенсивных тепловых потоков деструктивные процессы сосредотачиваются в узком поверхностном слое зоне линейного пиролиза . Линейным пиролизом принято называть стационарное одномерное распространение фронта реакции термического разложения конденсированного вещества при подводе тепла от внешнего теплового источника. Впервые исследовать разложение конденсированных веществ таким методом предложили Шульц и Деккер . Образец исследуемого материала прижимался к твердой нагретой поверхности. Определяемым параметром является скорость перемещения фронта разложения, которая зависит от температуры нагревателя, силы, прижимающей нагреватель, давления окружающей атмосферы, сечения образца и т. При малых скоростях перемещенияи3 ммс эта скорость равна скорости линейного пиролиза. При больших скоростях такой однозначности нет. В таких условиях температура нагревателя значительно выше температуры пиролиза и появляется физический разрыв между поверхностью нагревателя и поверхностью материала газовая прослойка. Ь диаметр образца, сила, прижимающая образец к нагревателю.