БЕЗЗАПОННАЯ Оксана Владимировна, кандидат технических наук, доцент, почетный работник науки и высоких технологий РФ, профессор кафедры криминалистики и инженерно-технических экспертиз
620062, г. Екатеринбург, улица Мира, 22
РИНЦ ID: 119257; Scopus AuthorID 6504618195; ResearcherID R-8727-2019
Oksana V. BEZZAPONNAYA, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Honorary Worker of Science and High Technologies of the Russian Federation, Professor of the Department of Criminalistics and Engineering and Technical Expertise
620062, Ekaterinburg, Mira St., 22; ID RSCI: 119257
Scopus AuthorID 6504618195; ResearcherID R-8727-2019
МАКАРКИН Сергей Викторович, кандидат юридических наук, доцент, начальник кафедры криминалистики и инженерно-технических экспертиз
620062, г. Екатеринбург, улица Мира, 22
РИНЦ ID: 374148
Sergey V. MAKARKIN, Candidate of Legal Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Criminalistics and Engineering and Technical Expertise
620062, Ekaterinburg, Mira St., 22; ID RSCI: 374148
ГЛУХИХ Павел Александрович, старший преподаватель кафедры криминалистики и инженерно-технических экспертиз
620062, г. Екатеринбург, улица Мира, 22
РИНЦ ID: 814811
Pavel A. GLUKHIKH, senior lecturer of the Department of Criminalistics and Engineering and Technical Expertise
620062, Ekaterinburg, Mira St., 22
ID RSCI: 814811
Введение. Представлены результаты исследования термопластичных полимерных материалов различной химической природы (полиэтилен высокой плотности, поликарбонат, поливинилхлорид), способных при воздействии высоких температур пожара плавиться, растекаться, гореть и капать, формируя вторичные очаги пожара. Обоснована актуальность применения высокоточного и информативного метода синхронного термического анализа для определения химической природы полимеров вещной обстановки пожара.
Цели и задачи. Целью исследования являлась оценка возможности применения метода синхронного термического анализа для идентификации полимерных материалов с разной степенью термического воздействия на них при диагностике формирования вторичных очагов пожара в рамках пожарно-технической экспертизы.
Для достижения цели решены следующие задачи: определены термоаналитические характеристики для идентификации полукристаллических термопластов в нативном состоянии, подверженных высокотемпературному воздействию пожара; определены термоаналитические характеристики для идентификации аморфных полимерных материалов с разной степенью термического воздействия на них.
Методы. При исследовании применялся метод синхронного термического анализа, включающий в себя: термогравиметрический анализ, дифференциальную термогравиметрию и дифференциальную сканирующую калориметрию. Приведен пример совмещения метода синхронного термического анализа с методом квадрупольной масс-спектрометрии для решения задачи идентификации термопластов.
Результаты. Изучены закономерности термической и термоокислительной деструкции полимерных материалов. Рассмотрена методология идентификации термопластов методом синхронного термического анализа. Установлено, что для полимеров с температурой воздействия до 300 °С значимую информацию о химической природе полимера дают значения температур фазовых переходов (плавления, стеклования, термо- (термоокислительной) деструкции). Определение химической природы термопластов с высокой степенью выгорания возможно только при наличии экстремумов на кривых дифференциальной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии в высокотемпературном интервале термолиза полимеров. Показана возможность идентификации термопластов при совмещении термического анализа с масс-спектрометрией.
Выводы. Анализ результатов исследований показал, что значимыми термоаналитическими характеристиками для идентификации полукристаллических термопластов являются температура плавления и температура максимальной скорости потери массы процесса термо- или термоокислительной деструкции полимера. Для аморфных термопластов — температура стеклования и температура термо- или термоокислительной деструкции полимера.
Introduction. The results of research of thermoplastic polymeric materials of different chemical nature (high-density polyethylene, polycarbonate, polyvinyl chloride), capable of melting, spreading, burning and dripping when exposed to high fire temperatures, forming secondary fire centers, are presented. The relevance of application of a highly accurate and informative method of synchronous thermal analysis to determine the chemical nature of polymers in fire conditions is substantiated.
Goals and objectives. The purpose of the research was to assess the possibility of application of the method of synchronous thermal analysis to identify polymeric materials with different degree of thermal impact on them when diagnosing the formation of secondary fires within the framework of fire-technical expertise.
To achieve the goal, the following tasks were solved: thermoanalytical characteristics to identify semi-crystalline thermoplastics in the native state and exposed to high-temperature effects of fire were determined; thermoanalytical characteristics to identify amorphous polymeric materials with different degrees of thermal impact on them were determined.
Methods. The method of synchronous thermal analysis, including: thermogravimetric analysis, differential thermogravimetry and differential scanning calorimetry was used in the study. An example of combining the method of synchronous thermal analysis with the method of quadrupole mass spectrometry to solve the problem of identification of thermoplastics is presented.
Results. The regularities of thermal and thermo-oxidative degradation of polymeric materials were studied. The methodology of identification thermoplastics by the method of synchronous thermal analysis is considered. It was established that for polymers with exposure temperatures up to 300 °C, significant information about the chemical nature of the polymer is provided by the values of phase transition temperatures (melting, glass transition, thermal (thermo-oxidative) degradation). Determination of the chemical nature of thermoplastics with a high degree of burn-up is possible only in the presence of extrema in the curves of differential thermogravimetry and differential scanning calorimetry in the high-temperature range of polymer thermolysis. The possibility of identification of thermoplastics by combining thermal analysis with mass spectrometry is demonstrated.
Conclusions. The analysis of research results has shown that the significant thermoanalytical characteristics for identification of semi-crystalline thermoplastics are the melting temperature and the temperature of the maximum mass loss rate of the process of thermal or thermo-oxidative degradation of the polymer. For amorphous thermoplastics — the glass transition temperature and the temperature of thermo-oxidative degradation of the polymer.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.