авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Поливинилхлоридные пластизоли, модифицированные фосфорорганическими замедлителями горения

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ

Константин Леонидович

ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫЕ ПЛАСТИЗОЛИ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ ЗАМЕДЛИТЕЛЯМИ ГОРЕНИЯ

02.00.06 высокомолекулярные соединения

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Иркутск 2009

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Восточно-Сибирский институт МВД России» и в Иркутском институте химии имени А. Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент Плотникова Галина Викторовна
Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Лопырев Валентин Александрович кандидат химических наук Покатилов Федор Анатольевич
Ведущая организация: Институт химической физики РАН (г. Москва)

Защита состоится 24 июня 2009 г. в 1000 на заседании диссертационного совета Д212.074.06 при Иркутском государственном университете по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126, химический факультет ИГУ, ауд. 430

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного университета и на сайте www.isu.ru, в библиотеке ФГОУ ВПО «Восточно-Сибирский институт МВД России». Отзывы на автореферат высылать по адресу: 664003, Иркутск 3, ул. К.Маркса, 1, ИГУ, химический факультет, ученому секретарю диссертационного совета О. А. Эдельштейн.

Автореферат разослан 20 мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук., доцент О. А. Эдельштейн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полимерные материалы нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Обладая ценным комплексом свойств, они имеют существенный недостаток – низкую стойкость к горению. Проблема снижения горючести полимерных материалов остается нерешенной до настоящего времени как в России, так и во всем мире.

Почти 20% из используемых полимерных материалов приходится на изделия из поливинилхлорида (ПВХ), который применяется как в жестком, так и в пластифицированном виде. Половина ПВХ используется в качестве мягких пластмасс (пластикаты, пластизоли), в композиционный состав которых входит до 40-50% пластификаторов. Вследствие большого содержания пластифицирующих компонентов, несмотря на высокое содержание в ПВХ хлора, такие материалы являются наиболее горючими.

Существует несколько способов замедления процессов горения полимерных материалов, в том числе и материалов на основе поливинилхлорида. Одним из основных считается введение в состав композиции замедлителей горения, так называемых антипиренов.



Подбор замедлителей горения является сложной задачей, единой стройной теории замедления горения полимерных материалов на сегодняшний день не выработано, и поиск рецептуры для каждого изделия осуществляется опытным путем.

Ранее наиболее эффективными считались галогенсодержащие антипирены, которые снижали горючесть, но ухудшали эксплуатационные характеристики и увеличивали токсичность продуктов горения. Из-за их вредного воздействия на окружающую среду во многих странах введен запрет на использование таких соединений.

Перечисленных выше недостатков, присущих соединениям, содержащие галогены, в большей мере лишены фосфорсодержащие замедлители горения. Считается, что для обеспечения огнезащитного эффекта, их содержание в композиции должно быть более 5% по фосфору. Это, в свою очередь, приводит к удорожанию изделий и изменению их физико-механических свойств. Кроме того, методы получения таких соединений связаны с использованием токсичных веществ и технологически сложны, поэтому широкого применения в промышленности эти замедлители горения не находят.

Фосфорорганические соединения (ФОС), исследованные в качестве замедлителей горения, были синтезированы по реакции Трофимова-Гусаровой, в основу которой положен новый метод активации элементного фосфора (в первую очередь, его наименее активной, но более безопасной в экологическом отношении, красной модификации) в гетерогенных высокоосновных средах типа гидроксид щелочного металла – полярный негидроксильный растворитель (ДМСО, ГМФТА) или водный раствор гидроксида щелочного металла – органический растворитель – катализатор межфазного переноса. На основе этой реакции разработаны одностадийные и технологичные методы синтеза ранее не известных или труднодоступных ФОС – перспективных интермедиатов для дизайна материалов со специально заданными свойствами.

Работа выполнена в соответствии с междисциплинарными интеграционными проектами СО РАН № 153 «Направленный синтез фосфорорганических соединений на основе элементного фосфора: дизайн новых полидентатных хиральных лигандов, фоторецепторов, люминофоров, нелинейно-оптических материалов, экстрагентов, флотореагентов, антипиренов, строительных блоков для органического синтеза и удобных моделей для решения фундаментальных теоретических вопросов», и №32 «Разработка научных основ направленного синтеза функциональных фосфорорганических материалов с использованием элементного фосфора», а также планов научно-исследовательской работы ВСИ МВД России по изучению новых полимерных ФОС в качестве замедлителей горения для ПВХ пластизолей.

Целью работы является снижение воспламеняемости, горючести, дымообразующей способности пластифицированного поливинилхлорида при использовании в качестве новых замедлителей горения фосфорорганических соединений, и получение композиционных материалов с улучшенными физико-механическими свойствами.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

– оценка влияния добавок фосфорорганических соединений на воспламеняемость, горючесть, дымообразующую способность и физико-механические характеристики поливинилхлоридных пластизолей;

– выбор оптимального содержания антипирена в пластизолях.

Научная новизна работы. Изучено влияние фосфинхалькогенидов и фосфорорганических кислот различного строения на воспламеняемость, горючесть, дымообразующую способность и физико-механические характеристики поливинилхлоридных пластизолей. Показано, что все использованные соединения замедляют процессы термоокислительной деструкции поливинилхлоридных пластизолей; при этом снижается их воспламеняемость, замедляется скорость распространения пламени по поверхности образцов, снижаются горючесть, дымообразующая способность и концентрация вредных веществ в продуктах горения поливинилхлоридных пластизолей.

Замедление процессов горения пластизолей поливинилхлорида, содержащих замедлители горения, обусловлено формированием защитной пленки, в образовании которой принимают участие использованные ФОС. При непосредственном воздействии пламени на пластизоли происходит графитизация образца и формирование углеродного каркаса, армированного модифицированными молекулами замедлителя горения.

Введение исследованных фосфорорганических соединений снижает температуру формирования пластизолей, что исключает развитие термодеструкции в ходе получения образцов пластизолей.

Практическая значимость работы. Использование вышеуказанных фосфорорганических замедлителей горения позволило получить поливинилхлоридные пластизоли, обладающие пониженными воспламеняемостью, горючестью, дымообразующей способностью, с улучшенными физико-механическими характеристиками, что даст возможность получить трудногорючие изделия промышленного и бытового назначения.

Применение исследованных ФОС позволит исключить введение традиционных токсичных стабилизаторов в состав поливинилхлоридной композиции.

Установлено, что исследованные фосфорорганические соединения замедляют процесс горения поливинилхлоридных пластизолей при содержании фосфора в композиции значительно меньшем (до 5000 раз), чем при использовании промышленных фосфорсодержащих антипиренов.

Предложена вычислительная система МАТLAB (пакет Signal Processing Toolbox) для выбора оптимального содержания замедлителя горения в поливинилхлоридных пластизолях.

Публикации. Результаты диссертационного исследования опубликованы в 7 статьях и в материалах 17 конференций.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 11-ой научно-практической конференции: «Деятельность правоохранительных органов и федеральной противопожарной службы в современных условиях» (Иркутск, 2006), ХI Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и студентов с международным участием «Проблемы безопасности современного мира: средства защиты и спасения» «Безопасность - 06» (Иркутск, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы судебных пожарно- технических экспертиз» (Иркутск, 2006), Международной научно-практической конференции «Деятельность правоохранительных органов и федеральной противопожарной службы в современных условиях: проблемы и перспективы развития» (Иркутск, 2007, 2008, 2009), Международной конференции «Сопряженные задачи механики реагирующих сред, информатики и экологии» (Томск, 2007), VIII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2007, 2008), шестнадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности» - СБ-2007 Международного форума информатизации (Москва, 2007), XIII Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием «Проблемы безопасности современного мира: средства и технологии» «Безопасность - 08» (Иркутск, 2008), научно-практической конференции «Актуальные вопросы пожарной безопасности» ФГУ ВНИИПО МЧС России (Москва, 2008), 7-й международной конференции «Математическое моделирование опасных природных явлений и катастроф» (Томск, 2008), Межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы применения новых медико-криминалистических технологий в расследовании преступлений против личности» (Томск, 2008), Всероссийской конференции по макромолекулярной химии (Улан-Удэ, 2008), III Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность» (Иваново, 2008), XIV Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности» «Безопасность - 09» (Иркутск, 2009), Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы судебных экспертиз» (Иркутск, 2009).

Объем и структура. Диссертационная работа изложена на 143 страницах, включая 17 таблиц и 25 рисунков. Библиография насчитывает 154 наименования. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы, а также приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты исследования. В качестве объектов исследования были использованы поливинилхлоридные пластизоли, которые отличаются от других ПВХ-материалов максимальным содержанием пластификатора и являются наиболее горючими. Пластизоли были получены на основе эмульсионного ПВХ Е 6250-Ж, соответствующего требованиям ГОСТ 14039-78, молекулярная масса 55000. В качестве пластификатора использовали диоктилфталат (ДОФ), в качестве стабилизатора – стеарат бария и кадмия, а в качестве замедлителей горения были исследованы фосфорорганические соединения, представленные в табл.1.

Таблица 1. Характеристики исследованных замедлителей горения

Номер ФОС Название ФОС Структурная формула tпл., °С Содержание фосфора, %
I Три(1-пропен) и три(2-пропен) фосфиноксиды (1:3) 240 15,8
II Трис (1-нафтилметил) фосфиноксид 260 6,4
III Трис (4-винилбензил) фосфиноксид 137-140 9,7
IV Триc[2- (4-третбутилфенил)этил] фосфиноксид 146 5,4
V Бис(2-фенилэтил)-(1-фенил-2-бензоилэтенил) фосфинсульфид 94 6,6
VI Продукт взаимодействия красного фосфора и трис (4-винилбензил) фосфиноксида 290 25,5
VII Смесь бензил- и дибензил-фосфиновых кислот 145 17,2
VIII Аддукт стирилфосфоновой кислоты и 1, 2, 4 - триазола 125 14,2






Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.