LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності вогнезахисту деревини шляхом послідовного просочування антипіреном і полімерним антисептиком

розрахунку на безводні солі) можна досягти високої ефективності вогнезахисту (така деревина належить до першої групи горючості). За вмісту антипірену 29-30 кг/м3 деревина належить до ІІ групи горючості (допустима ефективність), а за вмісту антипірену менше 25 кг/м3 позитивного ефекту вогнезахисту досягти не вдавалося.

Виходячи з цього було виготовлено 3 серії зразків просоченої деревини розробленим антипіреном: І - зразки з вмістом антипірену 21-23 кг/м3; ІІ - 29- 31 кг/м3; ІІІ - 43 кг/м3. Після просочування деревини антипіреном зразки через 3- 4 години обробляли розчином полімерного антисептика методом напилення з пульверизатора. Окрім того, з метою зменшення розчинності полімерної плівки антисептика "Акватон" ще через 3-4 години зразки обробляли водним розчином полімеру карбоксиметилцелюлози (КМЦ). КМЦ належить до аніонактивних полімерів і з катіонактивним полімером "Акватон" утворює водонерозчинний комплекс. Плівка водонерозчинного комплексу на поверхні вогнезахищеної деревини може перешкоджати вимиванню антипірену з деревини і тим самим сприяючи збільшенню терміну її експлуатації. Результати дослідження ефективності вогнезахисту деревини шляхом послідовної обробки антипіреном, ансептиком та розчином КМЦ наведено в табл. 1.



Таблиця 1

Ефективність вогнезахисту зразків деревини шляхом послідовної обробки

антипіреном, антисептиком "Акватон", карбоксиметилцелюлозою (КМЦ)


Серія зразків Витрата сухих солей, кг/м3 Витрата антисептика "Акватон", г/м2 Витрата КМЦ, г/м2 Максимальна температура димових газів, 0С Середня втрата маси, % Група ефек-тивності вогнезахисту за ГОСТ 30219

1105 22 0,0 0,0 570 31 горючі

1105 22 2,3 0,0 300 16 ІІ

1105 22 2,3 2,3 290 14 ІІ

1106 31 0,0 0,0 330 15 ІІ

1106 31 2,3 0,0 280 8,4 ІВ

1106 31 2,3 2,3 270 8,2 ІВ

1107 43 0,0 0,0 220 8,6 ІВ

1107 43 2,3 0,0 190 75 ІВ

1107 43 2,3 2,3 190 6,8 ІБ


Результати, наведені в табл. 1, засвідчують, що зразки деревини після обробки антипіреном і антисептиком за ефективністю вогнезахисту відносяться до матеріалів першої групи ефективності (важкогорючі матеріали). Ці результати підтверджуються і після визначення індекса поширення полум'я по поверхні оброблених зразків за методикою ГОСТ 12.1.044. Тоді, відповідно до ДСТУ 30219-95, зразки деревини після послідовної обробки антипіреном і полімерним антисептиком класифікуються як важкогорючий матеріал (див. табл.2).

Таблиця 2

Результати визначення індекса розповсдження полум'я

по поверхні зразків вогне- та вогнебіозахисної деревини

Серія зразків Витрата сухих солей, кг/м3 Витрата антисептика "Акватон", г/м2 Витрата КМЦ, г/м2 Індекс поширення полум'я за ГОСТ 12.1.044 Група ефективності вогнезахисту за ГОСТ 30219

1108 23 0,0 0,0 27 горючі

1108 23 4,6 2,3 21 ІІ

1106 31 2,3 2,3 7,35 ІВ

1107 43 2,3 0,0 5,12 ІВ

1109 29 4,6 2,3 4,68 ІБ


Таким чином, послідовне просочування деревини антипіреном та полімерним антисептиком дозволяє підвищити ефективність вогнезахисту деревини, з використанням нетоксичних речовин, перетворити її на біозахищений матеріал ІV класу небезпечності.

Аналіз експериментальних результатів (табл. 1) дозволяє стверджувати, що полімерний антисептик "Акватон" служить синергістом до антипірена, що являє собою суміш ДАФ, СА і піноутворювача. Механізм цього явища з'ясовували із застосуванням термогравіметричного аналізу полімерного антисептика. Було встановлено, що температура самоспалахування антисептика "Акватон" дорівнює 4250С. Починаючи з температури 1450С відбувається топлення полімеру, а в межах температур 320-3750С спостерігається значний ендотермічний ефект, зумовлений його піролізом (рис. 2). Такі фізико-хімічні властивості полімеру сприяють гальмуванню термодеструкції целюлози в умовах пожежі. Це призводить до прояву ефекту синергізму в напрямку підвищення ефективності вогнезахисту деревини шляхом комплексної обробки її антипіреном і полімерним антисептиком.

Збереження вогнезахисних властивостей антипірену залежить від того, як швидко він вимивається з деревини. Для дослідження цього явища, крім теоретичних моделей, розроблено експериментальну методику дослідження процесу вимивання антипірену з вогнезахищеної деревини. В цій методиці стійкість до вимивання оцінюється за двома параметрами: за величиною індукційного періоду до початку дифузії компонентів антипірену в обєм рідкого середовища та за величиною коефіцієнта ефективної дифузії. Ці параметри визначено під час дослідження кінетики збільшення вмісту одного з компонентів антипірену, зокрема сульфату амонію, шляхом вимірювання концентрації сульфат-іону ваговим методом.

За результатами дослідження кінетики вимивання антипірену з вогнезахищеної деревини можна констатувати, що індукційного періоду для цих зразків не спостерігається. Хід залежності свідчить про те, що експериментальні точки розташовуються поблизу прямої лінії, а це означає, що процес вимивання відповідає запропонованій моделі пошарового вимивання антипірену з капілярно-пористої структури деревини. З використанням рівняння (5) знайдено значення коефіцієнта ефективної дифузії антипірена з вогнезахищеної деревини, яке становить 310-6 м2/с.

Результати дослідження кінетики вимивання антипірену з вогнебіозахищеної деревини за різної товщини плівки полімерного антисептика "Акватон", в тому числі після обробки її карбоксиметилцелюлозою, свідчать про наявність індукційного періоду. Незважаючи на досить жорсткі умови вимивання (зразки деревини занурювались у водний розчин сульфату, в якому його концентрація значно нижча, ніж у деревині), індукційний період досягає двадцяти хвилин. Характер розташування експериментальних точок на графіках залежності за моделлю вимивання антипірену з вогнебіозахищеної деревини, (точки розташовані поблизу прямої лінії - див. рис. 3), свідчить про адекватність теоретичної моделі експериментально досліджуваному процесу вимивання антипірену з вогнебіозахищеної деревини.

Рис. 3.2 - Криві комплексного термічного анализу речовини "Акватон-10"

Після знаходження tg для прямих, якими описується кінетика вимивання антипірену із зразків вогнебіозахищеної деревини (серії 206, 207, 208), з використанням рівняння (15), визначено значення коефіцієнта ефективної дифузії антипірену для різних зразків вогнебіозахищеної деревини. Для зразків серії 206 м2/с, для зразків серії 207 м2/с, для зразків серії