Разработка метода придания и исследование огнезащитных свойств материалов для одежды

• Автор: Гришина, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Введение

1 Литературный обзор состояния проблемы

1.1. Сущность процесса горения полиамидных, целлюлозных, шерстяных материалов для одежды, механизм действия фосфоразотсодержащих замедлителей горения

1.2. Огнезащитная отделка полиамидных, целлюлозных, шерстяных

материалов для одежды

1.3. Современные материалы для огнезащитной спецодежды

1.4. Прогрессивные методы модификации материалов для одежды

с целью придания специфических свойств Глава 2. Объекты исследования, методы и методики эксперимента

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы и методики исследования.

Глава 3. Разработка метода придания пониженной горючести и

исследование свойств материалов для одежды на основе капроновых волокон
3.1. Исследование влияния энергии лазерного СО2 излучения на
деформационнопрочностные свойства поликапроамидных материалов для одежды
3.2. Определение оптимальных параметров огнезащитной обработки
поликапроамидных материалов замедлителями горения
3.3. Исследование влияния огнезащитной обработки на структуру и
эксплуатационные свойства модифицированных поликапроамидных материалов для одежды
3.4. Изучение влияния замедлителей горения на процессы пиролиза,
горения и показатели горючести модифицированных поликапроамидных материалов для одежды
3.5. Разработка технологической схемы огнезащитной обработки
текстильных материалов
3.6. Исследование эффективности применения СВЧ поля для получения
огнезащищенных полиамидных материалов
3.7. Сравнительный анализ эффективности предлагаемых
методов обработки материалов для одежды
Глава 4. Особенности придания огнезащитных свойств материалам для
одежды из смеси шерстяных и капроновых волокон
4.1. Исследование влияния огнезащитной обработки с использованием энергии лазерного излучения на структуру и деформационнопрочностные свойства шерстяных тканей и нетканых полотен
4.2. Изучение механизма огнезащитного действия обработки и показателей
горючести шерстяных материалов для одежды
4.3. Особенности и закономерности механизма огнезащитного действия
обработки материалов из смеси шерстяных и капроновых волокон
4.4. Изучение эксплуатационных свойства огнезащищенных тканей из
смеси шерстяных и капроновых волокон
Глава 5. Разработка метода огнезащитной обработки и исследование свойств целлюлозосодержащих текстильных материалов и швейных ниток
5.1. Исследование влияния модификации с применением лазерного
излучения на структуру, свойства целлюлозных материалов и их взаимодействие с замедлителями горения
5.2. Изучение процессов и показателей горючести огнезащищенных
целлюлозных материалов
5.3. Исследование влияние огнезащитной обработки на физикомеханические свойства армированных швейных ниток
Глава 6. Совершенствование технологии соединения деталей
спецодежды сварщика огнезащищенными швейными нитками
6.1. Факторы, оказывающие влияние на прочность соединения деталей
спецодежды сварщика
6.2. Исследование свойств соединений деталей одежды огнезащищенными
швейными нитками
6.3. Сравнительный анализ эффективности применения разработанных
материалов по сравнению с традиционными Выводы по работе Список использованной литературы Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение
Список сокращений
СВЧ сверхвысокочастотное излучение
эмп электромапштное поле
вч высокочастотное излучение
к г ж УФ инфракрасное излучение ультрафиолетовое излучение
ли лазерное С излучение
ло лазерная обработка
р фосфор
озв огнезащищенное волокно
озт огнезащищенная ткань
озн огнезащищенные нитки
озк огнезащищенное капроновое волокно
л пэ полиэфирные
Г ПА полиамидные
ФД фосдиол А
Т2 метилфосфонамид Т
ДММР диметилметилфосфонат
дек дифференциальная сканирующая калориметрия
ТГА термогравиметрический анализ
ДТА кривая тепловыделений ТГА
тг кривая потери массы ТГА
РСА рентгеноструктурный анализ
ПКА поликапроамид
ПЭТФ полиэтилентерефталат
зг замедлитель горения
МИК микрокапсулированныеие
пвм полимерный волокнистый материал
пм полимерный материал
ИКС инфракрасная спектроскопия
ПФЭ полный факторный эксперимент
КИ кислородный индекс
А Т 0у линейная плотность нити основы и утка
8р относительное разрывное удлинение
Р0 относительная разрывная нагрузка
Рр разрывная нагрузка при растяжении
Т температура
М8 поверхностная плотность
К коэффициент несминаемости
ДНпл теплота процесса плавления
Ф АКИ разность между КИ модифицированного и исходного полимера
т время
УП плотность потока энергии ЛИ
в влажность
УГ гигроскопичность
Вр воздухопроницаемость
КО коксовый карбонизованный остаток
С концентрация
ВВ . вискозное
Ш шерстяное волокно
X хлопковые волокна
НТП низкотемпературная плазма
1. ХБ хлопчатобумажная ткань
Актуальность


Менее прочными являются связи 2 и 5, так как в результате их разрыва должны образовываться свободные радикалы с сильно делокализованными неспаренными электронами, отчего энергия их понижается примерно на ,8 кДжмоль по сравнению с обычными ССО связями. Показано 3 по аналогии с автоокислением низкомолекулярных амидов, а, также учитывая факт ингибирования окисления полиамидов антиоксидантами, предположил, что окисление протекает по радикальноцепному механизму, включающему реакции распада и структурирования. Позднее Нейман М. СН2СОШСНСН3 ЯНСН2СОЖСНСН2 г. ДООЯДДО. Считается 3, что инициирование цепного процесса окисления полиамидов происходит путем отрыва водорода метиленовой группы, находящейся в аположении к азоту 1. По месту отрыва атома водорода происходит образование перекисного радикала и гидроперекиси 2 и 3. При распаде гидроперекиси образуется вода 4. При термоокислении полиамидов выделение воды может приводить к гидролизу полимера и увеличению числа концевых карбоксильных групп. При декарбоксилировании образуется двуокись углерода. Наряду с распадом перекисей может происходить распад радикалов. Для углеводородов было установлено, что перекисный радикал может изомеризоваться путем атаки свободной валентностью соседней ССсвязи. Дальнейший распад изомеризованного перекисного радикала приводит к разрыву цепи и образованию молекулы с концевой альдегидной группой I, а также алкоксильного. И 5. При распаде альдегида 6 получается окись углерода. Радикал II распадается с разрывом по связи СС с образованием формальдегида и радикала III, который далее может изомеризоваться и присоединять кислород. Следовательно, начальной ступенью окисления является образование перекисных или гидроперекисных радикалов. Их распад и последующие превращения продуктов окисления могут осуществляться по различным механизмам. Первичная атака кислорода направлена преимущественно на метиленовую группу, соседнюю к азоту. Однако повидимому, одновременно реализуется окисление и других метиленовых групп полиамида. Термоокисление полиамидов сопровождается выделением СОг, СО, Н2О и альдегидов с образованием карбонильных, карбоксильных и перекисных групп 4. Кроме окислительных превращений при высоких температурах имеют место процессы чисто термической деструкции и структурирования основным деструктивным процессом является деполяризация полиамидов, если в их цепи имеются структурные единицы, способные выделять летучие циклические мономеры. Таким образом, при термическом и термоокислительном разложении полиамидов при высоких температурах С протекают в основном деструктивные процессы с образованием большого количества низкомолекулярных летучих продуктов распада до от первоначальной массы образца. Выделяющиеся газы образуют воспламеняющуюся смесь, которая загорается при 0С 5. Полиамиды характеризуются также очень высокими скоростью до кгч и теплотой МДжкг горения. Для вискозного волокна теплота горения составляет МДжкг. В этих условиях затруднены процессы, приводящие к образованию сетчатой структуры полимера, обусловливающей понижение горючести материала. В связи с этим проблема придания огнезащитных свойств материалам из алифатических полиамидов чрезвычайно сложна. Деструкция целлюлозы. Гидроксильные группы в целлюлозе весьма реакционноспособны и их реакции с различными химическими реагентами широко используются на практике для направленного изменения свойств целлюлозных материалов, в том числе и для снижения горючести . Многие авторы, изучая процессы термолиза целлюлозы, пытались представить отдельные стадии и весь процесс в целом 7, . Термолиз в интервале температур С сопровождается двумя конкурирующими процессами дегидратацией и деполимеризацией. В результате дегидратации образуются поперечные связи, повышающие термостабильность волокна и способствующие сохранению волокнистой структуры. Поэтому, для снижения горючести необходимо инициировать процессы дегидратации. Деполимеризация протекает по радикальноцепному механизму. Вначале проходит разрыв макроцепи по закону случая, и энергия активации этой стадии составляет 7 кДжмоль. Образовавшийся на конце цепи свободный радикал, быстро присоединяет протон, отрывая его от оксиметильной группы концевого звена цепи. Дн н
СНг
г
СНгОН
н

.