<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2017.26.06.31-42</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-59</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>FIRE-AND-EXPLOSION HAZARD OF SUBSTANCES AND MATERIALS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Горючесть и дымообразующая способность композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Combustibility and fume evolution of epoxy matrix composites</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ушков</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ushkov</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">va.ushkov@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Копытин</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kopytin</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">a.kopytin@ktbbeton.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шувалова</surname><given-names>Е. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shuvalova</surname><given-names>E. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">sh.elena@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Смирнов</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Smirnov</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">smirnov@nocnt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>6</issue><fpage>31</fpage><lpage>42</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Ушков В.А., Копытин А.В., Шувалова Е.А., Смирнов В.А., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Ушков В.А., Копытин А.В., Шувалова Е.А., Смирнов В.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ushkov V.A., Kopytin A.V., Shuvalova E.A., Smirnov V.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/59">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/59</self-uri><abstract><p>Рассмотрено влияние содержания и химической природы исходных компонентов на термостойкость, воспламеняемость и дымообразующую способность композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров. Установлено, что фосфатные пластификаторы практически не влияют на горючесть эпоксидных полимеров, но снижают их дымообразующую способность. Показано, что при содержании минеральных наполнителей менее 45 % масс. их химическая природа мало влияет на воспламеняемость эпоксидных композитов, а коэффициент дымообразования линейно уменьшается с ростом степени наполнения. Для снижения горючести эпоксидных композитов предложено использовать аддитивные бромсодержащие антипирены в виде раствора в N,N-диметил-2,4,6-триброманилине. Показана высокая эффективность ацетилферроцена и a-оксиэтилферроцена, используемых в качестве дымоподавителей эпоксидных композитов. Выявлена корреляция кислородного индекса с предельной концентрацией кислорода и критической плотностью теплового потока воспламенения композитов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Introduction. Epoxy oligomers are widely used as binders in construction industry. At the same time, wide use of polymers in modern construction industry requires careful examination and optimization of operational properties related to fire safety. It is known that such properties can be controlled by chlorinated paraffins, synthesized fire retardants of type “Redant” and many other compounds. However, the effect of such compounds to the properties of epoxy matrix composites has not been thoroughly investigated to date. The choice of an admixture that reduces the fume evolution of epoxy composites is an important task also. Purpose of the work. The purpose of this work is to study the thermal stability, flammability, fume evolution of epoxy matrix composites with different types and amounts of hardeners, fillers, plasticizers, fire retardants and ferrocene derivatives. Materials and methods. Dependencies between thermal stability, flammability, fume evolution of polymer matrix composites based on ED-20 epoxy resin and amount and chemical type of components are examined in the present work. To control operational properties of interest the chemical type and content of hardeners, fillers, plasticizers, fire retardants and ferrocene derivatives are varied. DuPont-9900 device is used for thermal analysis. Properties related to fire safety are determined in accordance with RU GOST 12.1.044-89 and several methods that were previously developed by authors of this work. Results. It is shown that while phosphate-based plasticizers are of almost no effect on combustibility of epoxy-based polymer matrix composites, they can successfully be used for the reduction of fume evolution. It is revealed that chemical nature of mineral fillers has little effect on the flammability when amount of such fillers are less than 45 % by weight; at the same time, fume evolution linearly decreases with the increase of degree of filling. To reduce the flammability of epoxy composites, we propose additive bromine-containing flame retardants in the form of a solution in N,N-dimethyl-2,4,6-tribromoaniline. High efficiency of acetylferrocene and a-hydroxyethylferrocene as reducers of fume evolution is shown. The correlation between critical density of the heat flux of ignition and limiting oxygen index and also limiting concentration of oxygen is revealed. Conclusion. In the present work we have summarized results of several laboratory tests. The tests were allowed to select the type and amount of components of epoxy matrix composites with improved operational properties, intermediate and small combustibility. Such composites can successfully be used in different areas of construction industry.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>антипирен</kwd><kwd>воспламеняемость</kwd><kwd>горючесть</kwd><kwd>дымообразующая способность</kwd><kwd>композиты</kwd><kwd>наполнители</kwd><kwd>пластификаторы</kwd><kwd>производные ферроцена</kwd><kwd>эпоксидные олигомеры</kwd><kwd>fire retardant</kwd><kwd>flammability</kwd><kwd>combustibility</kwd><kwd>fume evolution</kwd><kwd>composites</kwd><kwd>fillers</kwd><kwd>plasticizers</kwd><kwd>ferrocene derivatives</kwd><kwd>epoxies</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зайцев Ю. С., Кочергин Ю. С., Пактер М. К., Кучер Р. В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. -Киев : Наукова думка, 1990. -200 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зайцев Ю. С., Кочергин Ю. С., Пактер М. К., Кучер Р. В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. -Киев : Наукова думка, 1990. -200 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кочнова З. А., Жаворонок Е. С., Чалых А. Е. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты. -М. : ООО “Пейнт-Медиа”, 2006. -200 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кочнова З. А., Жаворонок Е. С., Чалых А. Е. Эпоксидные смолы и отвердители: промышленные продукты. -М. : ООО “Пейнт-Медиа”, 2006. -200 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернин И. З., Смехов Ф. М., Жердев Ю. В. Эпоксидные полимеры и композиции.-М. : Химия, 1982. -232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чернин И. З., Смехов Ф. М., Жердев Ю. В. Эпоксидные полимеры и композиции.-М. : Химия, 1982. -232 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Баженов С. Л., Берлин А. А., Кульков А. А., Ошмян В. Г. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология. -Долгопрудный : Изд. дом “Интеллект”, 2010. -347 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Баженов С. Л., Берлин А. А., Кульков А. А., Ошмян В. Г. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология. -Долгопрудный : Изд. дом “Интеллект”, 2010. -347 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Баженов Ю. М., Батаев Д. К.-С., Муртазаев С.-А. Ю. Энерго- и ресурсосберегающие материалы и технологии для ремонта и восстановления зданий и сооружений.-М. : Комтех-Принт, 2006. -235 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Баженов Ю. М., Батаев Д. К.-С., Муртазаев С.-А. Ю. Энерго- и ресурсосберегающие материалы и технологии для ремонта и восстановления зданий и сооружений.-М. : Комтех-Принт, 2006. -235 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанова В. Ф., Степанов А. Ю., Жирков Е. П. Арматура композитная полимерная.-М. : Бумажник, 2013.-200 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Степанова В. Ф., Степанов А. Ю., Жирков Е. П. Арматура композитная полимерная.-М. : Бумажник, 2013.-200 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шилин А. А., Пшеничный В. А., Картузов Д. В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. -М. : Стройиздат, 2007. -184 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шилин А. А., Пшеничный В. А., Картузов Д. В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. -М. : Стройиздат, 2007. -184 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Селяев В. П., Иващенко Ю. Г., Низина Т. А. Полимербетоны.-Саранск : Изд-во Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва, 2016. -284 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Селяев В. П., Иващенко Ю. Г., Низина Т. А. Полимербетоны.-Саранск : Изд-во Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва, 2016. -284 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Полимерные материалы с пониженной горючестью / Под ред. А. Н. Праведникова.-М. : Химия, 1986. -221 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Полимерные материалы с пониженной горючестью / Под ред. А. Н. Праведникова.-М. : Химия, 1986. -221 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Михайлин Ю. А. Тепло-, термо- и огнестойкость полимерных материалов. - СПб. : Научные основы и технологии, 2011.-416 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Михайлин Ю. А. Тепло-, термо- и огнестойкость полимерных материалов. - СПб. : Научные основы и технологии, 2011.-416 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Karbhari V. M., Chin J. W., Hunston D., Benmokrane B., Juska T., Morgan R., Lesko J. J., Sorathia U., Reynaud D. Durability gap analysis for fiber-reinforced polymer composites in civil infrastructure // Journal of Composites for Construction. - 2003. - Vol. 7, No. 3. - P. 238-247. DOI: 10.1061/(asce)1090-0268(2003)7:3(238).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karbhari V. M., Chin J. W., Hunston D., Benmokrane B., Juska T., Morgan R., Lesko J. J., Sorathia U., Reynaud D. Durability gap analysis for fiber-reinforced polymer composites in civil infrastructure // Journal of Composites for Construction. - 2003. - Vol. 7, No. 3. - P. 238-247. DOI: 10.1061/(asce)1090-0268(2003)7:3(238).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bakis C. E., Bank L. C., Brown V. L., Cosenza E., Davalos J. F., Lesko J. J., Machida A., Rizkalla S. H., Triantafillou T. C. Fiber-reinforced polymer composites for construction - state-of-the-art review // Journal of Composites for Construction. - 2002. - Vol. 6, No. 2. - P. 73-87. DOI: 10.1061/(asce)1090-0268(2002)6:2(73).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bakis C. E., Bank L. C., Brown V. L., Cosenza E., Davalos J. F., Lesko J. J., Machida A., Rizkalla S. H., Triantafillou T. C. Fiber-reinforced polymer composites for construction - state-of-the-art review // Journal of Composites for Construction. - 2002. - Vol. 6, No. 2. - P. 73-87. DOI: 10.1061/(asce)1090-0268(2002)6:2(73).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mouritz A. P., Gibson A. G. Fire properties of polymer composite materials.-Dordrecht : Springer, 2006. -401 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-5356-6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mouritz A. P., Gibson A. G. Fire properties of polymer composite materials.-Dordrecht : Springer, 2006. -401 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-5356-6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Лалаян В. М., Невзоров Д. И., Ломакин С. М. О влиянии фталатных и фосфатных пластификаторов на воспламеняемость и дымообразующую способность полимерных композиционных материалов // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 10.-С. 25-33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Лалаян В. М., Невзоров Д. И., Ломакин С. М. О влиянии фталатных и фосфатных пластификаторов на воспламеняемость и дымообразующую способность полимерных композиционных материалов // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 10.-С. 25-33.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Лалаян В. М., Ломакин С. М., Невзоров Д. И. О влиянии неразлагающихся наполнителей на воспламеняемость и дымообразующую способность полимерных композиционных материалов // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 6. -С. 32-39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Лалаян В. М., Ломакин С. М., Невзоров Д. И. О влиянии неразлагающихся наполнителей на воспламеняемость и дымообразующую способность полимерных композиционных материалов // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 6. -С. 32-39.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Лалаян В. М., Ломакин С. М., Невзоров Д. И. Горючесть и дымообразующая способность полимерных композиционных материалов с разлагающимися минеральными наполнителями // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 8. -С. 15-24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Лалаян В. М., Ломакин С. М., Невзоров Д. И. Горючесть и дымообразующая способность полимерных композиционных материалов с разлагающимися минеральными наполнителями // Пожаровзрывобезопасность. -2013. -Т. 22, № 8. -С. 15-24.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Абрамов В. В., Григорьева Л. С., Кирьянова Л. В. Термостойкость и пожарная опасность эпоксидных полимеррастворов // Строительные материалы.-2011.-№12.-С. 68-71.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Абрамов В. В., Григорьева Л. С., Кирьянова Л. В. Термостойкость и пожарная опасность эпоксидных полимеррастворов // Строительные материалы.-2011.-№12.-С. 68-71.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Григорьева Л. С., Абрамов В. В. Горючесть эпоксидных полимеров // Вестник МГСУ. -2011.-№ 1-2. -С. 352-356.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Григорьева Л. С., Абрамов В. В. Горючесть эпоксидных полимеров // Вестник МГСУ. -2011.-№ 1-2. -С. 352-356.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Невзоров Д. Н., Копытин А. В., Лалаян В. М. Воспламеняемость и дымообразующая способность полимерных материалов, содержащих производные ферроцена // Пожаровзрывобезопасность. -2014.-Т. 23, № 7. -С. 27-35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Невзоров Д. Н., Копытин А. В., Лалаян В. М. Воспламеняемость и дымообразующая способность полимерных материалов, содержащих производные ферроцена // Пожаровзрывобезопасность. -2014.-Т. 23, № 7. -С. 27-35.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ушков В. А., Абрамов В. В., Лалаян В. М., Кирьянова Л. В. Слабогорючие эпоксидные полимеррастворы, используемые для восстановления и ремонта строительных конструкций // Пожаровзрывобезопасность. -2012.-Т. 21, № 10. -С. 36-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ушков В. А., Абрамов В. В., Лалаян В. М., Кирьянова Л. В. Слабогорючие эпоксидные полимеррастворы, используемые для восстановления и ремонта строительных конструкций // Пожаровзрывобезопасность. -2012.-Т. 21, № 10. -С. 36-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Панина Н. Н., Чурсова Л. В., Бабин А. Н., Гребенева Т. А., Гуревич Я. М. Основные способы модификации эпоксидных полимерных материалов в России // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2014.-№ 9. -С. 10-17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Панина Н. Н., Чурсова Л. В., Бабин А. Н., Гребенева Т. А., Гуревич Я. М. Основные способы модификации эпоксидных полимерных материалов в России // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2014.-№ 9. -С. 10-17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брык М. Т. Деструкция наполненных полимеров : монография. -М. : Химия, 1989. -192 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Брык М. Т. Деструкция наполненных полимеров : монография. -М. : Химия, 1989. -192 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халтуринский Н. А. О механизме действия галогенсодержащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2009. -№ 11. -С. 22-30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Халтуринский Н. А. О механизме действия галогенсодержащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2009. -№ 11. -С. 22-30.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халтуринский Н. А. О механизме действия галогенсодержащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2009. -№ 12. -С. 30-37.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Халтуринский Н. А. О механизме действия галогенсодержащих ингибиторов // Все материалы. Энциклопедический справочник. -2009. -№ 12. -С. 30-37.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit25"><label>25</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Халтуринский Н. А., Рудакова Т. А. Физические аспекты горения полимеров и механизм действия ингибиторов // Химическая физика. -2008. -Т. 27, № 6. -С. 73-84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Халтуринский Н. А., Рудакова Т. А. Физические аспекты горения полимеров и механизм действия ингибиторов // Химическая физика. -2008. -Т. 27, № 6. -С. 73-84.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
