В. Ф. Каблов *, В. Г. Кочетков, О. М. Новополцева и Н. А. Кейбал

Информация за автора и статията

В конструкцията се използват еластомерни пожарозащитни материали (FHPM), работещи при екстремни температури (в ракетната, авиационната и космическата техника). Два вида търговски мастербач се оценяват спрямо чист LDPE. Изследването на термичното разграждане е проведено чрез използване на термогравиметричен анализ, ръководен от рентгенова дифракция, крайни и близки анализи. В сравнение с LDPE пиролизата, превръщането на сместа от термопластично нишесте и полиетилен се случва в по-широк температурен диапазон, включващ многостепенни реакции. За разлика от това, пиролизата на основата на желязо на основата на оксо-биоразградима маточна смес оставя след себе си 30 тегл.% Неконвертирана маса. Въпреки че сместа от органични добавки с фосилен полиетилен може да помогне за биоразградимостта на пластмасите, изхвърляни в околната среда, някои недостатъци трябва да бъдат отчетени за жизнения цикъл на пластмасата.

Основен текст на статията

В конструкцията се използват еластомерни пожарозащитни материали (FHPM), работещи при екстремни температури (в ракетната, авиационната и космическата техника). Различни системи за забавяне на горенето се използват за създаване на устойчиви на пламък и топлина еластомерни състави, чийто основен недостатък е токсичността. За решаване на този проблем могат да се използват минерални пълнители, например перлит, силициев карбид.

Кухите алумосиликатни микросфери (AHM) са част от огнезащитните покрития [1], високоякостния лек бетон и топлоизолационната керамика. Изследвано е влиянието на AHM, обработен с фосфорен борен азот, съдържащ олигомер, на огнеустойчиви еластомерни състави.

Предишни проучвания показват, че въвеждането на AHM в еластомерния състав позволява да се повиши устойчивостта на огън и топлина на вулканизатите, но в процеса на смесване определена част от AHM се нарушава. Извършва се предварителна обработка на AHM с олигомер, съдържащ фосфор-бор-азот (PEDA), за да се запази целостта на микросферите (Фигура 1). Това прави възможно образуването на AHM повърхностен защитен филм и подобряване на топлозащитните характеристики на целия състав, тъй като PEDA е огнезащитен [2].

термична

Повърхностно-химичното взаимодействие на FEDA и микросферите се потвърждава чрез IR фурье-спектрален анализ. Когато е изложен на температура (температура

165 ° C може да възникне координационна връзка на хидроксогрупа - алуминиева връзка, както се вижда от известно преместване на пиковете в ниско вълновия регион. Появата на повърхностно-химичното взаимодействие между FEDA и микросферите се потвърждава и от наличието на пикове в областта 900-1050 и 1100-1200 cm-1, характерни съответно за POR и P = O връзки, което показва запазването на FEDA молекули на повърхността на MSF след екстракция. Наличието на вибрации в областта от 1000 - 1110 см - 1 може да показва появата на връзката Si - O - R. Настъпващата модификация може да бъде показана и от появата на пикове на атомен азот и фосфор на повърхността на микросферите (Фигура 2). Данни, получени с помощта на 3D сканиращ електронен микроскоп Versa.

Целта на изследването е изследване на възможността за използване на кухи алумосиликатни микросфери, предварителна обработка с олигомер, съдържащ фосфор-бор-азот - основен материал от шлайфаща утайка като функционално активен пълнител в огнеустойчивите еластомерни материали.

Обект на изследването са вулканизатите от етиленпропилендиенов каучук EPDM 40 със сярна вулканизираща група. Смесите се приготвят в лабораторни валяци 160х320 мм. Вулканизацията се извършва при температура от 165 ° C.

Внедряването на процеса на модификация се доказва чрез елементарен анализ (сканиращ електронен микроскоп Versa 3D) обработен повърхностно AHM.

На обработените на повърхността микросфери се появяват пикове, съответстващи на присъствието на азотни и фосфорни атоми. Липсата на пикове на бор поради факта, че неговите атоми не са неподвижно устройство.

Обработеният AHM, въведен в еластомерни състави на основата на EPDM каучук със сярна вулканизационна група и съдържащ 1 pbw. AHM и PEDA от 1 до 3 pbw.

Реометрични характеристики, определени в съответствие с GOST 12535-84 на реометър MDR 3000 Professional. Въвеждането в обработените с еластомерен състав микросфери PEDA няма значителен ефект върху кинетиката на вулканизацията.

Физическите и механични свойства на вулканизатите бяха определени чрез машина за изпитване на опън MRI-60 съгласно GOST 270-75 - каучук. Методът за определяне на еластичните свойства на якост на опън

Силата на вулканизатите, съдържащи микросфери, третирани с PEDA, е по-висока от контролната проба с 16-25%. Наблюдава се повишаване на адхезионната якост с увеличаване на съдържанието на FEDA. Това може да бъде свързано с появата на допълнителни връзки между макромолекулите на каучука и повърхността на микросферите, модифициран елементорганичен олигомер.

Огнеустойчивостта на пробите се определя от времето за загряване на неекспонираната страна на пробата до 100 ° C под действието на плазматронни пламъци.

Въвеждането на еластомерния състав от 1 до 3 pbw на PEDA времето за нагряване се увеличава почти 2 пъти. Пробата загуба на тегло се намалява с 18-36%. При въвеждане в полимерни микросфери надлъжната слоеста структура се образува като филми, разделени от най-тънките въздушни процепи. В резултат на това се образува еластично, многослойно лабиринтно покритие, отразяващо топлината.

Диаметър на микросферите в диапазона 20-100 микрона, съизмерим с дължината на вълната на топлинното инфрачервено лъчение, което осигурява условията за максималното му усвояване на микросферите.

Извършени са DTA и TG анализи, които потвърждават ефикасността на въвеждането на микросферите (дериватограф Q-1500 D-V1326, атмосферата - въздух). Доказано е, че въвеждането на изследвани добавки повишава температурата на максималната загуба на тегло с 4%. Допълнителен положителен фактор е увеличаването на ендотермичната площ на пика с 43,2%, което показва при възникващи по време на отопление енергоемки процеси, които повишават ефективността на топлозащитния материал.

По този начин, проучванията показват, че използването на кухи алумосиликатни микросфери, модифицирани от олигомер, съдържащ фосфор-бор-азот, може да подобри устойчивостта на огън на топлина на еластомерните състави. В същото време чрез създаване на повърхността на микросферите на защитния филм на модификатора се постига запазване на целостта на повечето микросфери и има също директно доставяне на фосфор-бор-азотен олигомер в зоната на топлинен ефект, което осигурява по-равномерно образуване на кокс структура с малък размер на порите. Едновременно с това има увеличение на площта на ендотермичния пик на DTA кривата поради въвеждането на органоелементен модификатор, който позволява да се заключи, че подобряването на ефективността на топлозащитния материал.

Финансиране

Това изследване е финансирано с безвъзмездна финансова помощ от президента на Руската федерация за държавна подкрепа на млади руски учени - кандидати за научни изследвания. MK-1802.2020.3.

Авторите биха искали да признаят Менна Ахмед, Мариам Габра, Мариам Халед и Надин Хамед за прекрасната им работа и страст през цялата фаза (DM модератори 19), Санди Осама за нейното ръководство (DM модератор 17) и Хани Алдахол за неговото ръководство също така (Клиничен модератор 18 -) .В