Повышение эффективности огнезащитных вспучивающихся композиций Завьялов, Дмитрий Евгеньевич

Введение к работе

Актуальность темы. Применение огнезащитных составов помогает сохранить несущую способность металлических элементов, конструкций здания даже при достаточно длительном воздействии огня, тем самым способствуя уменьшению ущерба от пожара. Фактический предел огнестойкости самих стальных конструкций, в зависимости от толщины элементов сечения и действующих напряжений, составляет от 0,1 до 0,4 часа. В то же время минимальные значения требуемых пределов огнестойкости основных строительных блоков, в том числе металлических, составляют от 0,5 и до 2,5 часов, в зависимости от условий, задаваемых типом конструкции. На сегодняшней день огнезащитные материалы лакокрасочного типа обеспечивают защиту от теплового воздействия 45 минут. Нами же разработан материал, у которого это время увеличено на 33% и составляет 60 минут. Повышение пределов огнестойкости металлоконструкций с помощью увеличения степени вспучивания защитных покрытий снизит риск быстрого обрушения здания и вытекающих из этого же последствий.

Степень разработанности темы

В диссертации обоснованно применение монофосфата аммония вместо полифосфата в огнезащитных композициях на органических растворителях. Исследовано влияние на защитный слой дополнительных добавок (интеркалированного графита и фуллерена). Основательно проработан вопрос применения интеркалированного графита как самостоятельного вспучивающего агента. Проработаны задачи, возникшие в ходе проведения основного исследования, и найдено их решение.

Цели и задачи исследования

Работа основной своей целью преследовала усовершенствование

существующих на сегодняшний день «традиционных» рецептур

огнезащитных композиций, посредством обоснования внесения изменений в

рецептурные составы и технологии изготовления исходных композиций

вспучивающихся огнезащитных покрытий. В перечень задач исследования входило:

1. Кардинально пересмотреть функции каждого из ингредиентов композиций применительно к возможному расширению пределов регулируемости эффективности защитного действия.

2. Обосновать применение монофосфата аммония в огнезащитных композициях на органических растворителях.

3. Исследовать влияние дополнительных добавок (интеркалированного графита и фуллерена) на пенококсовый слой

4. Определить возможности применения интеркалированного графита как самостоятельного вспучивающего компанента огнезащитной композиции

Научная новизна

4. 1. Высказано предположение, подтвержденное впоследствии экспериментально и доказанное на основе теоретических представлений о механизме образования интумесцентных структур, что при образовании исходного покрытия с последующим превращением его во вспененный ячеистый защитный слой при применении в качестве связующего органических растворов полимеров следует использовать не полифосфат аммония, а его мономерный однозамещенный гомолог.

   2. Доказано, что благодаря сходству строения поверхностных электронных структур углеродные нанотела - фуллерены - и интеркалированные графиты дают одинаковые по физическому смыслу каталитические эффекты повышения вспучиваемости.

   3. Показано, что комбинация интеркалированных графитов с разной температурой расширения образует вспененные структуры с повышенной эффективностью и меньшей летучестью.

   Теоретическая и практическая значимость полученных результатов

   Расширены представления о каталитическом влиянии интеркалированного графита подобно нанотелам типа фуллеренов. Это расширяет представления фундаментальной химии.

   К практической значимости относится то, что на основе результатов работы разработаны рецептуры огнезащитных композиций с применением интеркалированного графита. Разработана техническая документация и начат промышленный выпуск материала. Получен патент на изобретение (приложение А). Получен государственный сертификат пожарной безопасности (Приложение Б).

   Методологической основой Диссертационной работы, поставленных в ней проблем явились научные труды российских и зарубежных специалистов в области изучения интумесцентных огнезащитных композиций.

   Методы исследования

   Во время проведения исследований основных ингредиентов огнезащитных композиций применялись следующие методы:

   Метод обратного удара

   Метод окислительно-восстановительного потенциала

   Метод термографии

   Для исследования влияния дополнительных добавок на огнезащитные композиции применялись методы:

   Совмещение гидрофобного графита с водными композициями.

   Метод связывания и удержания частиц вспученного графита в огнезащитной композиции.

   Положения, выносимые на защиту

   4. 1. Физико-химическое обоснование применение монофосфата аммония вместо полифосфата аммония в огнезащитных композициях с применением органических связующих

      2. Исследование влияния на параметры коксового слоя дополнительных добавок (интеркалированного графита, фуллерена)

      4. 3. Оценка возможности применения интеркалированного графита не в сочетании с традиционными ингредиентами как дополнительной добавки, а как самостоятельного вспучивающего ингредиента.

         4. Лабораторное определение методов удерживания от улета вспученного графита.

         Апробация результатов

         Отдельные вопросы и разделы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях факультета Фотографии и технологий дизайна Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения в период с 2009-2011 гг., на XIV Международной научно- технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2012»(21-25 мая 2012 г., Тула - Ясная Поляна - Куликово Поле).

         Личный вклад автора

         2. Участие в постановке задач при выполнении этапов диссертационного исследования;

         3. Проведение экспериментов исследования;

         4. Анализ полученных результатов;

         5. Формулирование основных выводов и положений, выносимых на защиту;

         6. Внедрение в производство завершенных разработок.

         Структура и объем работы

         Диссертация сформирована таким образом, чтобы в наиболее доступной форме отразить актуальные проблемы по теме работы. Цели исследования, а также его задачи определили последовательность и объем изложения материала. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов по работе, заключения, списка литературы, включающего в себя 60 литературных источников и 3 приложений - Сертификат пожарной безопасности, акт внедрения разработок в промышленное производство, патент на изобретение «Способ получения виброшумопоглощающей огнезащитной композиции».

         Основной текст изложен на 110 страницах с 40 рисунками и 5 таблицами.

         Похожие диссертации на Повышение эффективности огнезащитных вспучивающихся композиций

         Повышение эксплуатационных характеристик полимерных фрикционных композиций добавками полиметилен-п-трифенилового эфира борной кислотыКорабельников, Дмитрий Валерьевич

         

         Повышение устойчивости бутадиен-винилиденхлоридного латекса для применения в составе наполненных композицийГалимуллин Айдар Ильдарович

         

         Повышение эффективности порошковой технологии приготовления резиновых смесейАнисимов Павел Вячеславович

         Разработка многофункциональных, водорастворимых композиций ПАВ для повышения эффективности эксплуатации скважин низких температурахТолоконский, Сергей Игоревич

         Повышение эффективности древесно-цементных композиций комплексными добавкамиГорностаева, Елена Юрьевна

         

         Повышение эффективности использования смазочных материалов путем разработки композиции аналога трансмиссионного маслаКорнев Алексей Юрьевич

         

         Повышение эффективности механо-химической активации цементных композиций в жидкой средеПлотников Валерий Викторович

         Повышение эффективности восстановления посадочных отверстий в корпусных деталях сельскохозяйственной техники композицией на основе эластомера Ф-40СМашин, Дмитрий Владимирович

         

         Повышение эффективности строительных материалов за счет механохимической активации бесклинкерных вяжущих композицийУрханова Лариса Алексеевна

         Повышение эффективности восстановления неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимер-полимерными композициямиБутин, Антон Владимирович