Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор по современному состоянию проблемы 9
1.1. Горение полимеров как сложный физико-химический процесс 9
1.2. Термическая деструкция полимерных материалов 11
1.3. Способы и механизмы снижения горючести полимерных материалов 13
1.4. Противопожарное остекление и направления в развитии светопрозрачных огнестойких строительных конструкций и триплексов 28
1.5. Полимеры для светопрозрачных триплексов различного функционального назначения 37
1.6. Модифицированные полимерные клеевые составы 43
1.7. Огнестойкие клеевые составы 49
1.8. Технология изготовления многослойных стёкол 56
Глава 2. Объекты и методы исследования 63
2.1. Объекты исследования 63
2.2. Методы исследования 66
2.2.1. Определение кислородного индекса 66
2.2.2. Метод «Огневой трубы» для определения группы твёрдых горючих веществ и материалов. Определение потери массы образца при поджигании на воздухе 69
2.2.3. Метод определения содержания нерастворимой фракции в полимеризате 71
2.2.4. Определение вязкости 71
2.2.5. Метод термогравиметрического анализа ГОСТ 21553-76 72
2.2.6. Определение скорости распространения пламени 74
2.2.7. Методика испытаний на термоводоустойчивость (усадку при кипячении) 75
2.2.8. Метод инфракрасной спектроскопии 75
2.2.9. Метод эмиссионного спектрального анализа состава образца 75
2.2.10. Испытание многослойного стекла на термоводостойкость 75
2.2.11. Испытания на влагостойкость 77
2.2.12. Испытания на воздействие ультрафиолетового излучения 78
2.2.13. Огневые испытания стеклянных стеклоблоков 79
Глава 3. Основные результаты исследований и их обсуждение 81
3.1. Модификация полимерных составов для пожаробезопасных стёкол 81
3.2. Разработка малокомпонентных составов для пожаробезопасных стёкол 94
3.3. Модификация малокомпонентных составов 111
3.4. Анализ свойств многослойных стёкол 127
Глава 4. Разработка технологии получения полимерных составов и многослойных стёкол на их основе 129
Выводы по работе 131
Список использованной литературы 133
Приложение 1
- Противопожарное остекление и направления в развитии светопрозрачных огнестойких строительных конструкций и триплексов
- Метод «Огневой трубы» для определения группы твёрдых горючих веществ и материалов. Определение потери массы образца при поджигании на воздухе
- Испытание многослойного стекла на термоводостойкость
- Разработка малокомпонентных составов для пожаробезопасных стёкол
Введение к работе
Актуальность проблемы. Облик современного города сегодня - это стекло фасадов его зданий, окон, балконов, витрин магазинов и выставочных центров, остановок муниципального транспорта, рекламных стендов и павильонов. Однако стекло имеет высокую плотность, неустойчиво к удару и неспособно противостоять распространению пожара при локальном его возникновении.
За семь месяцев 2007 года на территории РФ произошло 118919 пожаров, которые унесли жизни 8706 человек, в том числе 348 детей. Ежедневно происходил 561 пожар, в результате которых погибал 41 человек и 37 получали травмы. Огнем уничтожалось 162 строения. Ежедневный материальный ущерб составлял 21 млн. рублей. Лопнувшее во время пожара стекло мгновенно усили-вает воздушную тягу, причем порой так, что всё выгорает раньше, чем успевают приехать пожарные машины.
Современные пожарные требования, предъявляемые к зданиям и сооружениям, накладывают серьезные ограничения при выборе материалов для изготовления перегородок, окон и дверей.
На российском рынке пожаростойких конструкций в большей степени из-вестны конструкции, в которых используется дорогостоящее противопожарное стекло зарубежных компаний «GlasTroesch» (Швейцария), «Glaverbel» (Бельгия), «Saint Gobain» (Франция), «Pilkington» (Великобритания) и др. Это стекло с прослойками из минеральных гелей. Стоимость их, в зависимости от класса защиты, составляет от 6000 до 35000 руб/м . Кроме того, они требуют защиты от УФ-излучения и их не всегда можно эксплуатировать в условиях российского климата в наружных конструкциях. В России, в данной области, объем исследований невелик.
В связи с этим, исследования, посвященные разработке полимерных составов и их технологии, обеспечивающих создание светопрозрачных травмо- и
пожаробезопасных строительных конструкций, изучению их свойств, механизмов огнезащиты, являются актуальными.
Цель работы: разработка фотополимеризующихся составов гомогенной полимерной композиции пониженной горючести, технологии и конструкции многослойных пожаробезопасных светопрозрачных стёкол различного функционального назначения на их основе.
Задачи исследования:
Выбор компонентов композиции полимерных составов и их соотношения;
Исследование поведения компонентов в условиях высокотемпературного пиролиза и воздействия пламени;
Определение технологических параметров синтеза и механизмов сополимеризации компонентов полимерного состава; >
Исследование свойств многослойного стекла на основе полимерных составов и триплексов на их основе.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
Доказано, что при УФ-воздействии в присутствии фотоинициатора поли- . меризация глицидилметакрилата протекает по радикальному механизму, с раскрытием эпоксидного кольца, что обеспечивает формирование сшитых структур. Установлено, методом ИКС и исследованиями структуры и свойств сополимеров, наличие химического взаимодействия при сополимеризации ГМА и ГМЭМ.
Определено влияние соотношения компонентов многокомпонентного и двухкомпонентного составов и условий сополимеризации на структурообразо-вание, структуру и свойства сополимеров. При этом выбраны рациональные составы композиции (содержание фотоинициатора, катализатора), продолжительность УФ-воздействия, мощность потока, обеспечивающие формирование сополимеров с содержанием гель-фракции в полимеризате свыше 59%, не поддерживающих горение на воздухе, с кислородным индексом более 29% объем.,
7 обеспечивающих создание многослойных стёкол, относящихся к классу EI от 45 до 60.
Установлена возможность модификации двухкомпонентных составов с введением малых добавок (1% ГМЭМ или 0,025% MgO), обеспечивающих повышение эластических свойств составов, адгезии кокса, формирующегося при разложении полимерного слоя под воздействием огня, к силикатному стеклу.
Доказаны взаимосвязь конструкции стеклопакетов с показателями огнестойкости и возможность направленного регулирования показателей огнестойкости многослойных стёкол.
Практическая значимость работы.
Разработаны полимерные составы для многослойных стёкол, которые могут использоваться для пожаробезопасного наружного остекления, а также в стеклоблоках при создании противопожарных перегородок и дверей. Установлены технологические параметры приготовления полимерных составов. Определен класс огнезащиты стеклоблоков, изготовленных с прослойками из разработанных полимерных составов. Проведены сертификационные испытания образцов с получением сертификатов. Предложена технологическая схема производства многослойного стекла с применением разработанных полимерных составов.
Практические результаты работы внедряются в ОАО «Ламинированное стекло». Теоретические и экспериментальные результаты используются в учебном процессе подготовки специалистов по специальности 25.06.00 «Технология переработки пластмасс и эластомеров».
На защиту выносятся следующие основные положения:
результаты комплексных исследований по определению свойств используемых компонентов, параметров синтеза сополимеров и механизмов их сопо-лимеризации;
исследования по определению поведения разработанных составов при повышенных температурах и в условиях пожара;
8 разработка технологии многослойного стекла с полимерными прослойками, обеспечивающими необходимый класс огнезащиты.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждаются комплексом независимых и взаимодополняющих методов исследования: термогравиметрического анализа (ТГА), инфракрасной спектроскопии (ИКС), стандартных методов испытаний технологических, теплофизических свойств материалов.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы докла
дывались и получили положительную оценку на Международном симпозиуме
восточно-азиатских стран по полимерным композиционным материалам и пе
редовым технологиям «Композиты XXI века» (Саратов, сентябрь 2005 г.); 3-й
Международной конференции «Стеклопрогресс-ХХ1»(Саратов, май 2006 г.),
Всероссийской конференции с международным Интернет-участием «От нано
структур, наноматериалов и нанотехнологий к наноиндустрии» (Ижевск, июнь
2007 г.); 4-й Международной конференции «Композит -2007» (Саратов, июль
2007 г.). '
Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли свое отра
жение в 7 печатных работах. 5
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений.
Противопожарное остекление и направления в развитии светопрозрачных огнестойких строительных конструкций и триплексов
В последние годы число пожаров по России выросло до 240-300 тысяч в год, причем их основная доля (более 70%) приходилась на жилой сектор. Пожары преимущественно возникают от неосторожного обращения с огнем, нарушения правил пожарной безопасности и игнорирования нормативов при проектировании и строительстве зданий.
Существует несколько опасностей при пожаре: повышение температуры в зоне горения (может вызвать потерю несущей способности строительных конструкций зданий и сооружений, привести к тепловым ожогам поверхности кожи и внутренних органов людей); перемещение воздуха и продуктов горения (их направление движения определяет вероятные пути распространения пожара. Мощные восходящие тепловые потоки могут переносить искры и горящие угли на значительное расстояние, создавая новые очаги пожара); токсичные продукты горения (большая часть жертв пожара гибнет не от непосредственного воздействия пламени и высоких температур, а от удушья и отравления токсичными газами). Если возникновение пожара, как правило, является случайностью (спровоцированной несоблюдением правил безопасности, неосторожностью), то его развитие (распространение пламени) и конечный ущерб зависят от того, насколько строительные конструкции и оборудование подготовлены к подобной экстремальной ситуации. Поэтому эффективность огнезащитных решений и конструкций, подбор строительных материалов, являются одними из первостепенных моментов при проектировании любого сооружения. Регламентируемые в нормативной документации методы и средства борьбы с пожаром можно разделить на две категории - на активную и пассивную противопожарную защиту: активная противопожарная защита - набор технических средств, предназначенных для оперативного обнаружения и устранения очагов возгорания (система оповещения и управления эвакуацией, система аварийного поддержания температуры; автоматические установки пожаротушения, средства проти-водымной защиты; наличие площадки на крыше для спасательных вертолетов, подъёмники); пассивная противопожарная защита - состоит не в устранении пожара, а в его предотвращении или ограничении распространения (применение негорючих материалов, повышающих предел огнестойкости строительных конструкций, противопожарные преграды) [61]. Потенциальная пожароопасность определяется способностью конструкций зданий и сооружений сопротивляться воздействию пожара в течение определенного времени. Она зависит от свойств материалов строительных конструкций, а также свойств материалов, находящихся в помещениях.
Широкое применение фасадных систем, в том числе остекленных и вентилируемых, способствует совершенствованию архитектурного облика зданий и сооружений. Однако в публикациях [62-65] обоснованно подчеркивается, что повышение предела огнестойкости остекленных конструкций является отдельной практически нерешенной проблемой.
Противопожарные стёкла по своим защитным свойствам делятся на огнестойкие и изолирующие от огня. Огнестойкие препятствуют проникновению огня в течение определенного времени. Изолирующие от огня стёкла не только препятствуют проникновению огня, но и защищают от проникновения теплового излучения [66].
Для оценки противопожарных свойств стёкол Европейским стандартом EN 357-1 в 1998 году введены критерии предельных состояний: по признаку потери несущей способности - R, целостности - Е, теплоизолирующей способности -1.
Предел огнестойкости строительных конструкций - это время в минутах с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до обрушения, необратимых деформаций, образования сквозных трещин) или прогрева противоположной от огня поверхности до температуры 220С, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов [67].
На динамику развития пожара в помещении и распространения огня по зданию в значительной степени влияет поведение оконных стеклопакетов. Остекление представляет собой весьма уязвимую часть ограждающих конструкций, с точки зрения огнезащиты. При всех своих преимуществах, остекленные строительные конструкции имеют недостатки с точки зрения безопасности, которые отчетливо проявляются при использовании стандартных листовых стекол, предел огнестойкости которых крайне мал (всего несколько минут).
При разрушении оконных остеклений резко возрастает приток воздуха в помещение ставшее очагом пожара. В этом случае процесс горения резко интенсифицируется и охватывает все помещение, пожар начинает быстро распространяться по зданию. Часто в результате этого огонь и высоконагретые продукты горения выбрасываются наружу, разрушают оконное остекление верхних этажей и пламя распространяется на вышележащие этажи. Если такая ситуация возникает на начальном этапе развития пожара, до прибытия пожарных подразделений, опасность гибели людей резко возрастает.
Согласно статистическим данным, в среднем пожарные подразделения прибывают к месту пожара не позднее чем через 10 минут после вызова. Поэтому элементы остекления зданий должны обладать пределом огнестойкости (по потери целостности) не менее 10 минут. Это не позволит огню распространиться по зданию до прибытия пожарных подразделений. Соответственно угроза гибели людей будет значительно снижена и ликвидация пожара не потребует привлечения дополнительных сил [68].
Метод «Огневой трубы» для определения группы твёрдых горючих веществ и материалов. Определение потери массы образца при поджигании на воздухе
Предлагаемый способ позволяет получать широкий диапазон толщин склеивающих слоев от 0,5 мм до 1 мм с разнотолщинностью по всей плоскости изделия не более 0,1 мм; крупногабаритные изделия из тонких стекол без разрушения; прочную краевую зону в слоистых изделиях, так как в краевой зоне происходит затекание полимера на торец стекла; изделия с высокими прочностными характеристиками вследствие отсутствия оптических искажений; многослойные изделия за один технологический цикл, что резко повышает производительность труда при изготовлении изделий прозрачной брони.:
Для снижения металлоёмкости, уменьшения энергоёмкости, стоимости изготовления и габаритов разработана линия для изготовления стекол триплекс, состоящая из оборудования, установленного по ходу технологического процесса [144]. Новым в линии является оборудование, разработанное на основании новой технологии изготовления стёкол триплекс, согласно которой вместо ПВБ плёнки применяется олигомер-мономерная смесь. К этому оборудованию относится конвейер, расположенный между рольгангом с откатчиками и продольным рольгангом, устройство заполнения пакетов олигомер-мономерной смесью, расположенное над конвейером, две камеры облучения УФ-лучами пакетов стекла, через края проходят продольные рольганги, по которым перемещаются ложементы с пакетами стекла. При изготовлении стекла триплекс с применением жидких фотоотвер-ждаемых композиций в работе [145] предложено при сборке стеклопакета между стёклами устанавливать дистанциирующий элемент и заполнение полости зазора между стёклами производить в несколько стадий, каждая из которых включает заполнение не более трети свободного от жидкой фотоотверждаемой композиции объёма с последующим вибрационным воздействием на стеклопа-кет в течение 3-5 минут и с частотой 5-15 Герц.
Способ производства многослойного стекла [129] состоит из следующих стадий: нанесение терморазбухающего покрытия на стекло для образования пленки; сборка стеклопакета, которая включает монтаж стекол и их герметизацию по периметру; заполнение зазора между стекол полимерным фотоотвер-ждающимся материалом, находящимся в контакте с терморазбухающим покрытием; УФ-полимеризация.
Авторами [146] предложен способ изготовления многослойного стекла, включающий сборку пакета из листов стекла, установку пакета под углом к горизонтали, заполнении межстекольного пространства композицией, полимери- зующейся под действием УФ-облучения, удаление воздушного пузыря из межстекольного пространства, герметизацию, воздействие УФ-облучения на; по- верхность пакета. Существенным отличием от ранее предложенных разработок является то, что перед воздействием УФ-облучения, поверхность пакета маскируют по периметру, а после воздействия «маску» удаляют и проводят повторное УФ-облучение всей поверхности пакета.
Для снижения стоимости огнестойких светопрозрачных конструкций при сохранении их высокой теплоизолирующей способности была разработана [138] оригинальная конструкция огнестойких панелей. Конструкция содержит металлический каркас с одной или более ячейками, в каждой из которых расположен стеклопакет. Стеклопакет выполняет из двух и более многослойных, состоящих из двух стёкол, расположенных на определенном расстоянии друг от друга при помощи распорок, причем полое пространство между многослойными стёклами заполняют газом. В качестве газа целесообразнее использовать воздух, а в качестве стёкол - закаленные силикатные стёкла. Предпочтительно, чтобы металлический каркас был выполнен из стального профиля с огнезащитным покрытием, ячейки были бы выполнены в форме прямоугольника, квадрата или ромба, и имели бы размеры в пределах от 300x600 до 2200х 1600 мм, а расстояние между триплексами в стеклопакете от 6 до 12 мм.
Способ получения многослойного стекла [147] с помощью технологии заливки смолой отличается от ранее предложенных тем, что для краевого уплотнения элемента из стеклянных пластин используют легкоплавкое клеящее вещество, содержащее гомо- и сополимеры акрилатов или метакрилатов или их смеси. Легкоплавкое клеящее вещество наносится на края стеклянной пластинки на которую ровно накладывается вторая стеклянная пластинка, затем полученный элемент уплотняется до заданной толщины. Пространство между стеклами заполняется заливочной смолой, которая в последствии отверждается.
Огнестойкая светопрозрачная конструкция [148] содержит каркас с одной или более ячейками, в каждой из которых расположен стеклопакет, выполненный из стекол, размещенных на расстоянии друг от друга и покрытых слоем полимерного материала, при этом свободное пространство между стеклами выполнено газонаполненным. Стеклопакет состоит из пяти силикатных стекол, последовательно соединенных распорными рамками в виде двухсторонней клеящей ленты, при этом слои полимерного материала нанесены на соседние поверхности двух стекол, расположенных с обеих сторон стеклопакета, а в качестве полимерного покрытия использован огнезащитный модифицированный раствор водорастворимого силиката натрия, причем пространство между стеклами от граней стекол до двухсторонней клеящей ленты по периметру заполнено высокотемпературной клеящей мастикой, которая расположена между двумя стеклами с обеих сторон стеклопакета.
Однако конструкция обладает недостаточной прочностью и не обеспечивает необходимую надежную защиту объекта от распространения огня, по 62 скольку по истечении 30 и более минут в результате потери целостности на стеклопакете образуются сквозные трещины или отверстия, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения и пламя, что будет препятствовать эвакуации людей и имущества.
Таким образом, анализ литературы показал: практически полное отсутствие работ, опубликованных в периодических изданиях, а разработки, приведённые в патентных работах, в основном имеют сложные технические решения либо не обеспечивают требуемого комплекса технических свойств, либо отсутствуют данные об испытаниях изделий по ГОСТам и о соответствии изделий требованиям ГОСТов на светопрозрачные огнестойкие конструкции. В связи, с чем проводимые исследования по разработке составов заливочных композиций, обеспечивающих стеклопакетам прозрачность, травмобезопасность и способность противостоять продвижению фронта пламени является актуальным.
Испытание многослойного стекла на термоводостойкость
Сущность метода состоит в определении снижения коэффициента направленного пропускания света или изменения цвета многослойного стекла при продолжительном воздействии ультрафиолетового излучения.
Испытания проводят на трех образцах размером не менее (76x300) мм, не содержащих пороков внешнего вида, вырезанных из многослойного стекла.
В качестве источника ультрафиолетового излучения используют дуговую лампу со средним давлением паров ртути, с трубчатой кварцевой колбой свободного от озона типа. Ось лампы должна быть расположена вертикально. Номинальные размеры лампы: длина - 360 мм, диаметр - 9,5 мм. Длина дуги -(300±14) мм. Лампа работает при (750±50) Вт.
Допускается использовать другой источник ультрафиолетового излучения, при этом необходимо проверить, чтобы воздействие этого источника было таким же, причем сравнение должно быть сделано путем замера энергии, излучаемой в пределах длин волн от 300 мкм до 450 мкм, все излучения других волн должны быть исключены путем использования подходящих фильтров. Источник излучения затем используют с подобранными фильтрами.
Силовой питающий трансформатор и конденсатор должны обеспечить подачу на лампу начального пикового напряжения минимум 1100 В и рабочего напряжения (500±50)В.
Для проведения испытаний используют устройство, обеспечивающее вращение испытываемых образцов - 1-5 оборотов в минуту вокруг источника излучения, расположенного в центре. Допускается проводить испытания на образцах, установленных неподвижно, если излучение лампы равномерно по всем направлениям с погрешностью не более 5 %.
Перед облучением на трех образцах определяют коэффициент направленного пропускания света по ГОСТ 26302 с погрешностью не более 1%. Защищают часть каждого из образцов от воздействия облучения, затем помещают испытываемые образцы в испытательную аппаратуру на расстоянии (230±10) мм от оси лампы, причем длинная сторона должна быть параллельна лампе. Лицевая часть каждого образца, которая выполняет роль внешней стороны остекления здания, должна быть обращена к лампе. Выдерживают испытываемые образцы под воздействием излучения в течение не менее 100 часов, поддерживая температуру образцов при испытании (45±5)С. После проведения испытания определяют коэффициент направленного пропускания света облученной части каждого образца по ГОСТ 26302 с погрешностью не более 1 %. Сравнивают результаты определения коэффициента направленного пропускания света экспонированных образцов с величиной, полученной для тех же самых испытываемых образцов перед проведением испытания. Оно должно составлять не менее 90 % от исходного значения. Изменение цвета определяют путем визуального осмотра образцов, уложенных на белую основу, и сравнения цвета экспонированного и неэкспонированного участков каждого образца. Изменение цвета должно отсутствовать. Образец огнестойкого стеклоблока изготовлен из листовых силикатных стекол (ГОСТ 111-90) толщиной 4 мм. Пространство между стеклами заполнены полимерной композицией, либо - газонаполненные. Огневые испытания образцов огнестойких стеклоблоков с целью изучения поведения и оценки огнестойкости при одностороннем тепловом воздействии проводили по стандартному температурному режиму по ГОСТ 30247.0-94. Испытания образцов огнестойких стеклоблоков проводились на вертикальной испытательной установке (печи), оснащенной необходимыми приборами и оборудованием для создания и регулирования стандартного температурного режима при одностороннем нагревании образцов в соответствии с тре-.-бованиями ГОСТ 30247.0-94. Каждый из испытываемых образцов устанавливался в металлическую раму, изготовленную из уголка 25x25 мм, печи, оклеенную асбестовым шнуром, с проемом 500x500 мм в вертикальном положении и закреплялся к прижимной металлической раме крепежными винтами. Верхняя панель (козырек) располагается на расстоянии 100 мм от верхней кромки испытываемого образца. Все зазоры и щели между образцом и стенкой заделывались негорючим теплоизолирующим материалом. Температурный режим в огневой камере печи и с внешней стороны под козырьком контролировался термопарами ТХА ГОСТ 6616-86 и регистрировался универсальным комбинированным прибором С-91. Термопара в огневой камере печи располагалась на расстоянии 100 мм от обогреваемой стороны образца. Потеря целостности конструкции (Е) оценивалась визуально. Данный параметр характеризуется образованием в образце сквозных трещин и отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения и пламя или выпадением остекления из рамы. Потеря теплоизолирующей способности (I) достигается, если интенсивность теплового потока излучения, из-меряемая на необогреваемой поверхности стеклопакета, превышает 3,5 кВт/м , что соответствует температуре 240 С. Место проведения испытаний - экспериментальная база ОАО «Ламинированное стекло» (г. Саратов) и ВНИИПО (г. Москва). Температура окружающей среды в лаборатории при подготовке и проведении испытаний - 25С. Относительная влажность воздуха в испытательном помещении - 65%.
Разработка малокомпонентных составов для пожаробезопасных стёкол
Управлять процессом синтеза многокомпонентной композиции сложно и поэтому в дальнейших исследованиях определялась возможность создания составов с минимальным содержанием компонентов при сохранении всех свойств композиции: способности формировать трёхмерную структуру, прозрачности, хорошей адгезии к стеклу.
В соответствии с необходимыми требованиями в качестве основных компонентов исследовались ГМА и ХСС при различном их соотношении (70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70). Выбор рационального состава проводили по количеству ГФ в полимеризате и поведению составов при горении, табл.12.
Исходя из необходимости создания материала пониженной горючести, для исследований был выбран образец состава: 50ГМА+50ХСС. Способность составов сохранять свойства в условиях хранения до переработки (жизнеспособность) оценивалась по изменению реологических свойств. При этом вязкость составов должна не превышать значения 2-Ю5- 2,05-105 Па-с при температуре 25 С, что обеспечивает возможность заполнения ими пространства между стёклами шириной 1-2 мм. Исследовались составы, содержащие фотоинициатор и катализатор (рис.10,кр. 1,2) и только фотоинициатор (рис.10, кр.З и 4).
Для составов без ФК отмечена зависимость вязкости от условий эксперимента. В отсутствии света вязкость составов незначительно увеличивалась лишь через 14 суток, а сохранение жизнеспособности состава наблюдалось в течение 49 суток (рис.10, кр.4). При воздействии на образцы дневного света вязкость возрастает значительно быстрее и по истечении 27 суток состав запо-лимеризовался (рис.10, кр.З). В обоих случаях способность составов к переработке сохраняется длительное время.
В присутствии катализатора процессы взаимодействия компонентов протекают с большей скоростью. Однако хранить приготовленные составы и в темноте и на свету можно в течение 10-13 суток.
При выборе параметров синтеза двухкомпонентных составов исследовано влияние количества ФИ на содержание ГФ в отсутствии ФК. Полимеризацию осуществляли в течение времени, обеспечивающим максимальное содержание сшитых структур. В связи с чем, время полимеризации составов с различным содержанием ФИ различно.
Полученные результаты (табл.13) показали, что с увеличением содержания ФИ в системе полимеризация происходит за меньшее время, количество ГФ закономерно увеличивается. Однако видимо, с увеличением количества ФИ скорость сополимеризации компонентов смеси возрастает, что сопровождается возникновением высоких напряжений при полимеризации и появлению на поверхности образцов дефектов, образованию пор. В результате релаксации напряжений наблюдается усадка, приводящая к нарушению сплошности образцов. Также необходимо учитывать нецелесообразность использования ФИ в больших количествах в связи с его высокой стоимостью.
Со временем содержание сшитых структур в полимеризате изменяется незначительно (табл.13), но такого их количества недостаточно для решения основной задачи - обеспечения высокого выхода карбонизованных структур, противостоящих разрушению стеклопакетов при пиролизе и горении. В связи с этим, в состав, содержащий 50 ГМА+50 ХСС+0,4 ФИ вводился катализатор. В отсутствие ФИ, независимо от содержания фосфорной кислоты (2-Ю масс.ч), составы, после УФ-инициирования, оставались в первоначальном жидком состоянии. Добавление ФИ привело к образованию трёхмерной структуры после полимеризации.
Замечено, что дополнительное введение в предыдущий состав катализатора ионной полимеризации ускоряет процессы взаимодействия, скорости реакции возрастают, и вязкость незначительно зависят от условий испытания (рис.10, кр.1 и 2). Одновременно с процессами структурообразования в данных составах оценивалось изменение плотности составов.
Таким образом, каталитическое действие ФК и инициирующее ФИ проявляются при синтезе лишь при совместном их присутствии в композиции.
Отмечен аналогичный изменению вязкости, характер изменения плотности состава от условий проведения эксперимента, рис Л1. Более сшитая структура формируется при 2% содержании ФК. Однако в этом случае отмечена некоторая диффузия избытка катализатора к поверхности образца, что может вызвать растриплексацию полимерного слоя с силикатным стеклом. Поэтому рациональным является содержание катализатора в количестве 1% масс. Взаимодействие компонентов ГМА и ХСС оценивалось методом ИК-спектроскопии, для чего были исследованы как незаполимеризованный, так и подвергнутый УФ-воздействию составы (рис.12). В образце незаполимеризованного состава отмечено наличие пиков валентных колебаний ОН-групп (3416 см 1), относящихся к ФК, являющейся катализатором процесса сополимеризации ГМА и ХСС. В спектрограмме имеются также пики валентных колебаний связей групп СН3 (2958 см"), СН2 (2890 см 1), СО (1719 см 1), СС1 (797 и 686 см 1), входящих в состав образца. В спектрограмме полимеризата данного состава существенно увеличился пик валентных колебаний связи ОН-группы (3414 см"1) и уменьшился пик валентных колебаний связи С=С . Появление в спектре заполимеризованного состава колебаний чётных последовательностей (СН2)П (748 см"1), отсутствующих в незаполимеризованном образце, может свидетельствовать о присоединении молекулы ХСС к ГМА по типу «голова к голове».
