Библиографическое описание:

Байбара В. С., Пичхидзе С. Я. Разработка огнезащитного и пламягасящего материала одежды // Молодой ученый. — 2015. — №24.1. — С. 58-60.

 

В настоящее время огнезащитная обработка тканей важна в строительстве, объектах с массовым пребыванием людей, в чрезвычайных ситуациях. Поэтому вопрос о необходимости противопожарной обработки тканей достаточно важен и актуален. Основными функциями противопожарной обработки тканей являются: 1) предотвращение возгорания тканевых материалов при воздействии низкокалорийных источников огня – спичек, сигарет; 2) максимальное ограничение скорости и объема распространения пламени в случае пожара; 3) максимальное уменьшение количества образующихся при пожаре дыма и токсичных веществ.

Одной из основных причин возникновения пожара и получения ожоговых поражений человеком при воздействии открытого пламени и теплового потока высокой интенсивности является использование горючих материалов в одежде, интерьере и отделке помещений. Сейчас на рынке представлено немало составов, которые используются для противопожарной обработки тканей: Антал ТМ, Аттик, Файрекс-200, -300,-400, биопирен МИГ-09 по ТУ 2499-039-24505934-2009, Нофлан Т-2 по ТУ 2433-302-05763458-03, Пирофакс N-метилол-3-(диметилфосфинил)пропионамид по ТУ 6-14-19-4-19-81, Пироватекс ПВТ N-метилол-(О,О-диметилфосфопропионамид, мочевина, термореактивная смола Метазин – пента- и гекса-N-оксиметильные производные меламина, продукт АБ - трис(2,3-дибромпропил)фосфат, Стабитерм 217 по ТУ 2316-007-84300285-2008, Лакрон-лак по ТУ 2311-004-55076036-2007, СГК-2, Файэфлекстм Крилак, Старый Вяз.

В работах [1, 2] придание негорючести хлопчатобумажным или хлопколавсановым полотнам предлагается осуществлять за счет нанесения на их поверхность дискретного поливинилхлоридного покрытия с антипиренами. Однако, огнестойкость таких материалов при воздействии открытого пламени недостаточна и составляет не более 12 с, что может быть объяснено конвективным характером воздействия теплового потока и, как следствие, низкой эффективностью экранирования текстильной основы продуктами разложения дискретного полимерного покрытия. В работе [3] для придания негорючести хлопчатобумажным и хлопколавсановым тканям использован принцип объемной пропитки материала огнезащитным составом из хлорвинилового парафина, сополимера этилена и винилацетата, трехокиси сурьмы, карбоната кальция, окиси цинка и каолина. Однако введение в огнезащитный состав трехокиси сурьмы ограничивает его использование по гигиеническим показателям. Огнестойкость материалов, получаемых с использованием таких композиций, недостаточна. К тому же эти композиции предназначены для хлопчатобумажных и хлопколавсановых тканей и получаемые с их использованием материалы имеют недостаточно высокие физико-механические показатели.

В патенте [4] придание негорючести полиамидным тканям, обладающим высокой стойкостью к истиранию, предлагается осуществлять за счет нанесения на ее поверхность тонкого пленочного покрытия на основе каучука СКТН, придающего материалу не только огнезащитные, но водоупорные свойства. Кроме того, в композицию могут быть введены различные целевые добавки и пигменты. Недостатком этой композиции является ее невысокая стабильность, так как она вулканизуется при комнатной температуре. Стабильность латексного раствора, в зависимости от температуры в помещении, составляет 20…40 мин. Кроме того, покрытие материала, получаемое с использованием этой композиции, обладает низкой устойчивостью к истиранию.Близкое техническое решение описано в работе [5], где композиция для получения огнестойких текстильных материалов включает низкомолекулярный силоксановый каучук СКТН, отвердитель этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-74) или тетраэтоксисилан (ТУ 6-02-708-76) и эфир ортотитановой кислоты. Близкое по сущности решение приведено в работе [6], поверхность материала из тканевой основы (капроновых, полиэфирных и хлопковых волокон) обрабатывалась низкомолекулярным силоксановым каучуком, однако существенного снижения огнестойкости текстильного материала не наблюдалось.

Наиболее высокими огнестойкими свойствами обладают материалы на основе неорганических волокон. В патенте [7] предлагается гибкий листовой материал, применяемый в аэрокосмической технике, содержащий керамические волокна из алюмоборосиликата и силиконовую резину на основе полиметилвинилсиликона. Недостатком этого материала является относительно высокая поверхностная плотность и низкая отражающая способность.

В работе [8] приведен материал для тепло- и огнезащитной одежды, содержащий три слоя: волокнистый, герметизирующий и металлосодержащий, причем два последних слоя на основе фторкаучука. Металлосодержащий слой толщиной 10-150 мкм содержит алюминийсодержащий наполнитель. Способ является достаточно трудоемким, и для пропитки нетканого материала неприемлем.

На основе проведенного патентного поиска [1…8] установлено, что основными способами придания негорючести текстильным материалам являются:

- обработка тканей растворами антипиренов на стадии финишной отделки полотна,

- нанесение негорючих (огнестойких) покрытий на поверхность материала.

Основываясь на результатах патентных исследований, в качестве объекта исследования был выбран нетканый материал на основе полиакрилонитрила и поливинилиденфторида и негорючие материалы: аминосилан АГМ-9 по ТУ 6-02-724-77 и фторопластовая дисперсия Ф-4Д по ТУ 6-05-1246-81. Нанесение пропитки осуществляли окунанием полоски нетканого материала в раствор. Сушку образцов проводили при температуре 20ОС. Величину привеса пропитки рассчитывали по разности масс исходного образца материала и массы образца после высушивания. Оценку негорючести материалов проводили с ограничением времени воздействия пламени горелки, равном 12 с [9, 10]. На рис.1 приведена фотография вертикального теста на огнестойкость. Основные результаты исследования сведены в табл. 1

 

а)

б)

Рис.1. Внешний вид образцов после воздействия пламени с пропиткой АГМ-9 (а) и с пропиткой Ф-4Д (а)

Таблица 1

Данные по параметрам огнезащитных образцов

Пропитка

Концентрация раствора,

моль/л

Изме-нение массы образ-ца, г

Измене-ние массы образца,

%

Поверх-ностная плот-

ность, г/м2

Высо-та выгорания, мм

Пло-щадь выго-рания, мм2

Приме-чание

1

Без пропитки

-

0

0

20

120

930

 

Материал не хрупкий

2

АГМ-9

0,05

0.04

6,95

30

70

525

3

 

0,03

0.02

3,13

27

90

675

4

Ф-4Д

по ТУ

1,34

59

88

12

90

5

 

по ТУ

0.70

31

42

20

170

 

Анализ экспериментальных результатов показывает, что пропитка нетканых материалов аминосиланом АГМ-9 и фторопластовой дисперсией Ф-4Д является эффективным способом повышения негорючести материалов. Высота выгорания образца при использовании аминосилана АГМ-9 снизилась в 1,3 …1,7 раза, при применении дисперсии Ф-4Д в 6…10 раз. Более высокие показатели негорючести нетканого материала, пропитанного Ф-4Д, обусловлены большей долей привеса пропитки.

Выводы: 1) проведен анализ способов придания негорючести текстильным материалам, 2) установлена возможность повышения негорючести нетканых материалов пропиткой их аминосиланом и фторопластовой дисперсией, 3) установлено, что пропитка нетканого материала дисперсией Ф-4Д имеет более высокую эффективность.

 

Литература:

1.      Патент РФ на изобретение №2101407 /Журко А.В., Шаталов Э.В., Дорохов А.М., Холстов В.И., Некраха А.В., Кузьмин А.С.// Огнезащищенный текстильный материал. -1998.

2.      Патент РФ на изобретение №2137607 / Журко А.В., Хелевин Р.Н. // Огнестойкий текстильный материал. -1999.

  1. Патент США N 4032517/Оскар А. Пикетт, младший, Джон У. Стоддард // Фосфоросодержащие сополиамиды и их волокна. – 1977.
  2. Патент РФ № 2203993 на изобретение / Журко А.В., Хелевин Р.Н., Никитин Ю.А. // Огнестойкий текстильный материал. -2003.

5.      Патент РФ на изобретение №2265683/ Журко А.В., Хелевин Р.Н., Уткин Г.В. // Композиция для получения огнестойких текстильных материалов.- 22.12.2003.

6.      Патент РФ на изобретение №2294414/ Журко А.В., Хелевин Р.Н., Уткин Г.В., Шаталов Э.В., Никитаев С.П., Шеляпин И.П. // Огнестойкий текстильный материал.- 2007.

  1. Патент ЕПВ № 0240248 / Дэвид Алан Гримвуд //Огнезащитные материалы -1987.

8.      Патент РФ на изобретение №2127537 / Брагин В.И., Протопопов М.С., Гусева И.Б. // Материал для тепло- и огнезащитной одежды и способ получения алюминийсодержащего наполнителя для него. – 05.03.1998.

  1. ГОСТ 11209-85. Ткани хлопчатобумажные и смешанные защитные для спецодежды. Технические условия,
  2. ГОСТ 15898-70. Ткани льняные и полульняные. Метод определения огнестойкости.
Основные термины: нетканого материала, Огнестойкий текстильный материал, противопожарной обработки тканей, придания негорючести, поверхность материала, придания негорючести текстильным, воздействии открытого пламени, огнестойких текстильных материалов, негорючести текстильным материалам, получения огнестойких текстильных, пропитки материала огнезащитным, пропитки нетканого материала, придание негорючести, материала дисперсией Ф-4Д, негорючести нетканого материала, негорючести материалов, пламягасящего материала одежды, огнестойкости текстильного материала, привеса пропитки, полоски нетканого материала

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle