Оптимизация огнестойких и термоизолирующих свойств вспениваемых композитов с привлечением математического планирования эксперимента

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью метода математического планирования эксперимента оптимизирована рецептура вспенивающегося полимерного композиционного материала на основе этилен-винилацетатного термопластичного связующего. Для определения зависимости характеристик горючести (максимального приращения температуры и потери массы) композита от содержания компонентов в составе его газококсообразующей системы (ГКС) применяли регрессионную модель полного факторного эксперимента (ПФЭ) с использованием достроенной матрицы ортогонального центрально-композиционного плана (ОЦКП) двухфакторной модели эксперимента 2-го порядка. Корректировкой соотношения компонентов ГКС, состоящей из аммонийного фосфата, амина и карбонатного минерала, получен трудногорючий материал с улучшенной термоизолирующей способностью. Для исследуемой композиции установлено, что одним из факторов, обусловливающих снижение горючести и повышение предела огнестойкости (до 104 мин), является образование вспененной механически прочной коксообразной структуры, устойчивой в широком температурном интервале (300–800 С).

Об авторах

Валентина Владимировна Богданова

Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем» (НИИ ФХП БГУ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: bogdanova@bsu.by

доктор химических наук, профессор, заведующая лабораторией огнетушащих материалов

Белоруссия, Минск

Ольга Игоревна Кобец

Учреждение Белорусского государственного университета «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем» (НИИ ФХП БГУ)

Email: kobetsoi@mail.ru

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории огнетушащих материалов

Белоруссия, Минск

Александр Сергеевич Платонов

Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»

Email: alexpltn@mail.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела научной и инновационной деятельности

Белоруссия, Минск

Анна Борисовна Перевозникова

Учреждение образования «Белорусский государственный педагогический университет им. М. Танка»

Email: a.b.perevoznikova@gmail.com

преподаватель

Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Собурь С. В. Огнезащита материалов и конструкций // М: Пожкнига, 2008. 200 с.
  2. Косачев А. А., Колчев Б. Б. Применение противопожарных муфт // СтройПРОФИ, 2014. № 1(18). С. 50–55.
  3. Ненахов С. А., Пименова В. П. Физико-химия вспенивающихся огнезащитных покрытий на основе полифосфата аммония. Обзор литературы // Пожаровзрывобезопасность, 2010. Т. 19. № 8. С. 11–58.
  4. Халтуринский Н. А., Рудакова Т. А. О механизме образования огнезащитных вспучивающихся покрытий // Известия ЮФУ. Технические науки, 2013. № 8. С. 220–227.
  5. Salmeia K. A., Fage J., Liang S., Gaan S. An overview of mode of action and analytical methods for evaluation of gas phase activities of flame retardants // Polymers — Basel, 2015. Vol. 7(3). P. 504–526. doi: 10.3390/polym7030504.
  6. Alongia J., Hanb Z., Bourbigot S. Intumescence: Tradition versus novelty. A comprehensive review // Prog. Polym. Sci., 2015. Vol. 51. P. 28–73. doi: 10.1016/j. progpolymsci.2015.04.010.
  7. Каблов В. Ф., Новопольцева О. М., Кочетков В. Г., Лапина А. Г. Основные способы и механизмы повышения огнетеплозащитной стойкости материалов // Известия Волгоградского технического университета, 2016. № 4. С. 46–60.
  8. Puri R. G., Khanna A. S. Intumescent coatings: A review on recent progress // J. Coat. Technol. Res., 2017. Vol. 14. No. 1. P. 1–20. doi: 10.1007/s11998-016-9815-3.
  9. Rabe S., Chuenban Yu., Schartel B. Exploring the modes of action of phosphorus-based flame retardants in polymeric systems // Materials, 2017. No. 10. P. 455. doi: 10.3390/ma10050455.
  10. Kang J., Takahashi F., T’ien J. S. In situ thermal-conductivity measurements and morphological characterization of intumescent coatings for fire protection // J. Fire Sci., 2018. Vol. 36. No. 1. P. 1–19. doi: 10.1177/ 0734904118794955.
  11. Богданова В. В., Арестович Д. Н., Кирлица В. П. Исследование основных рецептурных факторов, оказывающих доминирующее влияние на термоизолирующую способность и атмосферостойкость огнезащитных покрытий // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя фiзiка-технiчных навук, 2017. № 4. С. 24–31.
  12. Богданова В. В., Кобец О. И. Огне-термозащитные свойства термовспенивающихся композитов на основе полиолефинов в зависимости от природы и содержания наполнителей // Полимерные материалы и технологии, 2018. Т. 4. № 4. С. 64–71. doi: 10.32864/polymmattech-2018-4-4-64-71.
  13. Богданова В. В., Кобец О. И. Исследование влияния термических превращений компонентов вспениваемых композиций на их огнетермозащитные свойства // Горение и взрыв, 2020. Т. 13. № 4. С. 108–115. doi: 10.30826/CE20130411.
  14. Гаращенко А. Н., Рудзинский В. П., Каледин В. О. Обеспечение требуемых показателей пожаробезопасности конструкций из полимерных материалов с помощью огнезащиты // Известия ЮФУ. Технические науки, 2013. № 8. С. 143–149.
  15. Рудзинский В. П., Гаращенко А. Н., Гаращенко Н. А. Теплотехнические расчеты двумерных температурных полей в конструкциях из полимерных композитов со вспучивающимся огнезащитным покрытием // Пожаровзрывобезопасность, 2013. Т. 22. № 8. С. 42–47.
  16. Гаращенко А. Н., Берлин А. А., Кульков А. А. Способы и средства обеспечения требуемых показателей пожаробезопасности конструкций из полимерных композитов (обзор) // Пожаровзрывобезопасность, 2019. Т. 28. № 2. С. 9–30. doi: 10.18322/pvb/2019.28.02.9-30.
  17. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. — М.: Изд-во стандартов, 1989. 99 с.
  18. ГОСТ Р 53306-2009. Узлы пересечения ограждающих строительных конструкций трубопроводами из полимерных материалов. Метод испытаний на огнестойкость. — М.: Стандартинформ, 2009. 5 с.
  19. Володарский Е. Т., Малиновский Б. Н., Туз Ю. М. Планирование и организация измерительного эксперимента. — Киев: Вища школа, 1987. 280 с.
  20. Кононюк А. Е. Основы научных исследований (общая теория эксперимента). — Киев: КТН, 2011. Кн. 2. 452 с.
  21. ГОСТ 11.002-73. Прикладная статистика. Правила оценки анормальности результатов наблюдений. — М.: Издательство стандартов, 1976. 24 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».