Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ теоретических и экспериментальных работ в области исследования свойств древесины, снижения ее пожарной опасности (литературный обзор) 16
1.1. Хвойные и лиственные породы древесины, особенности
1.2. Химический состав древесины 20
1.3. Физико-химические свойства древесины 24
1.3.1. Физические свойства древесины 24
1.3.2. Теплофизические свойства древесины 26
1.4. Пожароопасные свойства древесины и нормативные требования по применению ее в строительстве 30
1.4.1. Пожароопасные свойства древесины 30
1.4.2. Нормативные требования по применению древесины
1.5. Современные способы и виды огнезащиты древесины 55
ГЛАВА 2 Методы исследования 64
2.1. Объекты исследования 64
2.2. Методы исследования 67
ГЛАВА 3. Влияние химического состава древесины на низшую теплоту ее полного сгорания, пиролиз и термоокислительное разложение, физико- механические свойства 83
3.1. Влияние химического состава древесины на низшую теплоту ее полного сгорания 83
3.2. Пиролиз и термоокислительное разложение древесины 90
3.3. Физико-механические свойства древесины 109
ГЛАВА 4. Пожарная опасность древесины разных пород и видов 115
4.1. Характеристики воспламенения древесины и распространения пламени по ее поверхности 116
4.2. Тепловыделение при горении древесины 131
4.3. Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения древесины 138
ГЛАВА 5. Влияние естественного и искусственного старения древесины на ее физико-химические и пожароопасные свойства 147
5.1. Влияние естественного старения на физико-химические и пожароопасные показатели древесины 147
5.2. Влияние ускоренного искусственного старения древесины на ее физико-химические и пожароопасные свойства 167
ГЛАВА 6. Огнезащитные составы и покрытия для снижения пожарной опасности древесины 186
6.1. Огнезащитные пропиточные составы «КСД-А» для снижения пожарной опасности древесины 186
6.2. Огнезащитые вспучивающиеся (интумесцентные) покрытия на основе модифицированных полисахаридов растительного сырья 208
Заключение 246
Список литературы 249
- Физико-химические свойства древесины
- Пиролиз и термоокислительное разложение древесины
- Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения древесины
- Влияние ускоренного искусственного старения древесины на ее физико-химические и пожароопасные свойства
Физико-химические свойства древесины
Древесина представляет собой природный полимерный композит, возобновляемым сырьевым источником которого являются древесные растения. Это удивительные живые организмы, обладающие огромными биосинтетическими возможностями. Потребляя воду и диоксид углерода, микроэлементы и простые неорганические питательные вещества, поставляющие растению всего шесть элементов, а именно – углерод, водород, кислород, азот, серу и фосфор, они способны синтезировать все сложные органические вещества, необходимые для построения компонентов растительных тканей, роста и воспроизводства деревьев.
Первые древнейшие леса возникли в Палеозойскую эру эволюции Земли более 300 миллионов лет назад, и представляли собой вечнозеленые хвойные растения. Лиственные деревья появились позднее, в Юрский период Мезозойской эры 165 млн лет назад. Полагают, что они произошли от хвойных, и лишь затем превратились в растения с сезонным появлением и опаданием листьев. Их распространение стало значительнее в Кайнозойской эре 75 млн лет назад.
Россия является одной из самых лесных стран мира. На ее территории произрастает почти четверть лесов нашей Планеты. При относительно небольшом числе основных древесных видов наблюдается огромное внутривидовое разнообразие. К числу основных пород относятся шесть хвойных и тринадцать отечественных лиственных пород [1]. Однако выделено и описано множество подвидов, разновидностей, климатических популяций, клонов, спонтанных гибридов и других биологических форм этих основных пород [1].
Главными лесообразующими хвойными породами России являются лиственничные, сосновые и еловые деревья. На долю лиственничных лесов приходится 2/5 лесной площади страны и треть запасов древесины. При этом на всей территории России произрастает до 14 разных видов лиственницы. Ареалы их распространения обособлены географически. На северном пределе лесной экосистемы (субарктическая зона) наблюдается абсолютное доминирование лиственницы даурской (гмелины) и лиственницы Каяндера. Полагают, что в процессе эволюции именно эти разновидности лиственницы приобрели такие признаки, которые позволили растениям адаптироваться к экстремальным мерзлотным условиям, а также пожарным воздействиям [1].
Сосновые леса по распространенности стоят на втором месте среди хвойных пород, занимая 1/6 площади всех лесов страны, а еловые – на третьем (около 1/8 площади соответственно). Среди хвойных пород кроме упомянутых в числе основных выделяют кедр (как и сосна из рода Pinus), пихту (из рода Abies), а также тис (род Тaxus).
Хотя на долю лиственных лесов приходится лишь 1/5 часть площади лесов нашей страны, они характеризуются более существенным разнообразием, чем хвойные. Промышленное значение для получения разнообразной продукции имеют дуб (род Quercus), бук (род Fagus), ясень (род Fraxinus), липа (род Tilia), клен (род Acer), береза (род Betula), осина и тополь (род Populus), вяз (род Ulmus), ольха (род Alnus), орех (род Junglas) и другие [1].
Исследования многообразия морфологических форм древесных видов в лесных природных популяциях с позиций характера генетической структуры растений и их генетической обусловленности стали активно развиваться со второй половины прошлого столетия. Эти исследования являются научной основой для развития прикладных направлений лесного хозяйства, имеют большое практическое значение для решения проблем селекции древесных растений, для повышения продуктивности и качества древесины. Особый интерес при этом представляет вопрос о взаимодействии определенного генотипа растения с условиями среды произрастания, о влиянии генетических и экологических факторов на структуру, химический состав и свойства (отличительные признаки) древесины [2-5].
В настоящее время накоплена огромная информация об анатомическом строении и микроструктуре древесины разных пород и видов. При всей общности слоевой (зональной) картины макроструктуры древесины каждая порода и разновидность имеет свои особенности. Они проявляются, в частности, в количественном соотношении анатомических элементов макроструктуры, их размерах, цвете, свойствах [1].
Следует отметить, что некоторые элементы строения древесины присущи только лиственным породам или только отдельным видам хвойных пород. Так, например, смоляные каналы наблюдаются только у хвойных пород древесины. Только лиственные породы характеризуются наличием сосудов, заметных на поперечном разрезе древесины в виде отверстий округлой формы [1].
Микроструктура хвойных пород состоит из системы волокон (трахеидов), расположенных вдоль и поперек ствола, сердцевинных лучей, а также вертикальных и горизонтальных смоляных каналов, которые размещены в межклеточном пространстве. Примерный состав элементов: Продольные трахеиды – 93 %; Сердцевинные лучи и трахеиды – 6 %; Смоляные каналы – 1 %. Микроструктура древесины лиственных пород является более разнообразной и сложной по сравнению с хвойными породами. Распределение структурных элементов по объему, в типичной рассеяннососудистой древесине [6]: сосуды – 55 %; волокна либриформа и трахеиды – 26 %; древесная паренхима – 1 %; сердцевинные лучи – 18 %. Волокна либриформа получили название от сочетания латинских слов «либри» – лыко и «форма» – вид. Они относительно короткие, имеют узкие полости и толстые стенки. Паренхимные (вытянутые) клетки располагаются в сердцевинных лучах [1], которые частично выполняют функции хранилища запасных веществ. В древесине с кольцесосудистой микроструктурой значительный объем занимают крупные сосудистые элементы в ранней зоне древесины (с диаметром 200-400 мкм) и более мелкие сосуды поздней зоны (30-40 мкм). Обычно около сосудов располагается небольшое количество сосудистых трахеид, которые представляют собой переходящую форму между типичными трахеидами хвойных пород и сосудами. Базовыми элементами структуры древесины являются растительные клетки, которые образуют ткани разного строения и функционального назначения.
Пиролиз и термоокислительное разложение древесины
Сущность метода по ГОСТ 30402-96 состоит в определении параметров воспламеняемости материала при заданных стандартом уровнях воздействия на поверхность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания. Общий вид усовершенствованной установки на воспламеняемость приведен на рисунке 2.1.
Установка по определению параметров воспламенения материалов по ГОСТ 30402-96 была усовершенствована. Она была дополнительно оснащена устройством для регистрации изменения массы образца в ходе испытания и измерения температуры на его поверхности с помощью хромель-алюмелевой термопары. Испытания проводили при различных тепловых потоках в диапазоне от 5 до 50 кВт/м2. Обработка данных, полученных с использованием усовершенствованной установки, позволяет оценить динамику изменения массовой скорости выгорания (МСВ), ее максимальное значение (МСВтах) и время достижения МСВтах. Рисунок
Установка для определения параметров воспламеняемости с устройствами для измерения потери массы и температуры на поверхности образца во время испытаний: 1 – радиационная панель; 2 – защитная плита; 3 – образец; 4 – подвижная платформа; 5 – рычаг; 6 – противовес; 7 – весы типа ВЛЭ по ГОСТ 24104-80; 8 – рычаг; 9 – передвижной противовес; 10 – мультиметр
Метод экспериментального определения коэффициента дымообразования твердых веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044-89 [59] п. 4.18. Сущность метода определения коэффициента дымообразования заключается в определении оптической плотности дыма, образующегося при сгорании известного количества испытуемого вещества или материала.
Стандартные размеры образцов древесины: 40х40х10 мм. Образцы для испытания исходных модифицированных полисахаридов получали в виде пластин размером 40х40 мм. Толщина пластин была около 0,5 мм. Для получения пластин в специальные формы наливали заданное количество водного состава модифицированного полисахарида и высушивали до постоянного веса при температуре 40 С.
Для приготовления образцов сосны с огнезащитными покрытиями составы наносили на поверхность древесины кистью в несколько слоев из расчета расхода 300 г/м2. После высушивания привес покрытий был адекватен весу пластин исходных модифицированных полисахаридов (1,5 - 1,9 г).
Для каждого режима испытаний коэффициент дымообразования есть среднее арифметическое значений пяти образцов. За коэффициент дымообразования принимают наибольшее значение из полученных для двух режимов. По величине максимального коэффициента дымообразования (Dm, м2/кг) материалы подразделяются на следующие три группы: с малой дымообразующей способностью (Д1) - Dm 50; с умеренной дымообразующей способностью (Д2) - 50 Dm 500; с высокой дымообразующей способностью (Д3)- Dm 500.
Метод экспериментального определения показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов по ГОСТ 12.1.044-89 [59] п. 4.20.
Сущность метода заключается в сжигании исследуемого материала в камере сгорания при заданной плотности теплового потока и определении летального эффекта при воздействии на подопытных животных продуктов горения.
Критерием оценки токсичности продуктов горения является показатель токсичности (Нсьзо, г/м 3 ). Показатель токсичности продуктов горения представляет собой количество материала, при сжигании которого в объеме 1 м3 образуется концентрация токсичных продуктов горения, вызывающая гибель 50 % подопытных животных при 30-минутном воздействии. Токсичность продуктов горения в работе определяли газоаналитическим методом по содержанию в образующейся атмосфере монооксида и диоксида углерода, а также изменению концентрации кислорода. Для определения концентрации монооксида углерода использовали анализатор ГИАМ-14 с диапазоном измерений от 0 до 1 % , а для СО2 – прибор ГИАМ-14 с диапазоном измерений СО2 от 0 до 5 %. Допустимая погрешность составляла 2 %. Концентрацию кислорода измеряли с помощью прибора ГТМК-16 с диапазоном измерений от 0 до 21 % и допустимой погрешностью 2 %. Схема отбора проб продуктов сгорания для анализа содержания в газовой среде кислорода, монооксида и диоксида углерода представлена на рисунке 2.2.
При изучении токсичности продуктов горения исследуемых образцов плотность лучистого теплового потока варьировали в пределах от 18 до 65 кВт/м2. Для проведения испытаний подготавливают не менее 10 образцов размерами 60х60 мм и толщиной не более 10 мм. Перед испытаниями образцы выдерживают при температуре (20±2) С не менее 48 часов и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
Образцы для испытания непосредственно исходных модифицированных полисахаридов были получены в виде пластин стандартных размеров 60х60 мм. Толщина пластин была около 0,5 мм. Пластины получали аналогично описанной выше методике приготовления образцов для изучения дымообразующей способности. Для приготовления образцов древесины с огнезащитными покрытиями составы наносили на поверхность материала кистью в несколько слоев из расчета расхода 300 г/м2.
В зависимости от величины показателя токсичности продуктов горения материалы классифицируют по группам:
Схема системы отбора газов из установки Показатель токсичности продуктов горения материалов HCL50 (в г/м3) рассчитывали с учетом известных средних значений летальных концентраций оксидов углерода, установленных по биоотклику животных на гибель 50 % из них. По данным [111] средняя летальная концентрация СО равна 4800 и 3600 мг/м3 при времени экспозиции белых мышей 30 и 60 минут соответственно, а для СО2 она составляет 80000 мг/м3 при 30 мин. экспозиции. Смертельная концентрация кислорода СL50 О2 при его дефиците в атмосфере равна 5,4 %.
В работе оценивали общий токсический эффект действия образующихся оксидов углерода и вклад в него СО2 за 30 мин. период испытания материалов. Общий токсический эффект рассчитывали в виде аддитивной функции токсичности индивидуальных газообразных продуктов сгорания. Так как концентрация кислорода в анализируемой атмосфере во всех экспериментах была не менее 19,8-20,9 %, эффект дефицита кислорода был незначительным и им при оценке показателя токсичности продуктов горения пренебрегали.
Дымообразующая способность и токсичность продуктов горения древесины
Результаты исследования показывают, что содержание целлюлозы с увеличением срока эксплуатации до 150 лет уменьшается, а содержание лигнина возрастает (таблица 5.2). В южной части деревянного строения наблюдаются более значительные изменения, чем в его северной части. Примерно в равных условиях за 150 лет эксплуатации относительное содержание целлюлозы в элементах деревянных конструкций на южной стороне строения снизилось на 13,9 % , а на северной – на 9,1 %.
В процессе старения большую роль играют гидролитические и термоокислительные реакции разложения древесной субстанции. Реакции, протекающие при старении, затрагивают, прежде всего, олигомерную углеводную и экстрактивную составляющую природного полимерного композита. Разрушение макромолекул целлюлозы в аморфной части структуры приводит к образованию водорастворимых веществ, их вымыванию из материала под влиянием дождевых осадков, изменению объемной массы материала и собственно его прочности.
Важную информацию о динамике разложения древесины при ее нагревании на воздухе можно получить, используя термические методы анализа. В данном случае для исследования закономерностей термоокислительной деструкции различных пород древесины, а также угольного слоя на ее поверхности применяли автоматизированную модульную термоаналитическую систему TGA/DSC1 фирмы «MettlerToledo» (Швейцария). Установка была обеспечена модулем для программированного расчета кинетических параметров. Образцы готовили в виде тонко измельченного порошка весом 1,0–8,5 мг. Скорость нагрева составляла 5- 20 С/мин.
Для всех разновидностей древесины характерно наличие низкотемпературной стадии, обусловленной присутствием влаги, и двух основных этапов потери массы образца в области 240–400 С и 400–540 С. 153 Однако, положение и максимальные значения характеристических точек кривых ТГ, ДТГ и ДСК для разных пород древесины заметно отличаются. Увеличение скорости нагрева приводит к закономерному смещению термоаналитических кривых в более высокотемпературную область. Сравнительный анализ кривых приводит к выводу, что хвойные породы древесины при нагревании до температуры 360–400 С начинают разлагаться раньше и с большей скоростью, чем лиственные разновидности.
Термоокислительное разложение древесины является процессом, протекающим со значительным выделением тепла на всех его основных стадиях. Наличие экзопиков на кривых ДСК служит подтверждением этого факта. Разложение древесины на воздухе сопровождается ее обугливанием. Наибольшее выделение тепла при термоокислительном разложении связано с окислением карбонизованного продукта при высокой температуре.
В результате естественного старения древесины происходит существенное изменение ее термоокислительной стабильности [163, 164, 168]. На примере образцов древесины дуба, отобранных из досок икон Свято-Троицкой Сергиевой Лавры (Подмосковье), было показано влияние длительности эксплуатации объектов на процесс термоокислительного разложения древесной субстанции (рисунок 5.2).
Видно, что наблюдается значительное снижение термоокислительной стабильности образцов древесины дуба, особенно заметное по ДСК и ДТГ кривым. При естественном старении древесины дуба в период эксплуатации изделия более 460 лет снижаются все температурные показатели: температура начала разложения, температура максимальной скорости потери массы и пр. [163].
Рассмотрение термоаналитических кривых древесины приводит к важному выводу, что в результате естественного старения материала при длительной эксплуатации происходят трансформации, которые благоприятствуют условиям протекания реакции разложения, карбонизации древесины и окисления обуглероженного продукта. Такая ситуация обусловлена в значительной степени увеличением в результате старения содержания лигнина – высокоэнергетической ароматической составляющей древесины, изменением пористой структуры.
Особенно большой диапазон по сроку эксплуатации древесины и его влиянию на термическую устойчивость элементов деревянных конструкций был прослежен в работе [166]. Авторы располагали образцами сосновой древесины, которые соответствовали сроку службы в диапазоне до 525 лет. Обнаружен цикличный нелинейный характер изменения значений потери массы, а также кинетических параметров процесса разложения древесины.
Минимумы на кривых Еэфф = f(x) соответствовали времени эксплуатации деревянных сооружений около 100, 300 и 500 лет, максимумы были в области 200 и 400 лет. Почти синхронно изменялись и значения lg Z. В точках максимумов они возрастали на 2-5 порядков. Наиболее склонна к деструктивным процессам древесина в период первых 50-100 лет эксплуатации. Циклы повторяются через 200 лет. По мнению авторов [166] именно в периоды наименьшей стабильности следует ожидать увеличение пожарной опасности древесины.
В настоящей работе, прежде всего, было интересно выяснить влияние естественного старения образцов древесины на низшую теплоту полного сгорания. С этой целью использовали сухие образцы древесины разного эксплуатационного возраста. В таблице 5.3 приведены полученные результаты.
С увеличением продолжительности старения деревянных сооружений в древесине уменьшается углеродная составляющая, а содержание водорода и кислорода пропорционально друг другу возрастают. Исключением является древесина сосны, датированная 1830 годом, у которой содержание водорода снижалось до 3,88 %. Расчетная и экспериментальная оценка низшей теплоты полного сгорания образцов показывает, что с ростом эксплуатационного возраста древесины наблюдается тенденция к повышению значений низшей теплоты полного сгорания. Это происходит вследствие снижения в элементном составе содержания углерода и повышения водорода, который по вкладу в теплоту полного сгорания превышает углерод в 4 раза.
Влияние ускоренного искусственного старения древесины на ее физико-химические и пожароопасные свойства
В области 4000–2000 см-1 в Фурье ИК-спектре исходного МПС присутствует интенсивная и широкая полоса валентных колебаний гидроксильных групп с максимумом при 3428 см-1 и заметными выступами при 3313 см-1 и 3160 см-1. Пик при 3428 см-1 обусловлен наличием в полимере адсорбированной воды, связанной с макромолекулами МПС водородными связями. Выступы с более низкими частотами отнесены к валентным колебаниям OH групп в ассоциированной форме в структуре самого полимера. После термической обработки МПС при 200 С интенсивность полосы OH снижается, наблюдается только полоса с максимумом при 3326 см-1.
Таким образом, наглядно подтверждается сделанный выше вывод об удалении к этому моменту адсорбированной воды из полимера. Интересно отметить, что после удаления воды в ИК-спектре хорошо проявляются не только ассиметричные валентные колебания С-Н связей, прежде всего, в СН2 группах полимера (СН2 при 2919 см-1), но и симметричные (СН2 при 2850 см-1).
Разрушение водородных связей молекул воды с полярными атомами в структуре исходного полимера сопровождается закономерным сдвигом полосы СН 2943 см-1 в сторону низких частот. В области 2000–1400 см-1 в Фурье ИК-спектре исходного МПС присутствуют две интенсивные полосы поглощения при 1589 см-1 и 1452 см-1, согласно [198] характеристичные для ассиметричных и симметричных валентных колебаний карбоксилатных СОО групп. Солевая натрий карбоксилатная СООNa-группа дает дополнительную полосу при 1411 см-1. После удаления воды из образца МПС эта полоса, обусловленная валентными колебаниями (С-О-связей в солевой карбоксилатной группе, проявляется лишь в виде едва заметного «плеча» на полосе при 1441 см-1. В то же время становится отчетливой полоса ассиметричных валентных колебаний карбонильной группы C=O при 1776 см-1 в карбоксилатной группе неионизованной формы. Необходимо отметить, что в интенсивность полосы поглощения около 1450 см-1 значительный вклад вносят деформационные колебания С-Н и С-ОН связей метилольных групп.
В области 1400–1200 см-1 в спектре исходного МПС сильная полоса при 1383 см-1 и полоса средней интенсивности с максимумом 1233 см-1 могут быть отнесены к деформационным ножничным и веерным колебаниям СН2 связей в объемных боковых С6 и С3 гидроксиметиленовых группах глюкопиранозных циклов и окисленных звеньев МПС. Чувствительность полосы при 1301 см-1 к адсорбированной воде позволяет предположить, что она обусловлена деформационными колебаниями О-Н поворотных изомеров в СН2ОН группах макромолекул МПС.
Область ИК-спектра 1200-960см-1 характерна для проявления валентных колебаний C-O-C и С-О связей в С-ОН группах, антисимметричных валентных колебаний глюкопиранозного цикла, а также деформационных маятниковых колебаний СН2 групп. Колебания С-О-С-О-С связей объясняют появление в спектре МПС неразрешенного дублета с максимумами при 1023 и 1001 см-1.
Установлено [199], что полоса в интервале 1175-1140 см-1 может служить спектроскопическим признаком наличия гликозидной связи D-аномера полисахарида. После термической обработки МПС при 200 С все полосы, наблюдаемые в указанном интервале волновых чисел спектра, сохраняют сво положение и интенсивность.
Рассмотрим, наконец, область ИК-спектра 960-400см-1, которую часто называют спектральным «отпечатком пальцев» изучаемых веществ [199].
В этой области ИК-спектра исходного МПС наблюдается полоса средней интенсивности при 866 см-1 с выступом 847 см-1, характеристичным для деформационных экваториальных колебаний С1-Н атомов гликозидной связи в макромолекулах D(1,4)-полисахаридов. После термообработки МПС при 200 С последняя полоса лучше проявляется, а пик при 866 см-1 смещается в сторону высоких частот. Скорее всего, его можно отнести к деформационным колебаниям C1-H атомов гликозидной связи в окисленных звеньях МПС. В рассматриваемом интервале частот ИК спектра МПС имеются еще 2 полосы, характеристичные для D-глюкопираноз [131]: при 930 см-1 – относится к скелетным колебаниям кольца, а также при 761 см-1 – связана с пульсационным колебанием пиранозного кольца. Низкочастотные полосы поглощения в этой области ИК-спектра отражают внеплоскостные деформационные колебания С-H и O-H связей в макромолекулах МПС.
Фурье ИК-спектры МПС, подвергнутых изотермической обработке при 220 и 235 С (рисунок 6.12 в, г), в целом аналогичны спектру на рисунке 6.12 (б). Это позволяет сделать вывод, что на данной ранней стадии термического разложения МПС, находящегося в вязкотекучем состоянии, разрыв основных цепей макромолекул МПС практически не происходит.
Сопоставляя изменения в ИК-спектрах образцов МПС с результатами элементного состава и другими наблюдениями, приведенными выше, можно полагать, что термические трансформации МПС на этой стадии связаны с внутримолекулярными реакциями.
В ИК-спектре образца МПС, прогретого при 220 С, по сравнению со спектром на рисунке 6.12 (б) заметным является сдвиг полосы OH в высокочастотную область. Уменьшается интенсивность полосы 1600 см-1 относительно 1441 см-1 и возрастает при 879 см
Так как при 220 С наблюдается двукратное увеличение объема образца, по-видимому, основным вспенивающим агентом является выделяемая вода, частично удерживаемая в порах образующейся ячеистой морфологической структуры МПС. В результате карбоксилатные группы полимера могут находиться как в неионизованном, так и в диссоциированном состояниях. С повышением температуры до 235 С начинается реакция декарбоксилирования, сопровождающаяся образованием в окисленных звеньях МПС фрагментов типа -О-С1Н2-О-. Это объясняет фиксируемые изменения в ИК-спектре образца (например, снижение отношения интенсивностей полос OH/CH2), уменьшение отношения С/H в элементном составе продукта термообработки, увеличение коэффициента его вспенивания.
Полученные результаты в целом указывают на то, что вспенивание МПС происходит на самой первой стадии термического разложения при температуре 190-280 С в результате синхронных процессов уменьшения вязкости полимера при переходе его из стеклообразного в вязко-текучее состояние и химических реакций декарбоксилирования и дегидратации.
Реакции межмолекулярной дегидратации способствуют образованию сшитой пространственно-сетчатой структуры и стабилизации, упрочнению вспененного кокса.
В период нагрева до 280-300 С выход нерастворимого карбонизованного продукта составляет по массе 50 %. Важной термодинамической характеристикой МПС является полная теплота сгорания. Значения стандартной высшей и низшей теплоты полного сгорания оксидата крахмала (=0,5) в солевой натриевой форме были рассчитаны по методу групповых вкладов [19]. Они равны 15,496 и 14,256 кДж/г.
