СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНТИПИРЕНОВ НА ТЕМПЕРАТУРУ ЗАЖИГАНИЯ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No2/76-80Ключевые слова:
эпоксидная смола, композит, антипирен, температура воспламенения.Аннотация
Недостатком полимерных материалов, в том числе и эпоксидных смол, является их повышенная пожарная опасность. Снижение горючести полимерных материалов является серьезной проблемой, требующей решения. Одним из способов снижения горючести полимеров является введение в полимерную матрицу специальных добавок, обладающих пламягасящими свойствами, что приводит к изменению характера процессов, происходящих при горении полимера, или блокированию процесса горения негорючими или ингибирующими веществами. В данной работе для улучшения огнестойких свойств эпоксидной смолы в качестве антипиренов были использованы гидроксид алюминия, полифосфат меламина и полифосфат-магний меламина. Концентрация наполнителей в эпоксидных композитах составляла 10 масс. %. Проведены экспериментальные исследования по определению температуры воспламенения полученных эпоксидных композитов. Полученные данные были сопоставлены с температурой воспламенения контрольного образца эпоксидной смолы без наполнителя. Результаты показали, что использование всех изученных антипиренов привело к повышению температуры воспламенения. Температура воспламенения образцов, наполненных полифосфатом меламина и полифосфатом-магний меламина увеличилась на 28 и 11 °С, соответственно. Однако лучший результат был получен для образца, наполненного гидроксидом алюминия: температура воспламенения этого образца была на 40 °C выше, чем у ненаполненной эпоксидной смолы
Библиографические ссылки
"1 Jin F.-L., Li X., Park S.-J. Synthesis and application of epoxy resins: A review. J. Ind. Eng. Chem., 2015, Vol. 29, pp. 1–11
Laoutid F., Bonnaud L., Alexandre M., Lopez-Cuesta J.M., Dubois P. New prospects in flame retardant polymer materials: from fundamentals to nanocomposites. Mater. Sci. Eng. R, 2009, Vol. 63, p. 100–125
Camino G., Costa L. Performance and mechanisms of fire retardants in polymers – a review. Polym. Degradat. Stabil., 1988. Vol. 20, p. 271–294
Morgan A.B., Gilman J.W. An overview of flame retardancy of polymeric materials: Application, technology, and future directions. Fire Mater., 2013, Vol. 37, p. 259–279
He W., Song P., Yu B., Fang Z., Wang H. Flame retardant polymeric nanocomposites through the combination of nanomaterials and conventional flame retardants. Prog. Mater. Sci., 2020, Vol. 114, pp.100687
Visakh P.M., Nazarenko O.B., Amelkovich Y.A., Melnikova T.V. Effect of zeolite and boric acid on epoxy-based composites.Polym. Adv. Technol. 2016, Vol. 27, pp. 1098 – 1101.
Balci S., Sezgi N.A., Eren E. Boron oxide production kinetics using boric acid as raw material. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, Vol. 51, Iss. 34, pp. 11091–11096.
Witkowski A., Stec A.A., Hull T.R. The influence of metal hydroxide fire retardants and nanoclay on the thermal decomposition of EVA. Polym. Degrad. Stab., 2012, Vol. 97, pp. 2231 – 2240.
Unlu S.M., Dogan S.D., Dogan M. Comparative study of boron compounds and aluminium trihydroxide as flame retardant additives in epoxy resin. Polym.Advan. Technol., 2014, Vol. 25, pp. 769–76.
Frańczak A., Oleksy M., Oliwa R., Budzik G. Polyethylene composites flame retarded with aluminum hydroxide as coatings for electrical cables. Polymery, 2018, Vol. 63(6), p. 458–461.
Wypych G. Fillers – Origin, chemical composition, properties, and morphology. In: Handbook of Fillers. Ed.: G. Wypych. Toronto: ChemTec Publishing. 2016, pp. 13 – 266.
Chen W.Y., Wang Y.Z., Chang F.C. Thermal and flame retardation properties of melamine phosphate-modified epoxy resins. J Polym Res., 2004, Vol. 11, pp. 109 –117.
Müller P., Schartel B. Melamine poly(metal phosphates) as flame retardant in epoxy resin: Performance, modes of action, and synergy. J. Appl. Polym. Sci., 2016, pp. 43549.
Lubczak J.M., Lubczak R. Melamine polyphosphate – the reactive and additive flame retardant for polyurethane foams. Acta Chim Slov., 2016, Vol. 63, pp. 77 – 87.
Liu S.-H., Kuan C.-F., Kuan H.-C., Shen M.-Y., Yang J.-M., Chiang C.-L. Preparation and flame retardance of polyurethane composites containing microencapsulated melamine polyphosphate. Polymers, 2017, Vol. 9, pp. 407.
Ma X., Meng X., Li Z., Xiao Q., Wang Z., Yan K. Study of the influence of melamine polyphosphate and aluminum hydroxide on the flame propagation and explosion overpressure of aluminum magnesium alloy dust. J. Loss Prev. Process Ind., 2020, Vol. 68, pp.104291
Bellenger V., FontaineмE., FleishmannA., SaporitoJ., Verdu J. Thermogravimetric study of amine cross-linked epoxies. Polym. Degrad. Stab. 1984, Vol. 9, pp. 195 – 208.
Kandola B.K., Biswas B., Price D., Horrocks A.R. Studies on the effect of different levels of toughener and flame retardants on thermal stability of epoxy resin. Polym. Degrad. Stab., 2010, Vol. 95, pp. 144–152
Nazarenko O., Lipchansky D., Smirnova I. Effect of iron nanopowder on flammability of epoxy composites. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, Vol. 1019, pp. 012001.
"
