Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск

Исследование старения огнезащитных вспучивающихся покрытий методами СЭМ, XRD и ИК-спектроскопии

https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.05.60-70

Полный текст:

Аннотация

Введение. Огнезащита металлических конструкций является одной из актуальных проблем повышения огнестойкости сооружений, для чего в настоящее время применяются огнезащитные вспучивающиеся материалы, которые имеют ограниченный срок службы.

Цели и задачи. С целью анализа изменений, происходящих в компонентном составе огнезащитных вспучивающихся покрытий на базе полифосфата аммония – меламина – пентаэритрита, проведено комплексное исследование образцов покрытия отечественного производства, искусственно подверженных климатическому старению (3, 6 и 9 лет).

Методы. Методами оптической и сканирующей электронной микроскопии изучены внешний вид, морфология включений и микроструктура поверхности образцов покрытия. Проведено исследование фазового и структурного состояния методами рентгенодифракционного анализа и ИК-спектроскопии, а также измерение коэффициента вспучивания огнезащитного покрытия.

Результаты и их обсуждение. Установлено, что коэффициент вспучивания образцов значительно уменьшается с увеличением времени эксплуатации покрытия и уже при достижении 30 % ресурса приводит к снижению предела огнестойкости защищаемой конструкции. В результате старения образцов происходит постепенное изменение их фазового состава, вызванное уменьшением содержания меламина на 40 %, полифосфата аммония на 15 %, а также перераспределением других компонентов в системе, в результате чего меняются микроструктура покрытия и его защитные свойства.

Выводы. В процессе эксплуатации огнезащитного покрытия под действием внешних факторов происходят изменения, влияющие на способность покрытия сохранять заявленные производителем показатели огнезащитной эффективности. Обнаруженные в результате данного исследования закономерности можно применять для изучения образцов, изъятых с объектов защиты, с целью выявления отклонений от исходного состояния покрытия и прогнозирования его действительного срока службы.

Об авторах

М. Ю. Умрихина
Судебно-экспертное учреждение Федеральной противопожарной службы «Испытательная пожарная лаборатория» по городу Санкт-Петербургу»
Россия

УМРИХИНА Марина Юрьевна, инженер

197046, г. Санкт-Петербург, ул. Пеньковая, 6



Т. О. Шорохова
Судебно-экспертное учреждение Федеральной противопожарной службы «Испытательная пожарная лаборатория» по городу Санкт-Петербургу»
Россия

ШОРОХОВА Татьяна Олеговна, инженер

197046, г. Санкт-Петербург, ул. Пеньковая, 6



Л. А. Пьянкова
АО «Научные приборы»
Россия

ПЬЯНКОВА Любовь Алексеевна, канд. геолого-минерал. наук, ведущий специалист сектора рентгеновской техники. РИНЦ ID: 69568

190103, г. Санкт-Петербург, ул. Маршала Говорова, 52



А. А. Кудрявцев
ООО «ТЕСКАН»
Россия

КУДРЯВЦЕВ Андрей Александрович, канд. физ.-мат. наук, ведущий специалист отдела исследований

195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр-т, 11



С. В. Уткин
Судебно-экспертное учреждение Федеральной противопожарной службы «Испытательная пожарная лаборатория» по городу Санкт-Петербургу»
Россия

УТКИН Сергей Вячеславович, начальник. РИНЦ ID: 1085392

197046, г. Санкт-Петербург, ул. Пеньковая, 6



Список литературы

1. Леонова Д.И. Сравнительный анализ токсичности основных групп антипиренов (обзор литературы) // Актуальные проблемы транспортной медицины. 2008. № 3 (13). С. 117–128.

2. Troitzsch J. Plastics flammability handbook: Principles, regulations, testing, and approval. 3rd ed. Munich : Carl Hanser Verlag, 2004. 718 р.

3. Fire retardant materials / ed. by A.R. Horrocks, D. Price. New York : CRC Press, 2001. 276 р.

4. Вахитова Л.Н., Таран Н.А., Лапушкин М.П., Рыбак В.В., Дридж В.Л., Бурдина Я.Ф. Влияние структуры амина на огнезащитную эффективность системы полифосфат аммония/ пентаэритрит/амин // Науковi працi ДонНТУ. Серiя: Хiмiя i хiмiчна технологiя. 2014. Вып. 1 (22). С. 142–149. URL: http://ea.donntu.edu.ua/bitstream/123456789/25983/1/17.pdf

5. Халтуринский Н.А., Рудакова Т.А. О механизме образования огнезащитных вспучивающихся покрытий // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. № 8 (145). С. 220–227. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20214782

6. Korotkov A.S., Gravit M. 3D-map modelling for the melting points prediction of intumescent flame-retardant coatings // SAR and QSAR in Environmental Research. 2017. Vol. 28. Issue 8. Pp. 677–689. DOI: 10.1080/1062936X.2017.1370725

7. Сильников М.В., Гравит М.В., Зыбина О.А. Термоаналитическое исследование различных марок полифосфата аммония для интумесцентных огнезащитных композиций. Вопросы оборонной техники // Научно–технический журнал. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму. 2016. № 9–10 (99–100). С. 76–79. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=27170060

8. Рудакова Т.А., Евтушенко Ю.М., Григорьев Ю.А., Батраков А.А. Пути снижения температуры пенообразования в системе полифосфат аммония – пентаэритрит в интумесцентных системах // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2015. Т. 24. № 3. С. 24–31. URL: https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/371

9. Li G., Liang G., He T., Yang Q., Song X. Effects of EG and MoSi 2 on thermal degradation of intumescent coating // Polymer Degradation and Stability. 2007. Vol. 92. No. 4. Pp. 569–579. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2007.01.018

10. Gu J., Zhang G., Dong S., Zhang Q., Kong J. Study on preparation and fire-retardant mechanism analysis of intumescent flame-retardant coatings // Surface and Coatings Technology. 2007. Vol. 201. No. 18. Pp. 7835–7841. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2007.03.020

11. Ненахов С.А., Пименова В.П. Динамика вспенивания огнезащитных покрытий на основе органо-неорганических составов // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2011. Т. 20. № 8. С. 17–24. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=16903009

12. Gu L., Qiu J., Yao Y., Sakai E., Yang L. Functionalized MWCNTs modified flame retardant PLA nanocomposites and cold rolling process for improving mechanical properties // Composites Science and Technology. 2018. Vol. 161. Pp. 39–49. DOI: 10.1016/j.compscitech.2018.03.033

13. Vahabi H., Gholami F., Karaseva V., Laoutid F., Mangin R., Sonnier R. et al. Novel nanocomposites based on poly (ethylene-co-vinyl acetate) for coating applications: The complementary actions of hydroxyapatite, MWCNTs and ammonium polyphosphate on flame retardancy // Progress in Organic Coatings. 2017. Vol. 113. Pp. 207–217. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2017.08.009

14. Li Y., Gao Y., Cao Y., Li H. Electrochemical sensor for bisphenol A determination based on MWCNT/melamine complex modified GCE // Sensors and Actuators B: Chemical. 2012. Vol. 171–172. Pp. 726–733. DOI: 10.1016/j.snb.2012.05.063

15. Guo Z., Xu X.-F., Li J., Liu Y.-W., Zhang J., Yang C. Ordered mesoporous carbon as electrode modification material for selective and sensitive electrochemical sensing of melamine // Sensors and Actuators B: Chemical. 2014. Vol. 200. Pp. 101–108. DOI: 10.1016/j.snb.2014.04.031

16. Беззапонная О.В., Головина Е.В., Акулов А.Ю. Идентификационный контроль огнезащитных составов интумесцентного типа методами термического анализа // Техносферная безопасность/Technosphere safety. 2019. № 1 (22). C. 52–57. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37134622

17. Боровик С.И., Трофимова Л.А. Анализ методик оценки влияния эксплуатационных факторов на огнезащитные покрытия для металлических конструкций // Научные исследования: теория, методика и практика : мат. III Междунар. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 19 нояб. 2017 г.). В 2-х т. Т. 2. Чебоксары : ЦНС «Интерактив плюс», 2017. С 18–21. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32334776

18. Андронов В.А., Данченко Ю.М., Бухман О.М. Подходы к определению сроков службы огнезащитных полимерных покрытий // Сборник научных трудов. Вып. 31. Харьков : НУЦЗУ, 2012. С. 10–18. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/3690

19. Вахитова Л.Н., Лапушкин М.П., Калафат К.В. Срок службы огнезащитных покрытий вспучивающегося типа // F+S: технологии безопасности и противопожарной защиты. 2011. № 2 (50). С. 58–61.

20. Умрихина М.Ю., Шорохова Т.О., Уткин С.В., Пьянкова Л.А., Краснова Л.Ю. Исследование огнезащитных вспучивающихся покрытий при их эксплуатации методами рентгенофазового, термического анализа и ИК-спектроскопии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 3. С. 25–31. DOI: 10.26896/1028-6861-2020-86-3-25-31

21. Смирнов Н.В., Дудеров Н.Г., Булага С.Н., Михайлова Е.Д., Толпекина Н.А., Лезова М.В., Булгаков В.В. Оценка огнезащитных свойств покрытий в зависимости от сроков их эксплуатации: методика. 2-е изд., перераб. и доп. М. : ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2016.

22. Теплоухов А.В., Зверев В.Г., Гаращенко А.Н. Методика и результаты оценки влияния длительной эксплуатации конструкций на основные свойства вспучивающихся огнезащитных покрытий // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2016. Т. 25. № 1. С. 9–16. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.01.9-16

23. Определение теплоизолирующих свойств огнезащитных покрытий по металлу : методика. М. : ВНИИПО, 1998. 19 с.

24. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М. : Иностранная литература, 1963. 201 с.

25. Справочные таблицы основных спектроскопических данных (ИК-, УФ-, ЯМР-спектроскопия и масс-спекрометрия). Минск, 2001. 43 с.

26. Ding Z., Lu G.Q., Greenfield P.F. Role of the Crystallite Phase of TiO 2 in Heterogeneous Photocatalysis for Phenol Oxidation in Water // The Journal of Physical Chemistry B. 2000. Vol. 104. Pp. 4815–4820. DOI: 10.1021/jp993819b


Для цитирования:


Умрихина М.Ю., Шорохова Т.О., Пьянкова Л.А., Кудрявцев А.А., Уткин С.В. Исследование старения огнезащитных вспучивающихся покрытий методами СЭМ, XRD и ИК-спектроскопии. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020;29(5):60-70. https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.05.60-70

For citation:


Umrikhina M.Yu., Shorokhova T.O., Pyankova L.A., Kudryavtsev A.A., Utkin S.V. Using scanning electron microscopy, x-ray diffraction and IR spectroscopy to study the ageing of intumescent fire-proof coatings. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2020;29(5):60-70. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.05.60-70

Просмотров: 191


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)