Academic Journal
Изучение процессов пиролиза и горючести красок на основе сополимеров винилацетата
| Τίτλος: | Изучение процессов пиролиза и горючести красок на основе сополимеров винилацетата |
|---|---|
| Πηγή: | Известия Южного федерального университета. Технические науки. |
| Στοιχεία εκδότη: | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет», 2013. |
| Έτος έκδοσης: | 2013 |
| Θεματικοί όροι: | 13. Climate action, ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ И ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ, КРАСКИ СОПОЛИМЕРНЫЕ ВИНИЛАЦЕТАТА, ПИРОЛИЗ, СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ, ПОТЕРЯ ВЕСA, 3. Good health |
| Περιγραφή: | Определены термогравиметрические и термомеханические кривые, скорости горения и потери веса красок на основе сополимеров винилацетата, предназначенных для огнезащиты металлических и деревянных конструкций. Изучено влияние природы полимерных связующих, используемых для изготовления красок, лаков, эмалей и различных добавок на механизм, скорость горения и сняты кинетические кривые изменения температуры на металлической подложке при пиролизе под воздействием пропан – воздушного пламени. Установлено, что при введении фосфорной кислоты в краску на основе сополимера винилацетата с винилхлоридом фосфор остается в конденсированной фазе и способствует изменению механизма горения, а хлор обуславливает процессы осмоления в конденсированной фазы с переходом в карбонизованный остаток с мелкоячеистой структурой и ингибирование горения преимущественно в пламени, т.е. в газовой фазе. В целом, при ингибировании горения краски на основе сополимера ВА-ВХ с фосфорсодержащими добавками реализуется симбатный механизм ингибирования смеси Р+С l. Вязко-упругие свойства сополимера ВА-ДМ проявляются на всем интервале температур 0 – 90 о С, что обуславливает возможность его использования в качестве полимерного связующего для монолитных покрытий. В температурном интервале (43– 46 о С), равном температуре стеклования сополимера ВА-ДМ, имеется перегиб, соответствующий 80 %-ной деформации. Для поливинилацетата наблюдаются три физических состояния: стеклообразное (28– 190 о С), высокоэластическое (190– 370 о С) и вязкотекучее (370-430 о С). Дифференциально-термическим анализом установлено, что дериватограмма характеризуется экзотермическими пиками при 30 о (стеклование ПВА), 50 о (температура размягчения ПВА), окисления-230 о, 250 о, 330 о, 390 о, 420 о и 540 о и экзотермическими пиками при 120 о С, (температура текучести ПВА), 170 о С (температура деструкции), глубокого пиролиза при 260 о С, 300 о, 400 о и 440 о С. Сополимеры ВА-ВХ и ВА-ДМ отличаются от поливинилацетатной краски наличием максимума экзоэффекта при 580 о С, по-видимому, это сопровождается выделением значительного количества тепла при термоокислительной деструкции, что и обуславливает наибольшую потерю веса при этой температуре. Цель данной работы – изучение механизма горения и создание огнезащитных лакокрасочных покрытий на основе эмульсии поливинилацетата (ПВ A ) и сополимеров винилацетата с винилхлоридом (ВА-ВХ), винилацетата с дибутилмалеинатом (ВА-ДМ) марки ДПМ 50 35Б для полиграфической промышленности (ОСТ 6-05-637-78, а также лака метилакрилатного ( MAK ) с метилметакрилатом (ММА) – ( MAK MMA ), латекса хлоропренового ( X П) с трихлорбутадиеном ( T ХБ) – ( X ПT ХБ) с различными добавками. Задачи исследования – исследование процессов пиролиза при горении в зависимости от природы красок. Проведение огневых испытаний при температуре 1100 оС в пропан-воздушном пламени и по методу «Керамической трубы» (КТ) (ГОСТ 745-73) с измерением кинетических характеристик и потери веса образцов сополимерных винилацетатных красок с добавками для оценки огнестойкости в качестве огнезащитных покрытий для металлических и деревянных подложек. Термогравиметрические исследования образцов в потоке воздуха и инертного газа при скорости нагрева 10 о /мин. Термомеханические испытания для пластин толщиной 2±0,1 мм при нагрузке 10 кг/см 2 и скорости нагрева 5– 10 о/мин. Краткие выводы. Изучены процессы пиролиза в конденсированной фазе и горения в пропан-воздушном пламени с температурой пламени 1100 оС и по методу «Керамической трубы», впервые показана возможность получения трудногорючих огнезащитных красок на основе сополимера винилацетата с винилхлоридом. Найдено, что на деревянной подложке скорость горения и потеря веса краски ВА-ВХ уменьшаются при введении различных модифицирующих добавок. Установлено, что скорость горения лака МАК-ММА сни жается в 4, потеря веса – в 5 раз при введении вспенивающих добавок. Латекс хлоропреновый с трихлорбутадиеном становится трудногорючим в присутствии соединений фосфорсодержащих соединений и вспенивателя. Натрий вольфрамовокислый обуславливает появление твердого мелкопористого кокса. Разработаны огнезащитные вспенивающиеся краски на основе сополимеров винилацетата для деревянных и металлических покрытий. The thermogravimetric and thermomechanical curves, the rate of burning and weight loss were determined for vinylacetate copolymer paints. These paints are applied for fire protection purpose on metal and wooden structures. The study was carried on the influence of the polymeric binders and various additives that are used for manufacturing of paints, varnishes and enamels on the mechanism and the rate of combustion. The kinetic curves of temperature change on a metallic substrate during the pyrolysis under propane/air flame were obtained. The observation has showed that adding the phosphoric acid to the vinylacetate – vinyl chloride copolymer paint leads the phosphorus remains in the condensed phase and enables the change in the combustion mechanism. At the same time the chlorine supports the tarring process in the condensed phase with the transform to the carbonized residue of fine structure as well as inhibition of combustion mainly in the flare, i.e. in the gas phase. In general, when combustion inhibiting paints based on VA-VCl copolymer with phosphorus-containing additives inhibiting mechanism is realized symbatically mixture P + Cl. Visco-elastic properties of the copolymer of VA-DM appear on the whole temperature range 0 – 90 о C, which leads to the possibility of its use as a polymeric binder for monolithic coatings. In the temperature range (43 – 46 о C) is equal to the glass transition temperature of the copolymer, BA-DM has inflection corresponding to 80 % strain. For polyvinylacetate observed three physical states: the glass (28 – 190 о C), highly elastic (190–370 о C) and viscous flow (370 – 430 о C). Differential thermal analysis showed that derivatogram characterized exothermic peaks at 300 (glass PVA), 500 (softening temperature of PVA), oxidation-230 о, 250 о, 330 о, 390 о, 420 о and 540 о and exothermic peaks at 120 о C (temperature strength PVA) 170 о C (decomposition temperature) deep pyrolysis at 260 о C, 300 о, 400 о and 440 о C. Copolymers VA-VCl and VA-DM differ from PVA having high ink exo effect at 580 о C, apparently, this is accompanied by a significant amount of heat during oxidative degradation, which causes the greatest weight loss at this temperature. The goal of this work – the study of the combustion mechanism and creation of fire-retardant coatings based on polyvinyl acetate emulsion (PVA), and copolymers of vinyl acetate and vinyl chloride (VA-VCl), vinyl acetate and dibutylmaleate (BA-DM), grade 50 PD 35B for the printing industry (OST 6-05-637-78, and methylacrylate lacquer (MAC) with methyl methacrylate (MMA) – (MAC-MMA), chloroprene latex (Xl) with trihlorbutadienom (THB) – (Xl-THB) with various additives. Tasks of research – study pyrolysis combustion according to the nature of paint. Conducting fire tests at 1100 °C in a propane-air flame on a "Ceramic pipes" (CT) (GOST 745-73) with the measurement of the kinetic characteristics and weight loss samples vinylacetate copolymer paints with additives to assess the fire as fire protective coatings for metal and wood substrates. Thermogravimetric studies of samples in a stream of air and an inert gas at a heating rate of 10 0/min. Thermomechanical test plates to a thickness of 2 ± 0,1 mm at a load of 10 kg/cm 2 and a heating rate 5 – 10 о/min. Brief conclusions. The processes in the condensed phase pyrolysis and combustion of propane-air flame with a temperature of 1100 °C and flame on a "Ceramic pipes" for the first time the possibility of obtaining slow-burning fire-retardant paints based on a copolymer of vinyl acetate and vinyl chloride. It was found that on a wooden substrate burning rate and weight loss of paint VA-VCl decrease with the introduction of various modifiers. Found that the rate of combustion nail MAC-MMA decreases in 4, loss of weight – 5 times with the introduction of blowing agents. Latex with chloroprene trihlorbutadien becomes slow-compounds in the presence of phosphorus compounds and the blowing agent. Sodium tungstate causes the appearance of a solid finely porous coke. Developed fire retardant foaming paint based on a copolymer of vinyl acetate for wood and metal surfaces. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | text/html |
| Γλώσσα: | Russian |
| ISSN: | 1999-9429 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://cyberleninka.ru/article_covers/14778141.png http://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-protsessov-piroliza-i-goryuchesti-krasok-na-osnove-sopolimerov-vinilatsetata |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.od......2806..a5244602bf29a2ef897a281ed4214a5d |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 19999429 |
|---|