Plastics_9_2011

СПЕЦТЕМА/ ТЕРМОСТОЙКОСТЬ И НЕГОРЮЧЕСТЬ П Л А С Т И К С № 9 ( 1 0 3 ) 2 0 1 1 w w w . p l a s t i c s . r u 58 изводства и потребления антипиренов явля- ются Европейский Союз и США, на которые приходится более 50 процентов от общего объема мирового рынка. В течение последних лет наблюдался устойчивый рост отечественного рынка ан- типиренов. Вступление в силу Федерального закона №ФЗ-123 о повышении требований к пожаробезопасности, а также введение но- вых ГОСТов в кабельной промышленности и строительстве, ужесточающих требования к негорючести и нетоксичности изделий, бу- дет стимулировать рост этого рынка в даль- нейшем. Доля импорта на российском рынке анти- пиренов весьма значительна. В РФне произ- водятся многие виды антипиренов: бромсо- держащие; высококачественный тригидрат алюминия; высококачественный гидроксид магния; некоторые виды фосфорных анти- пиренов. Инертные наполнители и огнезащитные покрытия Другим способом снижения горючести полимерных материалов является введение инертных наполнителей—веществ, которые не оказывают существенного влияния на со- став и количество продуктов пиролиза поли- меров в газовой фазе и величину коксового остатка в условиях горения. Многие наполнители повышают огне- стойкость за счет снижения доли горючего материала и затрат тепла на нагрев неорга- нической фазы, поэтому снижение горюче- сти достигается при большом содержании высокодисперсного наполнителя. Однако при больших степенях наполнения мате- риал становится слишком хрупким, его физико-механические свойства обычно не удовлетворяют необходимым требованиям. Исключения могут составить некоторые материалы строительного назначения, по- лучаемые прессованием и спеканием. Для переработки экструзией и литьем под давле- нием такие материалы обычно не пригодны из-за высокой вязкости расплава. Подбор наполнителей, выполняющих несколько функций, в том числе и замедли- телей горения, должен осуществляться с уче- том возможных взаимодействий наполните- ля со связующими и другими компонентами при их разложении. Слабый контакт между связующим и наполнителем и его разруше- ние при горении ускоряют горение. Перспективным направлением в области снижения горючести пластмасс является применение таких видов инертных напол- нителей, как полимерные нанокомпозиты, органические коксообразующие системы, а также предкерамические структуры, высоко- температурный пиролиз и горение которых приводит к образованию огнестойких кера- мических структур. Особую группу полимерных материалов с повышенной огнестойкостью представляют собой композиты, где в качестве наполни- телей используются минеральные нанораз- мерные керамические природные и синте- тические частицы. Исследования в области нанокомпозитов могут привести к получе- нию нового поколения антипиренов, кото- рые будут и эффективными, и экологически безвредными. Преимущество нанокомпози- тов состоит в том, что используются неболь- шие — 4-6-процентные — концентрации для обеспечения огнестойкости, при этом добавки не оказывают неблагоприятного МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫЕ АНТИПИРЕНЫ В последние годы интенсивное развитие получило введе- ние антипиреновых добавок в полимерные композиции в виде микрокапсул. Оболочку капсулы, размеры которой составляют десятки и сотни микрон, изготавливают из полимера — например, из желатина, поливинилового спирта. Жидкость (четыреххлористый углерод, тетрафтордибромэтан), находя- щаяся внутри микрокапсул, к моменту их вскрытия подвергается силь- ному перегреву — на 100-200°С выше температуры кипения. При до- стижении температуры начала разложения оболочки микрокапсулы на ее поверхности образуются дефекты, которые становятся зародышами образования газовой фазы. Если к этому моменту жидкость перегрета, происходит резкое увеличение давления, и микрокапсула взрывается. Чем сильнее перегрета жидкость, тем сильнее взрыв. Наличие микровзрывов приводит к диспергированию полимерной ма- трицы: частички полимера отрываются от основной массы и уносятся из зоны пламени. Органический полимер, который в обычных условиях под действием пламени пиролизуется, образуя горючие газовые про- дукты, в результате диспергирования уносится в виде твердых частиц, окруженных газовым облаком антипирена. Полимерныйматериал, содержащиймикрокапсулированный эффектив- ный антипирен, такой как тетрафтордибромэтан, может быть не только горючим, но и огнегасящим. Основной эффект микрокапсулирования в этом случае состоит в улучшении совместимости антипирена с поли- мером, затруднении его «выпотевания» — выделения из полимера при длительной эксплуатации и повышении физико-механических свойств материала.