Введение к работе
Актуальность работы.
Развитие общества сопровождается обострением негативных проблем, лежащих в сфере экологии и безопасности жизнедеятельности. Особое место здесь занимают пожары и биологическая деструкция материалов, а также негативное воздействие биологических агентов разрушения на здоровье человека.
Необходимость соблюдения норм пожарной безопасности при проектировании и строительстве объектов с применением горючих материалов обусловило появление ряда разработок по огнезащите материалов и конструкций из древесины путем нанесения на их поверхность огнезащитных средств, базирующихся в большинстве на известных антипиренах с варьируемым соотношением и целевыми добавками. Имеются и технические решения по изготовлению материалов с введением антипиренов в структуру в технологическом процессе производства.
Второй не менее важной проблемой с точки зрения обеспечения безопасности является повышение стойкости материалов к биодеструкции, стойкости против биологических агентов разрушения.
Для деревянных конструкций в строительстве наиболее опасной принято считать биодеструкцию, вызванную низшими растениями - грибами. Это приводит к потере несущей способности конструкций, обрушению или деформации, при наступлении которой исключается возможность дальнейшей эксплуатации. Кроме того многие виды грибов патогенны или условно патогенны по отношению к человеку и животным, и могут вызывать многочисленные, иногда смертельные заболевания. Химический метод -практически единственный универсальный способ борьбы с грибами.
Значительная часть применяемых в современной практике препаратов обладают различными недостатками, например, узким спектром действия, высокими нормами расхода, низкой устойчивостью в окружающей среде и, напротив, излишней персистентностью, токсичностью для растений, животных и человека. К тому же у грибов со временем развивается резистентность к токсинам, вследствие чего последние теряют былую эффективность.
Таким образом, одной из важнейших задач для повышения пожарной безопасности и стойкости к различного рода биологическим агентам разрушения деревянных строительных конструкций является создание, совершенствование и научно обоснованное применения высокоэффективных комплексных огнебиозащитных средств и способов их применения, что в свою очередь требует не только дополнительного
изучения процессов горения и биодеструкции древесины, но и тщательного подбора компонентов огнебиозащитных составов.
Целью настоящей работы являлся подбор оптимального комплекса методов для испытания и оптимизации огнебиовлагозащитных составов для древесины и материалов на её основе, а также разработка рецептур комплексных препаратов, основываясь на выбранных методах анализа.
Достижение поставленной цели потребовало решение следующих задач:
анализа существующих средств и методов повышения огнебиовлагостойкости деревянных строительных конструкций, а также изучение процессов горения и био деструкции огнезащищенной древесины;
подбора компонентов и оптимизации комплексных огнебиовлагозащитных составов с использованием методов термического, дифференциально-термического и микологического анализов;
исследования физико-химических и огнебиовлагозащитных свойств разрабатываемой композиции;
-установления оптимальных технологических параметров производства и нанесения композиции в промышленных условиях;
- проведения опытно-промышленного внедрения разработанной композиции.
Научная новизна работы:
Впервые экспериментально подтверждена возможность получения комплексного огне-, био-, влаго-защитного не вспучивающегося покрытия на основе органорастворимых антипиренов, фунгицидов и функциональных добавок для защиты древесины и материалов на её основе;
Получены основные закономерности термоокислительного разложения огнезащищенной древесины в зависимости от качественного и количественного состава;
Подобран оптимальный комплекс методов исследования позволяющий оптимизировать не только огнезащитные свойства, но и биостойкость;
Получены аналитические зависимости между содержанием основных действующих веществ разработанной композиции и огнебиовлагозащитными характеристиками.
Практическая ценность работы заключается в том, что:
- разработана новая огнебиовлагозащитная композиция «Латик В» для деревянных
элементов конструкций, которая обеспечивает перевод древесины в трудносгораемый
материал, делает её стойкой к действию биологических агентов разрушения, а также
является не вымываемой, что увеличивает срок эксплуатации объектов и снижает пожарные и биотические риски;
отработаны технологические параметры производства композиции «Латик В» и технология нанесения покрытий на её основе;
разработаны технологические регламенты на производство и нанесение покрытия «Латик В» и технические условия ТУ 2311-001-96360602-08;
огнебиовлагозашитная композиция «Латик В» прошла сертификационные испытания в аккредитованных испытательных центрах Академии ГПС МЧС РФ и ИЛ «Сенеж».
Внедрение результатов. Технология производства огнебиовлагозащитной композиции на основе разработанной технической документации освоена в ООО «НПО Спецкомпозит».
На защиту выносятся:
Основные закономерности термоокислительного разложения огнезашищенной древесины в зависимости от качественного и количественного состава защитного средства.
Результаты оптимизации рецептуры разработанного состава с помощью методов термического и микологического анализа.
Физико-химические и огнебиовлагозащитные свойства разработанного состава.
Результаты сравнительных испытаний различных защитных составов с разработанной рецептурой.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях: IV и V Международном конгрессе молодых учёных по химии и химической технологии «UCChT-2008» (Москва, 2008 и 2009), а также на 8-ой международной специализированной выставке «Пожарная безопасность XXI века» (Москва, 8-11 октября, 2009).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе в 1 статье из списка журналов, рекомендованных ВАК, а также в 1 заявке на патент.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 144 наименования. Работа изложена на 115 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков и 17 таблиц, а также 2 приложения на 15 страницах.
