Брехова Кристина Алексеевна - аспирант кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Kristina A. Brekhova - Postgraduate Student, Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA - Russian Technological University.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Симонов-Емельянов Игорь Дмитриевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Scopus Author ID 6603181099
Igor D. Simonov-Emel'yanov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA - Russian Technological University.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Scopus Author ID 6603181099
Пыхтин Александр Алексеевич – кандидат технических наук, доцент кафедры химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Alexander A. Pykhtin - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Chemistry and Technology of Plastics and Polymer Composites Processing, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies, MIREA - Russian Technological University.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Objectives. To identify general principles for the design of dispersed-filled polymer composite materials (DFPCMs) with different generalized and reduced parameters, as well as types of disperse structure with high fire resistance; to develop an algorithm for the creation of non-combustible polymer composites with flame-retardant fillers.
Methods. Scanning electron microscopy and laser diffraction were used to assess the shape, size, and particle size distribution of flame retardants. According to the presented classification of DFPCMs by structural principle, standard bar samples were obtained to determine the oxygen index (OI) and the fire resistance category.
Results. For the MFS-2 (medium filled system) and HFS (high filled system) structure types, the maximum resistance to burning (category V-0) is achieved with a generalized parameter of ® ≤ 0.40 volume fractions; the OI value increases in 2 times (up to ~40%) in relation to the polymer matrix.
Conclusions. In order to obtain a flame retardant DFPCMs (OI = 40%, category V-0) based on ethylene vinyl acetate with OI = 20% and magnesium hydroxide (brucite), the amount of water vapor released during the decomposition of the flame-retardant filler should be at least ~250 mL/g with a coke residue ~32%. A developed algorithm for calculating compositions and generalized parameters for the creation of DFPCMs having a predetermined type of disperse structure and high resistance to burning is presented.
Цели. Установить фундаментальные закономерности для проектирования составов дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов (ДНПКМ) с разными обобщенными и приведенными параметрами и типами дисперсной структуры с высокой стойкостью к горению, а также разработать алгоритм создания негорючих полимерных композитов с наполнителями-антипиренами.
Методы. Оценку формы, размера и распределения частиц по размерам для наполнителей-антипиренов всех марок определяли на сканирующем электронном микроскопе и методом лазерной дифракции. Согласно представленной классификации ДНПКМ по структурному принципу были получены стандартные образцы брусков для определения кислородного индекса (КИ) и категории стойкости к горению.
Результаты. Установлено, что для структуры ДНПКМ типа СНС-2 (средне-наполненная система) и ВНС (высоконаполненная система) при обобщенном параметре ® ≤ 0.40 об. Д. достигается максимальная стойкость к горению (категория ПВ-0), а значение КИ возрастает в 2 раза (до ~40%) относительно полимерной матрицы.
Выводы. Показано, что для получения стойких к горению ДНПКМ (КИ = 40%, категория ПВ-0) на основе сэвилена с КИ = 20% и гидроксида магния (брусита), количество выделяющихся паров воды должно составлять не менее ~250 мл/г при разложении наполнителя-антипирена, а коксовый остаток ~32%. Представлен алгоритм расчета составов, обобщенных параметров и создания ДНПКМ с заданным типом дисперсной структуры и высокой стойкостью к горению.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.