Горючесть полимеров обусловлена высоким содержанием углерода и водорода, из которого состоят макромолекулы. При нагревании макромолекулы легко распадаются на низкомолекулярные насыщенные и ненасыщенные углеводороды, которые подвергаются экзотермическим реакциям окисления. Таблица 1 | | Материал | Продукты пиролиза | Продукты горения | Температура зажигания, 0Спо ASTM 1929-68 | Кислородный индекс, %по ASTM 2863-76 | Полиолефины | Олефины, парфины, алициклические остатки углеводородов | СО, СО2 | 343 | 17,4 | Полистирол | Мономеры, димеры, тримеры стирола | СО, СО2 | 360 | 18,3 | Полиакрилаты | Мономеры | СО, СО2 | 338 | 17,3 | ПВХ | HCl, ароматические углеводороды | HCl, СО, СО2 | 454 | 47 (самозатухающий) | Поликарбонат | СО2, фенол | СО, СО2 | 482 | 27 | Полиамид 6,6 | Амины, СО, СО2 | СО, СО2, NH3, амины | 424 | 28,7(самозатухающий) | Полиэфиры | Стирол, бензойная кислота | СО, СО2 | 485 | 22,8 |
Природа большинства полимерных материалов такова, что их невозможно сделать полностью пожаробезопасными. Единственное, что можно сделать – это снизить их способность к возгоранию и поддержанию горения. Для этой цели применяются добавки, затрудняющие воспламенение и снижающие скорость распространения пламени – антипирены (Flame Retardants). Действие антипиренов основано на изоляции одного из источников пламени – тепла, горючего или кислорода. Для защиты изделий из пластмасс обычно используются комбинации антипиренов разного типа действия, обладающие синергическим эффектом. Опыт показывает, что самое опасное при пожаре - это густой дым и токсичные продукты горения, поэтому в последнее время разработки в области антипиренов направленны именно на предотвращение образования дыма и токсичных газов. Антипирены делятся на 3 большие группы: 1. добавки, химически взаимодействующие с полимером; 2. интумесцентные добавки; 3. добавки, механически смешиваемые с полимером. Добавки первого типа применяются, в основном, для реактопластов (эпоксидных, ненасыщенных полиэфирных и т.п. смол). В полиэфирных смолах используется в основном дибромнеопентил гликоль (DBNPG), а для эпоксидных лучшей системой признаны органические соединения фосфора. Эти соединения встраиваются в химическую сетку реактопластов и не ухудшают физико-механических свойств изделий. Добавки второго типа останавливают горение полимера на ранней стадии, т. е. на стадии его термического распада, сопровождающегося выделением горючих газообразных продуктов. Интумесцентный процесс заключается в комбинации коксообразования и вспенивания поверхности горящего полимера. Образующийся вспененный ячеистый коксовый слой, плотность которого уменьшается с ростом температуры, предохраняет горящий материал от воздействия теплового потока или пламени. Добавки третьего типа применяются для термопластов, реактопластов и эластомеров. Существует несколько типов таких добавок, из которых наиболее распространены три: 1. галогенсодержащие; 2. фосфоросодержащие; 3. гидроксиды металлов.
|