E-Book Overview
В статье рассмотрены основные стадии и закономерности процессов горения полимеров, связь химической структуры полимера с его горючестью. Обсуждаются методы снижения горючести полимерных материалов, химические соединения, используемые для снижения горючести и механизмы их действия
E-Book Content
ÄÎ. ÄÎ. ÅÖêãàç Al. Al. BERLIN åÓÒÍÓ‚ÒÍËÈ ÙËÁËÍÓ-ÚÂıÌ˘ÂÒÍËÈ ËÌÒÚËÚÛÚ The main stages and features of polymer burning are considered. The relationship between polymer combustibility and its chemical structure is shown. The methods of polymer burning inhibition, chemistry and action mechanism of flame retardants are discussed. Ç Òڇڸ ‡ÒÒÏÓÚ ÂÌ˚ ÓÒÌÓ‚Ì˚ ÒÚ‡‰ËË Ë Á‡ÍÓÌÓÏ ÌÓÒÚË Ô ÓˆÂÒÒÓ‚ „Ó ÂÌËfl ÔÓÎËÏ ӂ, Ò‚flÁ¸ ıËÏ˘ÂÒÍÓÈ ÒÚ ÛÍÚÛ ˚ ÔÓÎËÏ ‡ Ò Â„Ó „Ó ˛˜ÂÒÚ¸˛. é·ÒÛʉ‡˛ÚÒfl ÏÂÚÓ‰˚ ÒÌËÊÂÌËfl „Ó ˛˜ÂÒÚË ÔÓÎËÏ Ì˚ı χÚ ˇÎÓ‚, ıËÏ˘ÂÒÍË ÒÓ‰ËÌÂÌËfl, ËÒÔÓθÁÛÂÏ˚ ‰Îfl ÒÌËÊÂÌËfl „Ó ˛˜ÂÒÚË Ë ÏÂı‡ÌËÁÏ˚ Ëı ‰ÂÈÒÚ‚Ëfl. © Å ÎËÌ ÄÎ.ÄÎ., 1996 ГОРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ И ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПОНИЖЕННОЙ ГОРЮЧЕСТИ COMBUSTION OF POLYMERS AND POLYMER MATERIALS OF REDUCED COMBUSTIBILITY ÇÇÖÑÖçàÖ Огонь на протяжении всего развития человечества долгое время был единственным средством для приготовления пищи, отпугивания зверей, освещения и отопления, позднее – выплавки и обработки металлов и, наконец, для работы разнообразных двигателей – от парового до ракетного. Однако и вреда огонь приносил и приносит до сих пор достаточно. Когда дома были деревянными, пожары уничтожали целые города; когда появились новые искусственные материалы, пожары не исчезли, а основным источником опасности стали полимеры. Существенным фактором, сдерживающим внедрение разнообразных полимерных материалов, является их пожарная опасность, обусловленная горючестью и сопутствующими процессами. Пожарная опасность материалов и изделий из них определяется в технике следующими характеристиками: 1) горючестью, то есть способностью материала загораться, поддерживать и распространять процесс горения; 2) дымовыделением при горении и воздействии пламени; 3) токсичностью продуктов горения и пиролиза – разложения вещества под действием высоких температур; 4) огнестойкостью конструкции, то есть способностью сохранять физико-механические (прочность, жесткость) и функциональные свойства изделия при воздействии пламени. В свою очередь, горючесть – это комплексная характеристика материала или конструкции. Она включает следующие величины: 1) температуру воспламенения или самовоспламенения; 2) скорости выгорания и распространения пламени по поверхности; 3) предельные параметры, характеризующие условия, при которых возможен самоподдерживающийся процесс горения, например состав атмосферы (кислородный индекс) или температура (температурный индекс). Следует отметить, что перечисленные выше характеристики пожарной опасности и горючести часто являются противоречивыми и улучшение одного из свойств может сопровождаться ухудшением других. Кроме того, введение добавок, снижающих пожарную опасность полимерных материалов, обычно приводит к некоторому ухудшению физикомеханических, диэлектрических и других эксплуатационных и технологических свойств, а также повышению стоимости материала. Поэтому снижение ÅÖêãàç ÄÎ.ÄÎ. ÉéêÖçàÖ èéãàåÖêéÇ 57 пожарной опасности полимерных материалов является задачей по оптимизации комплекса характеристик создаваемого материала. ÉéêÖçàÖ éêÉÄçàóÖëäàï èéãàåÖêéÇ Горение полимеров представляет собой очень сложный физико-химический процесс (схема 1), включающий как химические реакции деструкции, сшивания и карбонизации полимера в конденсированной фазе (а также химические реакции превращения и окисления газовых продуктов), так и физические процессы интенсивных тепло- и массопередачи. Реакции в конденсированной фазе фактически приводят к двум основным типам продуктов: 1) газообразным веществам (горючим