автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.03, диссертация на тему:Огнезащита текстильных материалов

На правах рукописи КОНСТАНТИНОВА НАТАЛИЯ ИВАНОВНА

г

ОГНЕЗАЩИТА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.26.03. «Пожарная и промышленная безопасность» (технические науки, отрасль - строительные материалы)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

I

Москва 2004

n

II

мое-г

На правах рукописи КОНСТАНТИНОВА НАТАЛИЯ ИВАНОВНА

ОГНЕЗАЩИТА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.26 03."Пожарная и промышленная безопасность" (технические науки, отрасль - строительные материалы)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2004

2 ЩЪ2\Ъ

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (ФГУ ВНИИПО МЧС России)

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор И.А.Болодьян

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор И.С.Молчадский доктор технических наук, профессор В.М.Ройтман доктор технических наук, профессор А.В.Волохина

Ведущая организация: Московский Государственный технический университет (МГТУ) им. А.Н. Косыгина

Защита состоится /7. ¿?е. 2004 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДС 205.003.01 при ФГУ ВНИИПО МЧС России по адресу: 143903, Московская область, г. Балашиха, мр. ВНИИПО, д.12, зал Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ ВНИИПО МЧС России

Автореферат разослан 6Ж 2004 г. исх. №

Отзыв на автореферат с заверенными подписями и печатью просим выслать в ФГУ ВНИИПО МЧС России по указанному адресу. Телефон для справок: 521-29-00

Ученый секретарь

диссертационного совета, /О^

кандидат технических наук Е.Ю.Сушкина

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

6£Б.Г!'<;ПЕКА ■С. Петербург

700 С РК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Текстильные материалы (ТМ), в основе которых лежат природные или химические органические полимерные волокна, достаточно широко применяются во многих отраслях хозяйства, в том числе, строительстве Однако наряду с многочисленными достоинствами обладают повышенной пожарной опасностью

Анализ динамики развития пожара свидетельствует, что ТМ, как правило, опасны на его ранней стадии развития и могут способствовать распространению огня по зданию, блокированию путей эвакуации и оказать решающее влияние на материальный ущерб и гибель людей ТМ легковоспламеяяемы, при их горении выделяются токсичные газообразные продуты, в большинстве своем имеют высокую дымообразующую способность.

Разработка огнезащшценных ТМ, в том числе, составляющих конкретный вид строительной продукции, совершенствование нормативной базы, регламентирующей их пожаробезопасное применение,

прогнозирование поведения на начальной стадии развития пожара, научно-обоснованное комплексное определение эффективности огнезащиты, разработка системы оценки и контроля качества огнезащитной обработки -важные научные и прикладные вопросы общей актуальной проблемы обеспечения пожарной безопасности людей.

Учитывая сложность и многогранность проблемы обеспечения огнезащиты ТМ без потери ими функциональных свойств и ценовой доступности для широкого применения, представляется актуальной задача обоснования требований, направленных на обеспечение безопасности людей при пожаре, являющихся приоритетными по сравнению с другими требованиями, а также выбора эффективных способов и средств огнезащиты и контроля их качества с учетом практического предназначения материалов Цель работы - обоснование выбора эффективной огнезащиты ТМ и контроля ее качества на основе изучения механизма и кинетики их термолиза, принципов и критериев прогнозирования пожарной опасности и установление особенностей использования огнезащитных средств (ОС) в зависимости от функционального назначения материалов

Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать механизм и кинетику термолиза ТМ на основе целлюлозных, полиэфирных (ПЭ) и смеси их волокон в присутствии замедлителей горения (ЗГ) различного типа;

- выявить особенности процессов термбокислительной деструкции ТМ в присутствии ЗГ различного типа и обосновать критерии для выбора эффективных ОС,

- установить основные зависимости воспламенения и распространения пламени ТМ, в том числе огнезащищенных, от состава, плотности и структуры волокон при воздействии источников зажигания;

-на основании крупномасштабных огневых испытаний проанализиро-' вать и оценить эффективность разработанных ОС и обосновать условия проведения испытаний в лабораторных методах;

- установить принципы и критерии оценки пожарной опасности и эффективности огнезащиты ТМ в зависимости от их функционального назначения;

- разработать требования пожарной безопасности и методы их контроля к ОС для ТМ, в частности, при сертификации;

- разработать систему контроля качества выполнения огнезащитных работ для ТМ;

- установить особенности выбора эффективных ОС в зависимости от состава и области использования ТМ

Объект и методы исследований Экспериментально-теоретические разработки проблемы проводились применительно к ТМ, составляющим значительную часть предметов интерьера помещений общественных и жилых зданий - портьерам, шторам, занавесям, драпировочным изделиям, ковровым покрытиям, мебельным и постельным композициям и, кроме того, - к материалам специальной защитной одежды.

Теоретические исследования проводились на базе использования известной теории тепломассопереноса' при пожаре В диссертационной работе применялись стандартные и разработанные методы комплексного термического анализа с использованием совмещенных и синхронизированных систем, математическая обработка результатов с использованием численных методов на базе ЭВМ, методы ИК-спекггроскопии и сканирующей электронной микроскопии для анализа карбонизованных остатков ТМ и изучения их морфологии, стандартные и разработанные методы определения показателей пожарной опасности.

Научная новизна работы заключается в следующем'

- в результате комплексных исследований получены новые результаты по изучению кинетики термолиза различных ТМ;

- установлены общие закономерности и особенности изменений этих процессов и механизма действия ЗГ, выявлены управляемые ими факторы;

- выявлены основные закономерности и взаимосвязь эффективности ЗГ со свойствами ТМ (составом, плотностью, структурой),

- разработана комплексная методика композиционного термического анализа для исследования и количественной оценки процессов окисления кокса ТМ в присутствии ЗГ;

- определены принципы и критерии выбора эффективной огнезащиты ТМ из целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон;

установлена более высокая эффективность воздействия полифункциональных фосфоразотсодержащих соединений на процесс замедления термолиза хлопка и ПЭ, по сравнению с моно- и бифункциональными ЗГ, за счет повышения интенсивности и глубины процессов карбонизации, образования поверхностного слоя, состоящего из термостойких полифосфоновых кислот; г - определены особенности процесса термоокислительной деструкции

- целлюлозных тканей в присутствии ЗГ на основе полифункционалъного соединения - аминотрисметиленфосфоновой кислоты («АМФ»), заключающиеся во взаимодействии с полимерной матрицей в процессе термолиза с образованием сшитых структур, приводящих к формированию карбонизованного остатка, характеризующегося высокими теплозащитными свойствами и морфологической однородностью.

Практическая ценность работы Решена научно-техническая проблема по обоснованию выбора эффективных ОС и создания комплекса методов оценки пожарной опасности и контроля качества огнезащиты текстильных материалов различного функционального назначения, для чего были разработаны

- методики контроля качества ОС текстильных материалов и выполнения огнезащитных работ на объектах;

- практическое руководство по способам и средствам огнезащиты

ТМ;

- способ получения тканей из смеси хлопка и ПЭ пониженной > пожарной опасности с использованием нового замедлителя горения

антипирена «АМФ».

Применение представленных практических методических разработок L позволило создать ТМ пониженной горючести из смеси волокон путем

эффективной огнезащиты и выбора оптимального соотношения .компонентов.

Проведенные крупномасштабные огневые испытания с использованием разработанных огнезащшценных ТМ показали обоснованность установленных критериев эффективности огнезащиты и необходимость использования ТМ пониженной горючести для обеспечения пожарной безопасности людей Кроме того, произведено обоснование

условий проведения оценки и контроля качества эффективности ОС ТМ в прогнозных (лабораторных) методах испытаний

Результаты работы позволяют сформулировать требования к составам для эффективной огнезащиты ТМ на стадии их разработки, применения в зависимости от области назначения.

Диссертация обобщает результаты исследований, которые проводились под руководством и непосредственном участии автора в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» (ФГУ ВНИИПО) МЧС России с 1980 года при выполнении ряда Государственных программ (в т ч МВД, Госстроя России), плана НИР ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Выводы и рекомендации диссертации реализованы при разработке'

ГОСТ Р 50810-95 «Пожарная безопасность текстильных материалов Ткани декоративные. Метод испытания на воспламеняемость и классификация»;

НПБ 109-96 «Вагоны метрополитена. Требования пожарной безопасности»,

ВНПБ-03 «Вагоны пассажирские. Требования пожарной безопасности»;

НПБ 244-97 «Материалы строительные. Декоративно-отделочные и облицовочные. Материалы для покрытия полов Кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы. Показатели пожарной опасности»,

СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»,

НПБ 257-2002 «Материалы текстильные Постельные принадлежности. Мягкая мебель Шторы. Занавеси. Методы испытаний на воспламеняемость»;

ГОСТ Р-2004 « Материалы текстильные. Покрытия и изделия ковровые напольные. Метод определения воспламеняемости и классификация»;

ГОСТ Р ЕМ 1307 «Материалы текстильные. Покрытия ковровые ворсовые машинного способа производства Классификация»,

Руководства «Способы и средства огнезащиты текстильных материалов», М: ВНИИПО, 2004;

Сборника «Огнезащита материалов, изделий и строительных конструкций». -М.:ВНИИПО, 1999;

Справочника «Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций, пожарная опасность материалов, огнестойкость инженерного оборудования зданий».- М: ВНИИПО, 1999.

Результаты диссертации использованы в лекциях УЦ ФГУ ВНИИПО МЧС России.

На защиту выносятся:

- основы эффективной огнезащиты ТМ;

- результаты обоснования критериев термоокислительной деструкции ТМ из целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон для выбора эффективных ОС,

• - комплексная методика композиционного термического анализа для

исследования и количественной оценки процессов окисления кокса ТМ в присутствии ЗГ;

- методики контроля качества огнезащитных составов ТМ и выполнения работ;

- классификационные методики оценки пожароопасности ТМ в зависимости от их функционального назначения,

результаты комплексного экспериментального исследования пожароопасности огнезащищенных ТМ

Достоверность полученных результатов подтверждается данными крупномасштабных огневых испытаний, адекватностью теоретических моделей реальным условиям начальной стадии развития пожара, правильностью выбора критериев эффективной огнезащиты ТМ и подтвержденными результатами натурных огневых экспериментов, удовлетворительными точностью экспериментальных методов и погрешностями измерений.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждены достаточным объемом исследований (в том числе, крупномасштабных опытов), длительной апробацией методик, соответствием результатов лабораторных и крупномасштабных огневых экспериментов, положительным опытом внедрения результатов работы в ГПС и других ведомствах.

Апробация работы. Результаты работы, ее основные положения и выводы докладывались и обсуждались на: Всесоюзной научной конференции «Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразующих полимеров (Москва, 1991), XI Всесоюзной научно-практической конференции «Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйства (Москва, 1991), II Международной конференции по полимерным материалам (Волгоград, 1992), Всероссийской конференция «Полимерные материалы пониженной горючести» (Волгоград, 1994), Международной научно-практической конференции «Пожарная безопасность и методы ее контроля» (Санкт-Петербург, 1997), XII Научно-практической конференции «Крупные потери

предупреждение и тушение (Москва, 2001), I Международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного района» (Санкт-Петербург, 2001), XVI Научно-Практической конференции (Москва 2001), VII Научно-практической конференции «Техносферная безопасность» (Ростов-на Дону, 2002), Четвертом конгрессе химиков-текстильщиков и колористов (Москва, 2002), VI Международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств» (Москва, 2002), Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт» (Москва, 2002), Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Иваново, 2002), 2 Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидации» (Минск, 2003), Международном Симпозиуме по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде (Москва, 2003), V Международной конференции «Полимерные материалы пониженной горючести» (Волгоград, 2003), XVI Международной научно-практической конференции «Снижение риска гибели людей при пожарах» (Москва, 2003), Всероссийской Конференции «Безопасность музеев и библиотек - 2003» (Тула, 2003), Конференции «Безопасность учреждений культуры, хранилищ культурных ценностей» IX Международного Форума «Технологии безопасности» (Москва, 2004).

Публикации и личный вклад автора По теме диссертации опубликована 91 печатная работа. В диссертации обобщены результаты многолетней самостоятельной работы, а также выполненной с коллегами (И.А.Болодьян, А.Н.Баратовым, Н С Зубковой., М.А. Тюгановой, Н В Смирновым, Дудеровым Н.Г., О И.Молчадским, Ю.К.Нагановским, Н. А.Терешиной, В Ю.Шитиковым, А А.Меркуловым и др.) и соискателями автора. Под руководством и непосредственном участии автора определялись направления исследований, разрабатывались установки, методики экспериментов, осуществлялся анализ и обобщение полученных результатов, формулировались выводы и проводилось внедрение в практику.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений Работа содержит 277 страницы текста, иллюстрированного 63 рисунками, имеет 36 таблиц и 168 наименований литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность исследуемой проблемы, представлены общие положения диссертации, цель и задачи исследований

В первой главе содержится аналитический обзор современного состояния в области получения огнезащшценных ТМ, нормативной базы и экспериментальных методов оценки их пожароопасности, а также взаимосвязи параметров пожарной опасности с химическим составом и структурой волокнистых полимеров.

Изучению процесса горения полимерных материалов и его подавления посвящено множество работ таких известных специалистов, как Н.Н.Семенов, Я.Б.Зельдович, Д.А.Франк-Каменецкий, А.Г Мержанов, Н.А.Халтуринский, С.С.Рыбанин, А.А.Берлин, М.А.Тюганова, Р М.Асеева, В.И.Кодолов, Де Рис, Д. Сполдинг, Д.Драздейл, Д.Квантиери, С. Хиладо и других исследователей.

Однако, исследования механизма действия ОС для различных ТМ, изучения динамики развития процесса горения до настоящего времени не привели к созданию обоснованного подхода для решения проблемы выбора эффективной огнезащиты ТМ, обеспечивающей пожаробезопасность людей, контроля ее качества и разработки прогнозных методов оценки пожароопасности в зависимости от условий их эксплуатации

Изучение результатов анализа и обобщения работ по исследованию закономерностей процесса терморазложения и изменения механизма термодеструкции различными классами соединений ЗГ тканей из целлюлозных, ПЭ волокон и их смесей позволяют сделать выводы о степени огнезащиты. Однако, обоснованный выбор кинетических параметров термолиза, которые могли бы в определенной степени являться критериями оценки эффективности огнезащиты ТМ и соответствовать нормативным, до сих пор не разработаны.

Большинство ЗГ являются токсичными и способными выделять токсичные продукты горения модифицированными ими ТМ, поэтому разработка новых типов ЗГ, позволяющих решить комплексно проблему снижения пожарной опасности, является актуальной.

В нашей стране требования, в полной мере обеспечивающие пожаробезопасное использование ТМ в строительстве, отсутствуют Существующие методы оценки характеристик пожарной опасности зачастую не содержат количественных критериев и классификации по степени пожарной опасности ТМ и эффективности используемых ОС Кроме того, отсутствует комплексный подход к исследованиям характеристик пожарной опасности, учитывающий функциональное назначение ТМ

В целях подтверждения достоверности лабораторных испытаний, обоснований требований по уровню эффективной огнезащиты ТМ,

необходима организация системы проведения крупномасштабных испытаний.

Вопросы контроля качества проведенных огнезащитных работ ТМ, влияние мокрых и сухих чисток на сохранение огнезащитных свойств, влияние условий эксплуатации на состояние ОС представляются важной составной частью обеспечения пожарной безопасности изделий из ТМ в целом.

Таким образом, с учетом вышеизложенного, выбраны следующие направления работы:

- исследование механизма и кинетики термолиза ТМ на основе целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон в присутствии ЗГ различного типа;

установление особенностей процессов термоокислительной деструкции ТМ на основе целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон в присутствии ЗГ различного типа и обоснование критериев для выбора эффективных ОС;

исследование основных зависимостей воспламенения и распространения пламени ТМ, в том числе огнезащшценных, от состава, плотности и структуры волокон при воздействии источников зажигания;

- разработка методики и проведение крупномасштабных огневых испытаний на начальной стадии развитая пожара в помещениях для подтверждения эффективности разработанных ОС и адекватности предлагаемых лабораторных методов испытаний;

- выбор методов и разработка критериев оценки пожарной опасности и эффективности огнезащиты ТМ в зависимости от их функционального назначения;

- разработка требований пожарной безопасности и методов контроля качества ОС для ТМ,

- разработка системы контроля качества выполнения огнезащитных работ на объектах для ТМ,

- установление особенностей выбора эффективных ОС в зависимости от состава и области использования ТМ.

Вторая глава посвящена изучению особенностей процессов термодеструкции и термоокисления тканей из хлопка, ПЭ и смеси волокон в присутствии различных ЗГ, а также влиянию различных факторов (состава, плотности, структуры) на механизм термолиза и показатели пожарной опасности ТМ.

Для сравнительных исследований по изучению закономерностей термолиза материалов на основе хлопка, ПЭ, вискозы, как чистых, так и их смесей, и механизма действия различных фосфоразотсодержащих ЗГ, входящих в ОС, на термодеструкцию тканей были разработаны

методологические аспекты комплексного термического анализа (ТА), в том числе, с использованием синхронизированных и совмещенных систем.

Исследования проводились в предварительно оптимизированных условиях эксперимента Для этого варьировались скорость нагрева, состав газовоздушной среды, форма, масса и дисперсность образца Критериями выбора являлись приближенность к условиям начальной стадии развития реального пожара и соблюдения достаточной точности определения ТА к. характеристик и разрешения пиков кривых.

Для сравнительных исследований были выбраны фосфоразотсодержащие составы, отличающиеся количеством функциональных групп: «АМФ» - аммонийная соль аминотрисметиленфосфоновой кислоты, «Т-2» - бифункциональное производное метилфосфоновой кислоты и «МС-Т» - содержащий в качестве действующего вещества производное фосфорной кислоты.

Основные аспекты механизма действия ОС на термолиз хлопковой ткани проявляются, как в уменьшении скорости разложения и, соответственно, скорости газовыделения материалом, так и в эффекте снижения скорости окисления карбонизованной, после основного газовыделения - этапа термоокислительной деструкции и разрушения карбонизованной сетки в диапазоне температур 350-500 °С.

(---,----------у- —---у- -----зр--и

Рис. 1. Динамика выделения горючих газов при совмещенном термическом анализе образцов хлопчатобумажной ткани, обработанной составами «Т-2», «МС-Т», «АМФ», 1 - исходный образец ткани, 2 - 20% «Т-2»; 3 - 20% «МС-Т», 4 - 20% «АМФ», 5 - температура.

Анализ динамики выделения при термолизе горючих газов (ГГ) (рис.1) показал, что на стадиях термодеструкции целлюлозы и окисления кокса происходит закономерное уменьшение интенсивности выделения ГГ и их суммарного выхода. Характеристики динамики выделения ГГ,

определяющие пожароопасность ТМ, - относительная скорость выделения горючих газов (Уотн) и тепловой эквивалент относительного выхода горючих газов (С^отн) в большей степени снижаются и имеют значительно ниже численные значения у хлопчатобумажной ткани, модифицированной составом «АМФ», по сравнению с тканью, обработанной составом «МС-Т», что свидетельствует о большей эффективности действия «АМФ» (рис 2).

10 15 20 25 30 35 40 45 концентрация ОС,%

концентрация ОС,% 6

Рис. 2.. Влияние концентрации ЗГ на удельную скорость выделения ГГ (а) и тепловой эквивалент относительного удельного выделения ГГ (б)

при термолизе целлюлозных материалов:---- материал, обработанный ОС

«МС-Т», — материал, обработанный ОС «АМФ

Данные композиционного ТА показывают (рис. 3), что с обработкой ткани ОС процесс деструкции ТМ смещается в сторону углубления его карбонизации, что проявляется в увеличении количества образующегося кокса и его устойчивости к окислению Основными параметрами эффективности ЗГ по коксовой составляющей являются значения величин коксового остатка - КО (при температуре 500 °С), коксового числа - КЧ и максимальной скорости окисления кокса (J max), характеризующей его 1 окислительную стабильность.

концентрация ОС, %

Рис. 3 Зависимость скорости окисления (1,2,3) и величины коксового остатка (Г, 2', 3') тканей от концентраций ОС «Т-2», «МС-Т», «АМФ», 1, 1' -состав «МС-Т», 2, 2' - состав «Т-2»; 3, 3' - состав «АМФ»

Установлено более значительное снижение скорости окисления кокса и увеличение величины КО у ткани, обработанной «АМФ», что характеризует большую эффективность огнезащитного действия состава «АМФ» по сравнению с «Т-2» и «МС-Т».

Выявлено, что существенный вклад в замедление процессов термолиза и горения вносят состав, структура и свойства образующего КО, для чего был проведен и дополнительно исследован процесс термоокисления

модифицированных ЗГ целлюлозных ТМ на воздухе Измерялось содержание фосфора в исходном огнезагцищенном материале и продукте его термоокислительной деструкции - карбонизованном остатке Из полученных данных следует, что максимальное содержание фосфора (99,9%) сохраняется для материала, модифицированного «АМФ», что указывает на большую возможность интенсификации процессов карбонизации при его взаимодействии с целлюлозой и образовании более термостабильного сшитого карбонизованного слоя по сравнению с составами «МС-Т» и «Т-2»

Из совместного рассмотрения результатов исследований следует, что величина образующегося КО и максимальная скорость его окисления определяются соотношением «ЗГ КО», образующимся при термолизе огнезащищенного целлюлозного материала, что подтверждается данными ИК-исследований

Анализ кинетики термолиза и термоокисления исходных и огнезащищенных целлюлозных ТМ дал вполне объяснимые данные, укладывающиеся в традиционные представления процессов для этих материалов. Наиболее интересные данные получены для этапа термоокисления карбонизованной составляющей Исходные целлюлозные материалы в диапазоне температур 350-550°С характеризуются изменяющимися в зависимости от плотности ТМ, толщины и структуры нитей (объемной поверхности) высокими скоростями термоокисления, обусловленными средними значениями эффективной энергии активации (Е = 110-140 кДж/моль) и высокими значениями предэкспоненциалъного множителя (Log Z=9-26) Данные процессы характеризуются порядком реакции п = 1,2-1,4 (табл.1).

При поверхностной обработке тканей ОС различной концентрации наблюдаются изменения эффективных кинетических параметров изучаемых композиций, объясняющих их воспламеняемость, а также термоустойчивость и термостабильность карбонизованого слоя ТМ (защитные свойства). Так, например, при обработке целлюлозных ТМ 8-15% растворами состава «АМФ» по мере увеличения его привеса наблюдается закономерное изменение эффективных кинетических параметров, в частности, резкое уменьшение величины предэкспоненциального множителя (табл 1) При достижении привеса 9% , соответствующего переходу ТМ в группу трудновоспламеняющихся (ТВ), энергия активации возрастает до 160 кДж/моль, а порядок реакции уменьшается

Таблица 1

Кинетические характеристики процесса окисления карбонизованного _остатка хлопчатобумажных тканей__

Образец ткани, привес ОС/конц. ОС, масс % Энергия активации Е, кДж/моль Предэкспоненциальный множитель, Log Ъ Порядок реакции,п

исходные 110-140 9-26 1,0-1,4

9% «АМФ»/8% 160 8,6 1,28

15% «АМФ»/15% 46 5,0 0,7

Дальнейшее увеличение привеса ОС приводит к резкому изменению эффективных кинетических параметров: порядок реакции уменьшается до 0,6, а энергия активации падает до 46 кДж/моль, что характерно для диффузионных процессов. На основании полученных данных можно предположить, что при получении ТВ хлопчатобумажной ткани лимитирующей стадией термоокисления является химическая кинетика, а увеличение доли ОС в ткани и, соответственно, доли углерод -фосфорсодержащего соединения в карбонизованном остатке, блокирующего доступ окислителя к материалу, приводит к еще большему замедлению процесса окисления и переводит процесс в диффузионную область (лимитирующая стадия- диффузия окислителя).

В результате проведенных ТА-исследований было установлено, что для снижения горючести ТМ из смеси волокон (хлопка и ПЭ) необходимо использовать ЗГ, ингибирующие термоокислительные процессы в области 380-550°С и способствующие образованию КО. Кроме того, необходимо обеспечить высокую термостабильность кокса при температуре 450-550°С.

Полученные экспериментальные данные показали, что для материалов из смеси волокон использование состава «АМФ», в отличие от «МС-Т» достаточно эффективно, механизм его действия сохраняется для каждой составляющей и заключается' в снижении скоростей термодеструкции компонентов материала (хлопка и ПЭ) и снижении скорости выделения ГТ из ПЭ и хлопка, а также в снижении скорости и глубины процесса окисления кокса.

Анализ результатов исследований с помощью композиционного анализа (рис 4 ) и анализа ГГ позволил объяснить различия эффективности указанных антипиренов механизмом их действия.

Рис. 4. Характерные ТГ (1, 2, 3) и ДТГ (Г, 2', 3') кривые при композиционном анализе образцов ткани из смеси волокон (33% хлопок, 67% ПЭ), обработанной различными ОС' 1, Г - исходный образец 2, 2' -образец, обработанный 14% ОС «АМФ», 3, 3' - образец, обработанный 40% ОС «МС-Т»

Состав "МС-Т" эффективен преимущественно для целлюлозных тканей, т к соединения неорганических солей фосфорных кислот, в основном, влияют на процессы, протекающие в конденсированной фазе в направлении увеличения выхода нелетучего коксового остатка и уменьшения количества горючих продуктов разложения, и оказывают меньшее влияние в данном случае на подавление газификации ПЭ.

Огнезащитное действие состава «АМФ» заключается не только в модифицировании хлопковой составляющей указанным ОС, которая оказывает существенное влияние на пиролиз термопластичного полимера, входящего в состав ткани из смеси волокон, но и в ингибировании терморазложения самого ПЭ.

Данные проведенного композиционного анализа (рис 5) показывают, что при обработке ткани данным ОС, увеличивается количество образующегося кокса, а также повышается устойчивость его к окислению. Критерии эффективной огнезащиты для ТВ ткани с преобладанием полиэфирной составляющей, обработанной 20% составом «АМФ», имеют

следующие численные значения: КО - 30,8%, КЧ - 22,9% и I тах - 13,6%-мин-1 Достижение уровня огнезащиты соответствующее нормативному показателю ТВ возможно только с использованием 40% состава «МС-Т», ТА характеристики карбонизованной фазы, соответственно, составляют К0=28,1 %, КЧ=18,5% и ] шах =14,8 % мин"1 Однако, при использовании такой концентрации раствора огнезащитного состава «МС-Т» происходит

Рис.5. ТГ (1,2,3,4,5) и ДТГ (Г,2\3',4',5') кривые окисления кокса образцов ткани из смеси волокон (33% хлопок : 67% ПЭ), обработанной ОС: 1, Г- исходная ткань, 2,2'- ткань с 20% «МС-Т» , 3,3'- ткань с 10% «АМФ» 4.4' -ткань с 20% «АМФ», 5,5'- ткань с 40% МС-Т

Данные ТА исследований, свидетельствуют о слабой эффективности огнезащиты состава «МС-'Г» для ткани из 100% ПЭ волокон

Для системы 100% полиэфир + «АМФ» по данным ТА исследований воздействие ЗГ проявляется в снижении скорости на основной фазе термодеструкции полимера в диапазоне температур 350-500 °С, в образовании коксовой составляющей слабо подверженной окислению

По кривым ДТА (рис.6) можно проследить изменение процессов тепловыделения при термоокислении для ТВ ткани из 100% полиэфира, модифицированной 20% составом «АМФ», по сравнению с легковоспламеняемой тканью (ЛВ), огнезащищенной 40% составом «МС-Т»

потеря эксплуатационных свойств ткани.

¥

время, чин

Характер кривых тепловыделения при обработке ТМ данными составами изменяется не принципиально В то же время при переходе от исходного ТМ к обработанному составом «МС-Т» и «АМФ» уменьшаются интенсивности пиков ДТА и суммарное тепловыделение при окислении данных материалов

50 180 250 350 450 S50 650 750 860 Тмапаротура/'С

Рис 6 Кривые ДТА образцов ткани из 100% ПЭ, обработанной ОС 1 -исходная ткань, 2 - ткань с 20%»АМФ», 3 - ткань с 40% МС-Т.

Проведенные с помощью разработанных комплексных методик совмещенного и синхронизированного ТА исследования позволили выявить основные аспекты механизма действия исследуемых фосфоразотсодержащих ЗГ и установить ТА - критерии достижения эффективной огнезащиты тканей на основе целлюлозы, ПЭ и их смеси, представленные в табл.2, где жирным шрифтом выделены ТВ композиции ТМ.

-0.1

Таблица 2

Критерии оценки эффективности огнезащиты ТМ из хлопка, ПЭ и их смеси

Состав ТМ КЧ,% (850°С) КО,% (850°С) .1тах, %/мин т3,% (750°С) Уотн, Дж/с-мг С>отн, Дж/мг Рота, % ДТГтах Т/А, °С/(% мин1)

100% х/б 7,7 8,2 103 1,5 0,051 1,09 - 360/102

100% х/б +10% «АМФ» 40,3 46,0 31 5,бб 0,006 0,14 83,7 285/50,2 502/4,25

100% х/б +10% «Т2» 31,7 35,4 42 3,7 0,036 0,95 61,8 290/78,9 477/5,5

100 % х/б + 10% «МС-Т» 31,8 35,6 40,5 3,8 0,041 0,88 60,7 290/79,1 480/5,7

65 % ПЭ + 35% х/б 161 18,1 112,6 1,1 0,048 1,02 443/26,9 519/32,5

65 % ПЭ + 35% х/б + 20% «АМФ» 22,1 30,8 13,6 7,9 0,035 0,74 95,0 435/11,0 538/2,1

65 % ПЭ + 35% х/б + 20% «МС-Т» 20,8 23,5 27,7 3,98 0,05 1,07 72,9 437/22,3 542/2,8

Показано, что полифункциональные фосфоразотсодержащие соединения замедляют процесс термолиза хлопка в большей степени, чем моно- и би- функциональные ЗГ за счет образования карбонизованного слоя слабо подверженного окислению.

Эффективными ЗГ для тканей из смеси волокон и полиэфира являются соединения, ингибирующие окислительные процессы в температурной области выделения горючих газов полиэфирной составляющей и обладающие высокой карбонизующей способностью.

Результаты по определению изменения процентного количества образовавшегося коксового остатка (КОиз), содержания фосфора по отношению к коксу (Рк) и содержания его по отношению в вводимому фосфору в материал (Ротн) указывают на возможность количественной оценки процессов карбонизации. При увеличении указанных параметров уменьшается часть фосфора, переходящего в газовую фазу, таким образом, увеличивается вероятность образования устойчивого к окислению карбонизованного остатка.

Полученные экспериментальные ТА данные, их сопоставление с результатами стандартных испытаний по оценке воспламеняемости ТМ позволили выявить и установить ТА критерии огнезащитной эффективности используемых средств.

Для проведения исследований по изучению закономерностей воспламенения и распространения пламени были выбраны ТМ разного функционального назначения, представляющие собой драпировочные, гардинные, мебельные ткани, ткани для постельных принадлежностей и штор, а также специальной защитной одежды, отличающиеся по химическому составу, структуре, поверхностной плотности и огнезащите.

Изучено влияние полиэфирной составляющей в тканях из смеси волокон (ПЭ/хлопок, ПЭ/вискоза) на возникновение и распространение горения от источника зажигания малой мощности Показано, что в зависимости от их количественного соотношения необходим различный подход к выбору по концентрации и реакционной способности эффективных средств огнезащиты

При воспламенении ткани из смеси волокон наблюдается увеличение линейной скорости распространения в направлении утка, где составляющей по утку является полиэфирная нить, что выявило необходимость учета текстильного направления доминирующей полиэфирной составляющей при оценке огнезащиты тканей Это обстоятельство является определяющим при выборе способа и ориентации образца (по утку или основе) при его зажигании для оценки пожарной опасности материала.

Результаты исследования влияния плотности и состава материала на линейную скорость распространения пламени по поверхности от воздействия малокалорийного источника зажигания представлены на рис 7 С увеличением плотности ткани скорость распространения пламени по поверхности снижается. Если провести сравнение линейных скоростей распространения по поверхности тканей из смеси волокон можно заметить

некоторое увеличение их численного значения в зависимости от увеличения содержания ПЭ.

17 -,----------

s

5 H-1-1-1-1-г-1-1--1-1--1

170 200 230 260 290 320 350 380 ' 410 440 470

плотность, r/кв. см

Рис 7. Зависимость линейной скорости распространения пламени от плотности и состава ткани.

1 - из смеси волокон ПЭ/хлопок в соотношении 65/35 (псани «Лидер 180», «Лидер 285», «Мебельная»),

2 - из смеси волокон ПЭ/хлопок в соотношении 50/50 (ткани Лидер 220», «Фейерверк», «Гобелен»),

3 - из натуральных волокон (ткани «Тик матрасный», «Юнона», «Парусина полульняная»)

На рис.8 представлены зависимости влияния содержания ПЭ составляющей тканей из смеси волокон «ПЭ-хлопок» (близких по численному значению поверхностной плотности) от расхода огнезащитных средств «АМФ» я «МС-Т» при достижении эффекта огнезащиты «ТВ». Установлено, что с увеличением содержания ПЭ снижается эффективность огнезащитного действия состава МС-Т Необходимое для эффективной огнезащиты процентное содержание ОС приводит к по rep е эксплуатационных свойств материалов. Для тканей из смеси «ПЭ-хлопок» с ПЭ более 33% огнезащитный эффект «ТВ» без потери эксплуатационных свойств наблюдается только для состава «АМФ»

содержание пошэфира в смеси волокон "полиэфир-хлопок", %

Рис .8. Зависимость расхода ОС в тканях из смеси волокон «полиэфир-хлопок» от содержания ПЭ для достижения ТВ композиции:

1 - ткани, обработанные ОС «АМФ»;

2 - ткани, обработанные ОС «МС-Т».

Полученные нами зависимости влияния расхода ряда ОС на воспламеняемость ТМ с различным содержанием ПЭ носят линейный характер, что позволяет оптимизировать необходимое для получения эффекта огнезащиты количество ОС при минимальном количестве экспериментов путем экстраполяции прямых.

В третьей главе рассмотрены особенности выбора средств огнезащиты для ТМ материалов различного функционального назначения.

Перспективным направлением является использование тканей из смеси натуральных (целлюлозных, вискозных) и синтетических волокон, например, ПЭ, позволяющих повысить эксплуатационные свойства ТМ и расширить области их применения, в частности, для изготовления новых типов спецодежды. При этом, при сохранении гигиенических свойств за счет целлюлозной составляющей высокие физико-механические показатели обеспечиваются введением ПЭ.

С помощью разработанных методов и критериев эффективности огнезащиты ТМ проведены исследования по оптимизации рецептур

огнезащищенных тканей го смеси волокон путем обработки ОС «АМФ» с одновременным выбором количественного соотношения состава волокон.

По данным ТА-исследований для ткани с 40% содержанием ПЭ характерно самое большое снижение максимальной скорости разложения полиэфирной составляющей (9,4%/мин по сравнению с 27,8%/мин для 100%ПЭ), максимальное значения зольного остатка и минимальной потери массы при 500°С, что подтвердило оптимальность выбора рецептуры. Следовательно, в присутствии хлопка, фосфорсодержащий ЗГ оказывает более существенное влияние на термолиз термопластичного волокнообразующего полимера, входящего в состав ткани, ингибируя его разложение.

Разработанная рецептура ткани с соотношением «полиэфир-хлопок» 60:40 является оптимальной и с точки зрения гигиенических свойств по максимальному содержанию хлопка в ткани, а также прочностных показателей по сравнению с ПЭ и некоторыми тканями из термостойких волокон, используемых для изготовления специальной защитной одежды

Научный и практический интерес представляет исследование процесса термолиза материала из смеси термостойкого карбонизующегося волокна (Номекс, СВМ) и термопластичного ПЭ волокна, определение оптимального соотношения указанных волокон, при котором материал является ТВ Создание таких материалов экономически выгодно из-за использования в смеси дешевого многотоннажного волокна и позволяет сохранить такие ценные свойства термостойких, как устойчивость к воздействию высоких температур и высокую прочность.

Исследования, проведенные с использованием выявленных ТА критериев огнезащиты и комплекса методов оценки пожароопасности, позволили выбрать оптимальные соотношения компонентов в смеси, характеризующиеся уменьшением максимальной скорости, потери массы, увеличением температуры начала разложения и снижением воспламеняемости (табл. 3).

Присутствие в смеси волокон повышенной карбонизующейся способности (Номекс, СВМ) приводит к уменьшению количества выделившихся летучих газообразных соединений и уменьшению интенсивности газовыделения при определенном оптимальном их соотношении в композиции

Таблица 3

Результаты исследований по выбору оптимального соотношения термостойких д. ПЭ волокон для получения огнезащшценных ТМ

Состав волокон, % ш,% (500 °С) Тн.р, °С % Умакс, %/мин КИ, % L, мм

Номекс-100 24,6 402 2,1 7,9 (456°С) 31 45

Ном/ПЭ-75/25 30,4 390 0,5 14,7(437UQ 29 75

Ном/ПЭ-65/35 38,0 301 1,6 19,6(436°С) 27 220

ПЭ-100 85,9 388 0,8 42 (458 °С) 20 220

СВМ-100 17,8 478 2,1 19,4 (597°С) 40 10

СВМ/ПЭ 65/35 35,6 385 0,2 12,1(451°С) 28 50

СВМ/ПЭ 50/50 47,0 376 0,2 21,9 (451UC) 26 150

Анализ результатов показал, что, СВМ замедляет в большей степени процесс термолиза полиэфирной составляющей, так как обладает более высокой термической устойчивостью по сравнению с Номексом. Для ТВ композиции «Номекс:ПЭ» оптимальное соотношение волокон составило 75:25, для ТВ композиции «СВМ:ПЭ» - 65:35

Исследованы свойства образующегося в процессе термолиза карбонизованного слоя целлюлозной таани, огнезащищенной составом «АМФ», с целью изучения особенностей ее применения в элементах мягкой мебели в сочетании с ЛВ набивочным материалом.

Согласно полученным данным увеличение содержания ОС «АМФ» в целлюлозном материале способствует увеличению выхода КО и значительному снижению скорости его окисления, что объясняется высокой способностью состава «АМФ» интенсифицировать процессы карбонизации, взаимодействуя с целлюлозой и способствовать образованию в процессе термолиза термостабильного сшитого карбонизованного слоя, обогащенного фосфором. В процессе пиролиза в КО материала, модифицированного 20%-ым раствором состава «АМФ», сохраняется 99,9% фосфора от исходного

Методом электронной сканирующей микроскопии исследована морфология КО исходного и обработанных образцов (рис. 9). Из рис. 96, на котором представлен КО целлюлозного материала, модифицированного 10% раствором «АМФ», видно что волокнистая структура материала сохраняется Характерными являются изменения морфологии поверхности' полифосфоновые кислоты образуют тонкую полимерную пленку, которая имеет ячеистую структуру (рис.9611).

Рис 9 Микрофотографии поверхности карбонизованных остатков целлюлозных материалов: а - необработанный материал, б - 10 % состав "АМФ", в - 20 % состав "АМФ"

При увеличении концентрации ОС до 20% (рис.9в11) поверхность КО представляет собой плотный полимерный слой Образующаяся полимерная пленка предохраняет КО от воздействия теплового потока, в результате чего замедляются окислительные процессы, о чем также свидетельствуют характеристики выделения горючих газов модифицированными материалами, полученные при совмещенном ТГА-АГГ эксперименте Обработка обивочной целлюлозной ткани указанным количеством ОС «АМФ» позволяет получить ТВ композицию мягкой мебели при использовании ЛВ набивочного материала(например, хлопчатобумажной ваты).

При сравнительном исследовании выхода токсичных газообразных продуктов терморазложения и дымообразующей способности ТМ в

присутствии ЗГ, установлено, что состав «АМФ» в результате изменения механизма термолиза тканей способствует снижению выхода СО и С02 и дымообразующей способноста(табл 4), причем в большей степени, чем состав «МС-Т».

Таблица 4

Результаты экспериментального определения выхода СО, СО2 и коэффициента дымообразования (Вер) в режиме тления образцов тканей _ исходных и обработанных ОС «АМФ»_

Состав материала, % исходная ткань ткань, обработанная 15%-ным раствором «АМФ»

СО, мг/г С02, мг/г Dcp, mz/kt СО, мг/г С02, мг/г Dcp, м2/кг

ПЭТФ - 50 Хлопок - 50 120 324 1449 85 302 565

ПЭТФ - 65 Хлопок - 35 109 423 1348 60 206 610

ПЭТФ-100 71 245 1456 21 53 1190

С увеличением количества полиэфирной составляющей в тканях эти различия становятся более значительными, что объясняется тем, что температурный интервал разложения состава «АМФ» совпадает с интервалом разложения полиэфира. В результате образуются сшитые структуры и протекает увеличение степени структурирования фосфорсодержащего полиэфира, что приводит к снижению интенсивности выделения летучих соединений при термолизе

Была изучена возможность проведения огнезащитной обработки JIB и высокоопасных по токсичности газообразных продуктов горения напольных ковровых текстильных покрытий (НКТП) из полипропилена составом «АМФ» с целью снижения, таких характеристик пожарной опасности, как легкость воспламенения, распространения пламени по поверхности материала и выхода газообразных токсичных продуктов терморазложения.

В результате получены данные, свидетельствующие о возможности применения указанного ЗГ для их эффективной огнезащиты. Для огнезащшценных НКТП выход токсичных газообразных продуктов термического разложения СО и СО2 имеет тенденцию к снижению их количества и в зависимости от характеристик композиционного состава ковра (плотность, высота, состав и тип ворса) не превышает, соответственно, 106 и 694 мг/г по сравнению с исходными численными значениями 139 и 897

мг/г Кроме того, такие показатели пожарной опасности как легкость воспламенения и распространение пламени по поверхности, при использовании ОС для НКТП, соответствуют нормативным, регламентирующим их пожаробезопасное использование на путях эвакуации в общественных зданиях.

В четвертой главе для подтверждения правильности выбора критериев огнезащиты, оценки эффективности огнезащиты ТМ, изучения процессов начальной стадии развития пожара в помещении с огнезащшценными и неогнезащищенными ТМ, а также обоснования правильности выбора режимов теплового воздействия в условиях проведения испытаний на маломасштабных установках представлены результаты сравнительных крупномасштабных экспериментов.

Натурные огневые опыты проводились на макете комнаты, представляющей наиболее распространений компоновочные решения внутреннего интерьера помещений общественных зданий. В помещении располагались кровать с полным набором постельных принадлежностей, кресло на деревянном каркасе с набивочным материалом из эластичного полиуретана и гобеленовой обивочной тканью, письменный стол, стул, шкаф, портьерные и полевые шторы на одном из окон Пол в помещении был устроен из паркетной доски, на котором располагалось текстильное ковровое покрытие.

Расположение температурных датчиков и датчика теплового потока (над креслом, кроватью, по высоте штор, над урной) было обусловлено возможностью нахождения в этих местах человека.

В качестве источника зажигания была использована полиэтиленовая урна с бумагой, размещенная между креслом и окном, имитируя наиболее часто встречающийся случай загорания от неаккуратного обращения с непогашенной сигаретой или спичкой

Минимальная продолжительность начальной стадии пожара в помещении, выбранном для исследований, составляет 7-10 мин., что обусловило выбор продолжительности опыта.

Максимальное значение удельного теплового потока (рис 10а), создаваемое очагом пожара и зафиксированное на 3 минуте опыта с огнезащшценными ТМ, не превысило 3,8 кВт/м2. В последующее время эксперимента значение теплового потока снижалось и не превышало 0,2 кВт/м2 до момента полного прекращения горения источника. Потери видимости не наблюдалось. Полученные в ходе исследований максимальные значения уровня удельного теплового потока и времени его достижения, а также температуры совпадают с общепринятыми принципами обеспечения безопасности людей на начальной стадии развития пожара.

При использовании неогнезащищенных ТМ при воздействии источника зажигания уже на второй минуте эксперимента температура около оконного проема от горения портьерных и тюлевых штор достигла значения 970°С. Величина удельного теплового потока (рис. 106) увеличивалась, достигая максимального значения 140 кВт/м2 на четвертой минуте эксперимента.

время, мин:сек

а

время, МИН'СМ

б

Рис 10 Изменение плотности удельного теплового потока в сечение над локальным очагом пожара во времени при проведении натурных испытаний с использованием : а -огнезащищенных ТМ; б - неогнезащищенных ТМ

Анализируя динамику развития пожара по изменению величин параметров опасных факторов (потере видимости, связанной с высокой дымообразующей способностью материалов, выхода токсичных продуктов горения, температуры воздуха, воздействию теплового потока), можно сделать вывод, что процесс интенсивно прогрессирует, в результате чего опасные условия для людей достигаются уже на второй минуте, и безопасная эвакуация людей из помещения проблематична.

Полученные результаты крупномасштабных испытаний позволили обосновать правомерность выбора источника зажигания для лабораторных исследований. Для этого была рассмотрена модель пламени при горении урны. Тепловой поток, падающий на горизонтальную поверхность датчика теплового потока, расположенного на высоте 1,3 м в ходе натурных экспериментов составил величину, не превышающую 3,8 кВт/м2. По результатам расчетов, выполненных по известной расчетной зависимости для плотности теплового потока падающего на горизонтально расположенную поверхность:

Чш = 0,786 £ф О Тщах4 Ь"165, (1)

где вф = 0,35 - степень черноты факела пламени при Ви < 1; а =5,7 ■ 10"8 Вт/м2К" - постоянная Стефана-Больцмана; Тгаах = 1300 К - максимальная температура пламени, для оптически прозрачного пламени (Ви=0,632) была получена величина теплового потока 3,2 кВт/ м2.

Сопоставление результатов расчета с результатами эксперимента с учетом того, что влияние конвективной составляющей теплового потока, равное 2530%, не рассматривалась, свидетельствует о хорошей сходимости и позволяет сделать вывод о достоверности выбранного расчетного метода применительно к условиям натурного эксперимента.

Исходя нз этого, был выполнен расчет теплового потока, падающего на вертикальную поверхность, отстоящую на некотором расстоянии от очага по известной расчетной зависимости

Чпу = 0,16 Ви ст О (хЛЭ)°'1бВи-3 5 . (2)

Полученные расчетные зависимости плотности теплового потока падающего на вертикальную поверхность в зависимости от расстояния до экспонируемой поверхности составила 16,5-43,6 кВт /м2

Сопоставив расчетно-экспериментальные значения натурного испытания с результатами измерения тепловых потоков от источников зажигания известных лабораторных методов (рис. 11) следует вывод о сопоставимости теплового воздействия от источников зажигания газовых горелок условиям развития реального пожара.

Основываясь на тепловых характеристиках выбранных источников зажигания, было проведено обоснование размеров образцов для лабораторных методов На основе интегральной оценки мощности различных тепловых источников было показано, что продолжительность теплового воздействия должна составлять не менее 15-20 сек.

время, мии.сек

Рис. 11. Зависимость плотности удельного теплового потока во времени различных источников зажигания: 1 - сигарета с фильтром, 2 -сигарета без фильтра, 3 - спичка, 4 - таблетка уротропина по ИСО 6925-82, 5 - зажигалка газовая, 6 - горелка газовая по EN ISO 11925-2, 7 - горелка газовая по ГОСТ 50810-95

Таким образом, на основании аналитических расчетов и проведения крупномасштабных испытаний была решена важная научно-практическая задача - обоснование тепловой мощности, размеров и продолжительности действия источников зажигания, используемых в лабораторных методах исследований пожарной опасности текстильных материалов Установлена адекватность лабораторных источников зажигания тем, которые могут служить причиной загорания в реальных условиях эксплуатации ТМ

На основании натурных огневых испытаний показана эффективность предлагаемого способа огнезащиты ТМ, обеспечивающего безопасность людей для условий начальной стадии развития пожара, что доказывает необходимость его широкого применения

Пятая глава посвящена разработке рекомендаций по методам и критериям оценки эффективности огнезащиты ТМ, а также системы контроля ее качества.

В зависимости от целевого назначения исследуемых материалов, для получения более объективной информации, наиболее оптимален комплексный подбор и корреляция существующих методик оценки пожароопасности.

Анализируя характер и интенсивность воздействия опасных факторов пожара на человека, в качестве комплекса параметров, регламентирующих пожаробезопасность специальной защитной рабочей одежды, предложено использовать такие характеристики текстильных защитных материалов, как воспламеняемость, устойчивость к воздействию лучистого теплового потока и время прогрева при непосредственном воздействии открытым пламенем

Для этого были разработаны и внедрены в отечественную практику установки и методики оценки пожароопасности и эффективности ОС.

Для определения воспламеняемости покровных ТМ рабочей защитной одежды может быть использован разработанный нами ГОСТ Р 51080-96 «Пожарная безопасность текстильных материалов Ткани декоративные Метод испытания на воспламеняемость и классификация»

Для проведения исследований устойчивости к воздействию лучистого теплового потока впервые в России была разработана экспериментальная установка, позволяющая воспроизводить различные по численному значению уровни лучистого теплового потока в диапазоне 0 до 60 кВт/м2 , падающего на материал (или пакет материалов) и оценивать не только коэффициент ослабления, но также температуру обратной стороны поверхностного слоя защитной одежды или пакета материалов для оценки степени их безопасной эксплуатации применительно к кожному покрову человека.

Устойчивость защитных материалов к воздействию открытого пламени определяется величиной теплового потока, пропускаемого исследуемым защитным материалом при воздействии открытого пламени тепловой мощности до 80 кВт/мг. Измеряемой величиной, характеризующей сопротивляемость прохождению пламени и нагрева внутренней поверхности материала, является время увеличения температуры на 24° С.

Метод также косвенно связан с определением условий, исключающих возможность нагрева внутренней поверхности одежды до температуры 45°С, путем определения критических дифференциальных условий достижения порогового значения равного 24° С.

Для оценки эффективности предпринятых профилактических мероприятий по огнезащите мягких элементов мебели разработана комплексная система оценки пожарной опасности с целью её классификации. В связи с этим, нами предложена установка, которая оценивает пожарную опасность мягкой мебели или ее элементов по совокупности параметров воспламеняемости и распространения пламени (тления) в условиях реального теплового воздействия малокалорийных источников зажигания и ее классификация.

В настоящее время создание ТМ пониженной пожарной опасности для постельных принадлежностей сопряжено с некоторыми сложностями. Использование в качестве постельного белья тканей из натуральных волокон с добавлением синтетики, модифицированной замедлителями горения, или обработанных огнезащитными составами, не всегда возможно из-за достаточно высокой стоимости или несоответствия требованиям гигиены. Поэтому одним из направлений для решения данного вопроса могут находить различные сочетания огнезащищенных и не огнезащищенных тканей для композиций постельных принадлежностей пониженной горючести. Для этого был выбран метод, разработана установка и классификационная оценка воспламеняемости постельных

принадлежностей.

Особую опасность представляют' напольные покрытия способные воспламеняться от источников зажигания малой мощности С целью объективной оценки воспламеняемости ковровых покрытий нами разработана экспериментальная установка и классификационная методика, определяющая воспламеняемость напольных ковровых покрытий с использованием источника воспламенения малой мощности - таблетки уротропина и распространяющаяся на все виды напольных текстильных покрытий и полуфабрикатов, независимо от их состава и типа волокон.

Для подтверждения соответствия ОС своему назначению и обеспечения надежности и качества огнезащитной обработки были разработаны объективные методы контроля огнезащитной эффективности ТМ.

Кроме установления соответствия внешнего вида и технологических показателей средства огнезащиты требованиям технической документации на применение, технологии производства и эксплуатации, обеспечивающих требуемую огнезащитную эффективность, необходимо наличие экспресс-методов контроля качества обработанного ТМ

Как показали проведенные исследования, одним их таких методов, может быть ТА- метод, осуществляемый путем сравнения термоаналитических характеристик и параметров огнезащищенного ТМ с данными, представленными в технической документации на его производство или полученными при первичных испытаниях образцов рассматриваемого материала.

Для тканей на основе натуральных волокон (хлопок, лен) контроль огнезащищенности целесообразно проводить по величине зольного остатка, температуре максимума 1го пика - ТшаХ] , величине (амплитуде максимума) второго пика - А2)% мин"1

Для тканей из смеси волокон контроль огнезащищенности необходимо проводить по величине зольного остатка; величине второго или третьего пика - А2,%/мин, Аэ,%/мин.

Проведенная оценка возможности применения метода для контроля соответствия огнезащиты пропитанного ТМ нормативному показателю воспламеняемости дала положительные результаты, те метод позволяет различить материалы, пропитанные по норме и пропитанные с отклонением от нормы примерно на 20%

На основании выявленного подхода к оценке и контролю качества эффективности используемых ЗГ, разработана структурно-методологическая схема выбора средства и способа огнезащиты ТМ, позволяющая объективно установить оптимальный состав защиты в зависимости от функционального назначения материала.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана система методик исследования кинетики и термолиза ТМ с совместным использованием комплекса методов ТА-исследований, изучения морфологии, структуры и состава коксовых остатков.

2 Проведенный комплекс исследований по огнезащите ТМ позволил:

- установить закономерности кинетики термолиза ряда ТМ, их взаимосвязь с возникновением и развитием горения;

- выявить закономерности изменения кинетики ТМ под влиянием

ЗГ,

механизм огнезащитного действия различных ЗГ и оценить их эффективность;

разработать комплекс методов и критериев оценки и прогнозирования эффективности ЗГ, изучить условия их применения. Установлено, что определяющими пожаропасность ТМ, являются такие характеристики термоокислительной деструкции, как скорость термодеструкции полимера, динамика выделения горючих газов, величина и скорость окисления кокса, структура и содержание в составе карбонизованного остатка фосфора, количество выделившегося тепла, которые позволяют проводить оценку эффективности огнезащиты.

3 Разработана система научно-обоснованного выбора применяемых для практических целей ЗГ. Установлены следующие закономерности, определяющие выбор и обоснование оптимальных условий применения ЗГ.

-выявлены основные закономерности, определяющие эффективность ЗГ и ее связь со свойствами ТМ;

- введение в ТМ ЗГ изменяет механизм и кинетику термолиза в сторону снижения интенсивности и глубины процессов окислительной термодеструкции;

- в зависимости от количественного соотношения «полиэфир-хлопок (вискоза)» необходим различный подход к выбору по количеству и реакционной способности средств огнезащиты;

- выявлена необходимость учета текстильного направления доминирующей полиэфирной составляющей при оценке эффективности огнезащиты тканей из смеси волокон;

установлено, что для смеси волокон «полиэфир-хлопок» по сравнению с исходными волокнами характерно изменение динамики и температурного интервала выделения горючих газов, что обуславливает высокую горючесть указанных смесей волокон.

4. Разработана методика крупномасштабных огневых испытаний для начальной стадии развития пожара в помещении при использовании огнезащищенных и неогнезащищенных ТМ, позволившая доказать:

возможность и необходимость практического применения огнезащищенных ТМ, обеспечивающих безопасность людей и их эвакуацию;

- сформулировать условия оценки эффективности огнезащиты в прогнозных (лабораторных) испытаниях

5 Проведены комплексные исследования ТМ на лабораторных установках и комплексом методов ТА В результате сравнительных исследований:

- выбраны критерии и разработаны методики классификационной оценки огнезащитной эффективности ТМ в зависимости от функционального назначения (шторы, занавеси, элементы мягкой мебели, постельные принадлежности, напольные ковровые текстильные покрытия, а также материалы специальной защитной одежды);

- определены ТА критерии оценки эффективности ОС различной природы и концентрации для тканей из ПЭ, целлюлозных и смесей их волокон, получены новые данные;

- разработаны система оценки и методы контроля качества огнезащиты ТМ, в том числе, при проведении огнезащитных работ на объектах.

6 С использованием разработанной системы проведены исследования по разработке новых ЗГ и огнезащищенных ТМ:

- предложено применение производного фосфорной кислоты - состава «АМФ» для огнезащиты для тканей из хлопка, ПЭ, а также их смеси Установлены следующие закономерности огнезащиты ТМ.

- показано, что эффективность огнезащитного действия состава «АМФ», представляющего полифункциональное соединение, для тканей из ПЭ, а также смеси хлопка и ПЭ, намного выше, чем би- и монофункциональных фосфорсодержащих соединений, так как он ингибирует окислительные процессы в области температур разложения полиэфира и обладает более высокой карбонизующейся способностью,

- с увеличением концентрации состава «АМФ» повышается интенсивность и глубина процессов карбонизации и снижается скорость окисления. Образующийся поверхностный слой карбонизованного остатка, состоящий из термостойких полифосфоновых кислот обладает высокой термостабильностью и защищает полимер от воздействия теплового потока и пламени;

- установлено, что обработка раствором состава «АМФ» от 10% до 20%-, в зависимости от количественного соотношения волокон в смеси «полиэфир-хлопок» и области использования, позволяет получать ТВ ТМ

7. Разработаны оптимальные огнезащищенные системы ТМ:

- целлюлозные трудновоспламеняемые ТМ с высоким значением кислородного индекса - 32,0%, получены при обработке 10% -ным раствором состава «АМФ»,

- ТВ композиции мягкой мебели из обивочной ткани из натуральных волокон при сочетании с JIB обивочным материалом получены при обработке 20% раствором состава «АМФ»;

- ТМ пониженной пожарной опасности для специальной защитной одежды получены при оптимальном соотношении компонентов в смеси ткани из волокон «полиэфир.хлопок» (40 60) в присутствии антилирена «АМФ»,

огнезащищенные рецептуры получены при оптимальном соотношении компонентов тканей из смеси термостойких (Номекс, СВМ) и ПЭ волокон - Номекс до 25%, а СВМ до 35% полиэфира, соответственно.

Научные результаты диссертации отражены в 91 публикации, основные из них следующие:

1 А.с. 1030449 (СССР). Состав для бумаги пониженной горючести // Скляренко Ж.В., Цешковская Д.Л., Вогман Л.П., Уваркин Л.А, Шапочка В С., Сидоренко В.И., Улезко Г Д., Михайлов Д.С, Кочкин Ю.Н., Константинова Н.И. - 1983. 2. Вогман Л.П., Скляренко Ж.В., Константинова Н.И. Новая бумага пониженной горючести // Бумажная промышленность. - 1984, № 3. - С 14.

3 А с. 1246576 (СССР). Способ обработки изделий из полимерных материалов // Дмитриева В А, Козлова Т С , Минаев С В , Королева Л.Н, Ротинберг И.П., Михайлов Д.С, Вогман Л П , Константинова Н.И. - 1986

4 A.c. 1594897 (СССР). Полимербетонная смесь // Филин Л Г, Константинова Н.И. и др. -1990.

5 Константинова НИ., Филин Л.Г Оценка воспламеняемости тканей // Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразутощих полимеров: Тезисы докладов Всесоюзной конференции. - М, 1991 - С , 43-44.

6. Получение и свойства огнезащищенных тканей из смеси волокон / Середина М.А., Константинова Н.И., Филин Л Г., Лебедева НА., Паракина Л.А., Климова М.Б // Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразующих полимеров Тезисы докладов Всесоюзной конференции. -М., 1991 -С 132-133

7 Снижение горючести карбамидного пенопласта / Виноградова Л И., Дудеров Н Г, Константинова Н И, Нагановский Ю К // Пожарная опасность материалов и средств огнезащиты Сб науч тр - М • ВНИИПО МВД СССР, - 1992. - С. 31-39.

8 Оценка эффективности огнезащиты декоративно отделочных тканей / Бутылкина Н.Г., Константинова НИ., Середина МА., Тюганова МА. // Пожаровзрывобезопасность. - 1993 -№2 - С 17-18

9 Материалы пониженной воспламеняемости на основе отходов кожевенного производства / Тюганова М.А., Зубкова Н.С., Белоусова Т.А., Константинова Н.И, Нагановский Ю К // Текстильная химия. - 1993. - № 2.-С. 118.

10 Константинова НИ., Смирнов HB, Круглякова Н.М Оценка воспламеняемости мягкой мебели // Пожаровзрывобезопасность. - 1994. -№ 1. - С 3-6.

11 .Константинова Н.И. Системный подход при исследовании характеристик " пожарной опасности текстильных материалов и изделий из них // Полимерные материалы пониженной горючести. Тезисы докладов Всероссийской конференции. - Волгоград, 1994 - С 84-86. »

12.Смирнов Н.В., Константинова Н.И. Методология огневых испытаний полимерных материалов // Полимерные материалы пониженной горючести: Тезисы докладов Всероссийской конференции. - Волгоград, 1994. - С. 83-84.

13 Пожароопасность покрытий полов / Смирнов Н.В, Константинова Н.И., Смирнов В Б , Криворучко В.С , Шитиков В Ю // Пожарная безопасность и методы её контроля' Сб материалов Международной научно-практической конференции. - Санкт-Петербург, 1997 - С 22.

14 Методы и результаты испытаний теплозащитной эффективности материалов, применяемых для изготовления одежды пожарных и рабочей одежды / Константинова Н.И., Смирнов Н.В., Терешина Н.А, Грошев Ю М. // Пожарная безопасность и методы её контроля Сб материалов Международной научно-практической конференции - Санкт-Петербург, 1997 - С.ЗО.

15 Константинова Н.И Совершенствование нормативной базы пожаробезопасного применения текстильных материалов // Текстильная химия. - 1999, - № 1. - С. 42-44.

16Болодьян Г.И., Константинова Н.И., Зубкова НС, Бутылкина Н.Г Снижение горючести тканей из смеси хлопчатобумажной пряжи и полиэфирного волокна //Химическая технология. - 2001, - № 8. - С. 17-20.

17 Снижение пожароопасности текстильных материалов на основе полиэфира / Зубкова Н С., Бутылкина Н.Г, Константинова Н.И, Болодьян Г И // Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного района: Сб науч. тр. I Международной научно-практической конференции - Санкт-Петербург, 2001. - С. 262-263

18 Патент Российской Федерации RU 2180254 С2 Огнетушащий состав // Селиверстов В.И., Стенковой В И., Баратов А.Н., Бахарев В.Л., Веретинский П.Г., Трубникова Г В., Константинова Н.И. -2002

19.Принципы выбора тканей для изготовления пожаробезопасной спецодежды / Зубкова Н.С. Болодьян Г.И., Константинова Н И, Терёшина НА// Текстильная промышленность - 2002, - № 10. - С 19-21

20 Синютина Е М , Зубкова Н С , Константинова Н И Способ снижения пожарной опасности полипропиленовых ковровых покрытий // Четвёртый конгресс химиков-текстильщиков и колористов' Сб тезисов пленарных и стендовых докладов. - М, 2002. - С. 63-64.

21.Ткани из смеси термостойких и полиэфирных волокон пониженной горючести / Стрекалова Ю В, Зубкова Н.С, Константинова Н.И., Бутылкина Н Г // Четвёртый конгресс химиков-текстильщиков и колористов: Сб. тезисов пленарных и стендовых докладов. - М, 2002. -С. 32-33.

22 Получение огнезащитных текстильных материалов с пониженной токсичностью продуктов горения / Зубкова Н.С., Бутылкина Н.Г , Зайцев A.A., Комова М.А., Константинова Н.И., Терешина Н.А // Техника и технология экологически чистых производств' Сб. материалов VI Международного симпозиума молодых ученых, аспирантов и студентов. -М., 2002,- С. 81-82.

23 Константинова Н И , Болодьян Г И. Огнезащита тканей для рабочей одежды из смесевых волокон // Комплексная безопасность России -

исследования, управление, опыт: Сб. материалов Международного симпозиума. - М., 2002.- С 318-319.

24 Зубкова Н.С., Константинова НИ., Болодьян Г И. Огнезащищённые текстильные материалы // Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт' Сб материалов Международного симпозиума -М, 2002,-С 124-125

25 Оценка эффективности огнезащиты мебельных тканей / Константинова Н.И., Зайцев А А., Зубкова НС, Стрекалова ЮВ // Текстильная промышленность. - 2002. - № 11 - С 34-37

26 Влияние содержания полиэфирного волокна в смеси с термостойкими волокнами на огнезащитные показатели полученных материалов / Стрекалова Ю В , Зубкова Н С, Константинова Н И, Козинда 3 Ю // Химические волокна. - 2003, - № 1. - С.34-37

27 Константинова Н.И. Проблемы защиты материалов из смеси волокон // Пожарная безопасность. - 2003, - № 2 - С 109-119

28 Константинова Н.И, Молчадский О И., Баратов А.Н Роль конденсированной фазы в огнезащите текстильных материалов // Пожарная безопасность - 2003, - № 3 - С 109-115

29 Дудеров Н Г , Константинова Н И., Молчадский О И Способы разработки и контроля качества огнезащищённой специальной защитной одежды // Чрезвычайные ситуации' предупреждение и ликвидации: Сб. материалов Международной научно-практической конференции. - Минск, 2003,-С.281.

30 Стрекалова Ю В, Зубкова Н.С., Константинова Н.И. Исследование термических характеристик материалов пониженной горючести из смеси волокон // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидации- Сб материалов Международной научно-практической конференции - Минск, 2003,-С 333.

31 Зубкова НС., Стрекалова ЮВ, Бутылкина НГ, Константинова НИ " Снижение пожарной опасности текстильных материалов различного химического состава // Полимерные материалы пониженной горючести'

Сб. материалов V Международной конференции - Волгоград, 2003 - «

С 68-69.

32 Экспериментальная установка и методика испытаний на пожарную опасность напольных материалов / Смирнов Н В , Константинова Н И, Шитиков В.Ю. и др. // Полимерные материалы пониженной горючести. Сб. материалов V Международной конференции - Волгоград, 2003 -С.76-77.

33 Оценка качества огнезащитной обработки тканей / Дудеров Н Г, Константинова Н.И., Молчадский О.И., Болодьян Г И. // Пожарная безопасность. - 2003 -№ 3. - С.103-106.

34 Целлюлозные материалы пониженной пожарной опасности / Стрекалова Ю.В., Зубкова Н.С., Константинова Н.И., Нагановский ЮК. // Полимерные материалы пониженной горючести' Сб. материалов V Международной конференции. - Волгоград: 2003.- С.26-28.

35. Константинова Н.И., Меркулов A.A., Смирнов HB Оценка воспламеняемости напольных ковровых покрытий // Актуальные проблемы совершенствования систем обеспечения безопасности жизнедеятельности в республике Узбекистан: Сб. материалов научно-практической конференции с международным участием - Ташкент, 2003,- С.122-123.

36. Константинова Н.И. Оценка эффективности и контроль качества огнезащиты текстильных материалов // Снижение риска гибели людей при пожарах: Сб. материалов XVIII Международной научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО. - 2003. - С. 238-239.

37 Снижение пожарной опасности полипропиленовых ковровых покрытий / Константинова Н И, Етумян A.C., Зайцев А.А, Зубкова Н.С. // Снижение риска гибели людей при пожарах: Сб. материалов XVIII Международной научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО. - 2003. - С.240-241.

38. Константинова Н.И., Нагановский Ю.К. Изучение эффективности действия огнезащитных составов для текстильных материалов // Снижение риска гибели людей при пожарах: Сб. материалов XVIII Международной научно- практической конференции. - М.: ВНИИПО. -2003.-С. 252-253.

Подписано в печать 5.05.04 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,56. Уч.-изд. л. 2,16. Т. - 80 экз. Заказ № 48.

Типография ФГУ ВНИИПО МЧС России. 143903, Московская обл., Балашихинский р-н, пос. ВНИИПО, д. 12

РНБ Русский фонд

2006-4 5742

23 МАЙ 200*

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1 Состояние вопроса.

1.2. Теоретические аспекты снижения горючести и методы получения огнезащищенных текстильных материалов на основе целлюлозных, полиэфирных и смесевых волокон.

1.2.1. Взаимосвязь параметров пожарной опасности с химическим составом и структурой волокнистых полимерных материалов.

1.2.2. Термостойкие волокна и специфика их поведения в области высоких температур.

1.2.3. Методы огнезащиты целлюлозных материалов.

1.2.4. Особенности термодеструкции полиэтилентерефталата и основные способы снижения его горючести.

1.3 Состояние нормативной базы и методы оценки пожарной опасности текстильных материалов.

1.3.1. Шторы, занавеси, портьеры.

1.3.2. Методы испытаний постельных принадлежностей.

1.3.3. Методы испытаний специальной рабочей одежды.

1.3.4 Методы испытаний элементов мягкой мебели.

1.3.5. Методы испытаний напольных текстильных ковровых покрытий.

1.3.6. Крупномасштабные испытания.

1.4. Основные направления исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА И КИНЕТИКИ ТЕРМОЛИЗА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЗАМЕДЛИТЕЛЯМИ ГОРЕНИЯ, И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ.

2.1. Изучение закономерностей процессов термодеструкции и термоокисления тканей из хлопка, полиэфира и их смеси в присутствии замедлителей горения.

2.1.1 Методика исследования кинетики термолиза текстильных материалов.

2.1.2. Изучение закономерностей термоокислительного разложения тканей из целлюлозных волокон.

2.1.3.Особенности действия средств огнезащиты целлюлозных текстильных материалов.

2.1.4. Изучение закономерностей термоокислительного разложения тканей из полиэфирных и смесей хлопковых и полиэфирных волокон.

2.2. Изучение закономерностей процесса воспламенения и распространения горения по тканям из натуральных, синтетических волокон и их смесей от малокалорийных источников зажигания.

2.3. Исследования сравнительной эффективности действия огнезащитных составов на тканях из целлюлозных и полиэфирных волокон и их смесей.,

3. ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА СРЕДСТВ ОГНЕЗАЩИТЫ ДЛЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНОГО

ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

3.1. Огнезащита тканей для специальной рабочей одежды.

3.1.1. Обоснование выбора оптимального соотношения компонентов в тканях из смеси волокон для эффективной огнезащиты в присутствии замедлителей горения.

3.1.2. Обоснование выбора оптимального соотношения смеси волокон в термостойких и содержащих полиэфирное волокно тканях для эффективной огнезащиты.

3.1.3. Влияние огнезащитной обработки на основные, эксплуатационные свойства тканей специальной защитной одежды.

3.2. Огнезащита текстильных материалов,использующихся в качестве элементов мягкой мебели.

3.2.1. Особенности выбора эффективной огнезащиты для обивочного материала элементов мягкой мебели.

3.2.2. Влияние огнезащитной обработки на токсичность и дымообразующую способность обивочных мебельных тканей.

3.3. Огнезащита текстильных материалов для постельных принадлежностей.

3.3.1. Особенности выбора огнезащитных средств для текстильных материалов постельных принадлежностей.

3.3.2. Влияние огнезащитной обработки на основные эксплуатационные свойства тканей постельных принадлежностей.

3.4.Огнезащита текстильных ковровых покрытий.

4. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ (НАТУРНЫЕ) ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ.

4.1. Обоснование проведения испытаний.

4.2. Методика проведения эксперимента.

4.3. Результаты крупномасштабных огневых испытаний.

4.3.1. Эксперименты с использованием огнезащищенных текстильных материалов.

4.3.2. Сравнительные эксперименты с использованием огнезащищенных и неогнезащищенных текстильных материалов.

4.3.3. Эксперименты с использованием неогнезащищенных текстильных материалов.

4.4. Исследование тепловой мощности источников зажигания.

4.5. Обоснование параметров проведения испытаний по определению эффективности огнезащиты текстильных материалов.

4.5.1. Размер образцов.

4.5.2. Продолжительность воздействия источника зажигания.

5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ

ОГНЕЗАЩИТНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Комплексный подход к оценке огнезащитной эффективности тканей для специальной защитной одежды.

5.2. Оценка эффективной огнезащиты элементов мягкой мебели и их классификация.

5.3. Оценка эффективной огнезащиты текстильных материалов для постельных принадлежностей и их классификация.

5.3.1. Классификация воспламеняемости постельных принадлежностей.

5.4.0ценка воспламеняемости напольных текстильных ковровых покрытий и их классификация.

5.5. Оценка качества огнезащитной обработки тканей.

5.5.1. Разработка методики оценки качества огнезащиты на объектах (экспресс методы).

5.5.2. Разработка методики контроля качества огнезащиты на микрообразцах.

Обеспечение пожарной безопасности является важной государственной задачей [1]. Текстильные материалы (ТМ) достаточно широко применяются во всех отраслях хозяйства, однако наряду с многочисленными достоинствами обладают повышенной пожарной опасностью. ТМ, в основе которых лежат природные или химические органические полимерные волокна, - легковоспламе-няемы, быстро распространяют пламя по поверхности и реально могут быть и являются источниками возгорания. Особенно возрастает риск возгорания с трагическими последствиями в местах массового пребывания людей - гостиницах, больницах, школах, детских учреждениях, железнодорожном транспорте, самолетах, автомобилях и др.

Принципиально повышать огнезащитные свойства можно двумя путями -создавать материалы из термостойких волокон или использовать специальные огнезащитные составы, снижающие пожарную опасность ТМ.

Учитывая сложность и многогранность проблемы обеспечения огнезащиты ТМ без потери ими функциональных свойств и ценовой доступности для широкого применения, представляется актуальной проблемой обосновать требования пожарной безопасности для выбора необходимого и достаточного уровня наиболее эффективного способа и средства огнезащиты и контроля его качества с учетом практического предназначения материалов.

Исходя из изложенных соображений, была определена цель исследований и сформулирована следующая рабочая гипотеза: выбор эффективной огнезащиты и контроля ее качества с помощью установления механизма действия различных компонентов, ингибирующих процессы термолиза и горения ТМ, а также комплексной оценки пожарной опасности в зависимости от функционального назначения с дальнейшей разработкой мер по снижению пожарной опасности.

Целью настоящей работы является обоснование выбора эффективной огнезащиты ТМ и контроля ее качества на основе изучения механизма и кинетики их термолиза, принципов и критериев прогнозирования пожарной опасности и установления особенностей использования огнезащитных средств, в зависимости от функционального назначения материалов.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- исследованы механизм и кинетика термолиза ТМ на основе целлюлозных, полиэфирных (ПЭ) и смеси их волокон в присутствии ЗГ различного типа;

- установлены особенности процессов термоокислительной деструкции ТМ на основе целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон в присутствии ЗГ различного типа и обоснованы критерии для выбора эффективных средств огнезащиты;

- исследованы основные зависимости воспламенения и распространения пламени ТМ, в том числе огнезащищенных, от состава и структуры волокон при воздействии малокалорийных источников зажигания;

- исследовано влияние ПЭ волокон в смеси с термостойкими волокнами на процесс термолиза и показатели пожарной опасности;

- на основании крупномасштабных натурных испытаний проанализирована и доказана эффективность разработанных огнезащитных средств и подтверждена адекватность предлагаемых лабораторных методов испытаний;

- выбраны методы и разработаны критерии оценки пожарной опасности и эффективности огнезащиты ТМ в зависимости от их функционального назначения;

- разработаны требования пожарной безопасности и методы их контроля к средствам огнезащиты для ТМ, в частности, при сертификации;

- разработана система контроля качества выполнения огнезащитных работ для ТМ;

- установлены особенности выбора эффективных средств огнезащиты в зависимости от состава и области использования ТМ.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждены достаточными объемом исследований (в том числе, крупномасштабных опытов), обстоятельной апробацией методик оценки эффективности огнезащиты ТМ, соответствием результатов лабораторных и крупномасштабных экспериментов, положительным опытом внедрения результатов работы в ГПС и других ведомствах.

Экспериментально-теоретические разработки выполнены применительно к текстильным материалам различного функционального назначения - портьерам, шторам, занавесям, мебельным и постельным композициям, материалам специальной защитной одежды, напольным текстильным ковровым покрытиям.

Теоретические исследования включали:

- исследование термоокислительной деструкции материалов с использованием комплексной термоаналитической системы (ТАС) "Du Pont-9900", совмещенной с системой анализа горючих газов (АГГ);

- разработку и апробацию методов термического и композиционного анализа с применением термогравиметрии, элементного анализа карбонизаванных остатков и изучения его морфологии с использованием сканирующей электронной микроскопии;

- анализ особенностей поведения ТМ при изучении пожарной опасности.

Обработка данных экспериментов осуществлялась с помощью современных способов математического аппарата с использованием численных методов на базе ЭВМ.

Полученные результаты могут быть использованы в качестве исходных параметров, известных теоретических закономерностей теории тепломассообмена и развития пожара.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- в результате комплексных исследований получены новые результаты по изучению кинетики термолиза различных ТМ;

- установлены общие закономерности и особенности изменений этих процессов и механизма действия ЗГ, выявлены управляемые ими факторы;

- выявлены основные закономерности и взаимосвязь эффективности ЗГ со свойствами ТМ (составом, плотностью, структурой);

- разработана комплексная методика композиционного термического анализа для исследования и количественной оценки процессов окисления кокса ТМ в присутствии ЗГ;

- определены принципы и критерии выбора эффективной огнезащиты ТМ из целлюлозных, ПЭ и смеси их волокон;

- установлена более высокая эффективность воздействия полифункциональных фосфоразотсодержащих соединений на процесс замедления термолиза хлопка и ПЭ, по сравнению с моно- и би- функциональными ЗГ, за счет повышения интенсивности и глубины процессов карбонизации, образования поверхностного слоя, состоящего из термостойких полифосфоновых кислот;

- определены особенности процесса термоокислительной деструкции целлюлозных тканей в присутствии ЗГ на основе полифункционального соединения - аминотрисметиленфосфоновой кислоты («АМФ»), заключающиеся во взаимодействии с полимерной матрицей в процессе термолиза с образованием сшитых структур, приводящих к формированию карбонизованного остатка, характеризующегося высокими теплозащитными свойствами и морфологической однородностью.

Практическая ценность работы.

Решена научно-техническая проблема по обоснованию выбора эффективных средств огнезащиты и создания комплекса методов оценки пожарной опасности и контроля качества огнезащиты ТМ различного функционального назначения, для чего были разработаны:

- методики контроля качества огнезащитных составов ТМ и выполнения работ на объектах;

- практическое руководство по оценке эффективности огнезащитных средств ТМ из целлюлозных, ПЭ и смеси волокон;

- метод получения тканей из смеси хлопка и полиэфира пониженной пожарной опасности с использованием нового замедлителя горения антипирена «АМФ».

Применение представленных практических методических разработок позволило создать ТМ пониженной горючести из смеси волокон путем эффективной огнезащиты и выбора оптимального соотношения компонентов.

Проведенные крупномасштабные огневые испытания с использованием разработанных огнезащищенных ТМ показали обоснованность установленных критериев эффективности огнезащиты и необходимость использования ТМ пониженной горючести для обеспечения пожарной безопасности. Кроме того, произведено обоснование тепловых характеристик малокалорийных источников зажигания для оценки и контроля качества эффективности огнезащитных средств ТМ в прогнозных (лабораторных) методах испытаний.

Результаты работы позволяют сформулировать требования к составам для эффективной огнезащиты ТМ на стадии их разработки, применения в зависимости от области назначения.

Диссертация обобщает результаты исследований, которые проводились под руководством и при непосредственном участии автора в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» (ФГУ ВНИИПО) МЧС России с 1980 года при выполнении ряда Государственных программ (в т.ч. МВД, Госстроя России), плана НИР ФГУ ВНИИПО МЧС России. Выводы и рекомендации диссертации реализованы при разработке: ГОСТ Р 50810-95 «Пожарная безопасность текстильных материалов. Ткани декоративные. Метод испытания на воспламеняемость и классификация»,

НПБ 109-96 «Вагоны метрополитена. Требования пожарной безопасности»,

ВНПБ-03 «Вагоны пассажирские. Требования пожарной безопасности», НПБ 244-97 «Материалы строительные. Декоративно-отделочные и облицовочные. Материалы для покрытия полов. Кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы. Показатели пожарной опасности», СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений»,

НПБ 257-2002 «Материалы текстильные. Постельные принадлежности. Мягкая мебель. Шторы. Занавеси. Методы испытаний на воспламеняемость»,

ГОСТ Р-2004 « Материалы текстильные. Покрытия и изделия ковровые напольные. Метод определения воспламеняемости и классификация»,

ГОСТ Р EN 1307 «Материалы текстильные. Покрытия ковровые ворсовые машинного способа производства. Классификация»,

Руководства «Способы и средства огнезащиты текстильных материалов», М: ВНИИПО, 2004,

Сборника «Огнезащита материалов, изделий и строительных конструкций». - М.:ВНИИПО,1999,

Справочника «Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций, пожарная опасность материалов, огнестойкость инженерного оборудования зданий»,-М.:ВНИИПО, 1999.

Результаты диссертации использованы при разработке учебных программ: «Огнезащита», «Директор» в УЦ ФГУ ВНИИПО МЧС России.

На защиту выносятся:

- основы эффективной огнезащиты ТМ;

- критерии термоокислительной деструкции ТМ из целлюлозных, ПЭ и смеси волокон для выбора эффективных средств огнезащиты;

- комплексная методика композиционного термического анализа для исследования и количественной оценки окисления кокса ТМ в присутствии ЗГ;

- методики контроля качества огнезащитных составов ТМ и выполнения работ на объектах;

- классификационные методики оценки пожароопасности ТМ в зависимости от их функционального назначения;

- результаты комплексного экспериментального исследования пожароопасности огнезащищенных ТМ.

Достоверность полученных результатов подтверждена данными крупномасштабных испытаний, адекватностью разработанных лабораторных методов.

Апробация работы. Результаты работы, ее основные положения и выводы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научной конференции «Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразующих полимеров (Москва, 1991), XI Всесоюзной научно-практической конференции «Проблемы предотвращения и тушения пожаров на объектах народного хозяйства (Москва, 1991), II Международной конференции по полимерным материалам (Волгоград, 1992), Всероссийской конференция «Полимерные материалы пониженной горючести» (Волгоград, 1994), Международной научно-практической конференции «Пожарная безопасность и методы ее контроля» (Санкт-Петербург, 1997), XII Научно-практической конференции «Крупные потери: предупреждение и тушение (Москва, 2001), I Международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного района» (Санкт-Петербург, 2001), XVI Научно-практической конференции (Москва 2001), VII Научно-практической конференции «Техносферная безопасность» (Ростов-на-Дону, 2002), Четвертом конгрессе химиков-текстильщиков и колористов (Москва,2002), VI Международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств» (Москва, 2002), Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России - исследования, управление, опыт» (Москва,

2002) , Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Иваново, 2002), 2 Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидации» (Минск,

2003), Международном симпозиуме по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде (Москва, 2003), V Международной конференции «Полимерные материалы пониженной горючести» (Волгоград, 2003), XVI Международной научно-практической конференции «Снижение риска гибели людей при пожарах» (Москва, 2003), Всероссийской конференции «Безопасность музеев и библиотек -2003» (Тула, 2003), IX Международного Форума «Технология безопасности-2004» (Москва, 2004).

По теме диссертации опубликована 91 печатная работа. В диссертации обобщены результаты многолетней самостоятельной работы, а также выполненной с коллегами и соискателями автора.

Автор считает своим долгом выразить благодарность за ценные советы и оказание практической помощи при совместной работе докторам техн. наук Н.П.Копылову, И.А.Болодьяну, А.Н.Баратову, С.Г.Цариченко, Н.В.Смирнову, доктору хим. наук Зубковой Н.С., кандидату хим. наук Дудерову Н.Г., кандидату техн. наук О.И.Молчадскому, инженерам Ю.К.Нагановскому, В.Ю.Шитикову, Н.АТереншной, А.А.Меркулову.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 276 страниц текста, иллюстрированного 63 рисунками, имеет 36 таблиц и 164 наименований литературы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 .Разработана система методик исследования кинетики и термолиза

ТМ с совместным использованием комплекса методов ТА-исследований, изучения морфологии, структуры и состава коксовых остатков.

2. Проведенный комплекс исследований по огнезащите ТМ позволил:

- установить закономерности кинетики термолиза ряда ТМ, их взаимосвязь с возникновением и развитием горения;

- выявить закономерности изменения кинетики ТМ под влиянием ЗГ, механизм огнезащитного действия различных ЗГ и оценить их эффективность;

- разработать комплекс методов и критериев оценки и прогнозирования эффективности ЗГ, изучить условия их применения. Установлено, что определяющими пожаропасность ТМ, являются такие характеристики термоокислительной деструкции, как скорость терм о деструкции полимера, динамика выделения горючих газов, величина и скорость окисления кокса, структура и содержание в составе карбонизованного остатка фосфора, количество выделившегося тепла, которые позволяют проводить оценку эффективности огнезащиты.

3. Разработана система научно-обоснованного выбора применяемых для практических целей ЗГ. Установлены следующие закономерности, определяющие выбор и обоснование оптимальных условий применения ЗГ:

-выявлены основные закономерности, определяющие эффективность ЗГ и ее связь со свойствами ТМ;

- введение в ТМ ЗГ изменяет механизм и кинетику термолиза в сторону снижения интенсивности и глубины процессов окислительной термодеструкции;

- в зависимости от количественного соотношения «полиэфир-хлопок (вискоза)» необходим различный подход к выбору по количеству и реакционной способности средств огнезащиты;

- выявлена необходимость учета текстильного направления доминирующей полиэфирной составляющей при оценке эффективности огнезащиты тканей из смеси волокон;

- установлено, что для смеси волокон «полиэфир-хлопок» по сравнению с исходными волокнами характерно изменение динамики и температурного интервала выделения горючих газов, что обуславливает высокую горючесть указанных смесей волокон.

4. Разработана методика крупномасштабных огневых испытаний для начальной стадии развития пожара в помещении при использовании огнезащищенных и неогнезащищенных ТМ, позволившая доказать:

- возможность и необходимость практического применения огнезащищенных ТМ, обеспечивающих безопасность людей и их эвакуацию;

- сформулировать условия оценки эффективности огнезащиты в прогнозных (лабораторных) испытаниях.

5. Проведены комплексные исследования ТМ на лабораторных установках и комплексом методов ТА. В результате сравнительных исследований:

- выбраны критерии и разработаны методики классификационной оценки огнезащитной эффективности ТМ в зависимости от функционального назначения (шторы, занавеси, элементы мягкой мебели, постельные принадлежности, напольные ковровые текстильные покрытия, а также материалы специальной защитной одежды);

- определены ТА критерии оценки эффективности ОС различной природы и концентрации для тканей из ПЭ, целлюлозных и смесей их волокон, получены новые данные;

- разработаны система оценки и методы контроля качества огнезащиты ТМ, в том числе, при проведении огнезащитных работ на объектах.

6. С использованием разработанной системы проведены исследования по разработке новых ЗГ и огнезащищенных ТМ:

- предложено применение производного фосфорной кислоты - состава «АМФ» для огнезащиты для тканей из хлопка, ПЭ, а также их смеси. Установлены следующие закономерности огнезащиты ТМ;

- показано, что эффективность огнезащитного действия состава «АМФ», представляющего полифункциональное соединение, для тканей из ПЭ, а также смеси хлопка и ПЭ, намного выше, чем би- и монофункциональных фосфорсодержащих соединений, так как он ингибирует окислительные процессы в области температур разложения полиэфира и обладает более высокой карбони-зующейся способностью;

- с увеличением концентрации состава «АМФ» повышается интенсивность и глубина процессов карбонизации и снижается скорость окисления.

Образующийся поверхностный слой карбонизованного. остатка, состоящий из термостойких полифосфоновых кислот обладает высокой термостабильностью и защищает полимер от воздействия теплового потока и пламени;

- установлено, что обработка раствором состава «АМФ» от 10% до 20%-, в зависимости от количественного соотношения волокон в смеси «полиэфир-хлопок» и области использования, позволяет получать ТВ ТМ.

7. Разработаны оптимальные огнезащищенные системы ТМ:

- целлюлозные трудновоспламеняемые ТМ с высоким значением кислородного индекса - 32,0%, получены при обработке 10% -ным раствором состава «АМФ»;

- ТВ композиции мягкой мебели из обивочной ткани из натуральных волокон при сочетании с J1B обивочным материалом получены при обработке 20% раствором состава «АМФ»;

- ТМ пониженной пожарной опасности для специальной защитной одежды получены при оптимальном соотношении компонентов в смеси ткани из волокон «полиэфир:хлопок» (40:60) в присутствии антипирена «АМФ» ;

- огнезащищенные рецептуры получены при оптимальном соотношении компонентов тканей из смеси термостойких (Номекс, СВМ) и ПЭ волокон -Номекс до 20%, а СВМ до 35% полиэфира, соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги проведенных исследований, можно сделать следующее заключение.

Совершенствование нормативной базы, регламентирующей пожаробезопасное применение ТМ, научно-обоснованное комплексное определение эффективности их огнезащиты, разработка системы оценки и контроля качества огнезащитной обработки, прогнозирование поведения на начальной стадии развития пожара - важные научные и прикладные вопросы общей проблемы обеспечения пожарной безопасности людей.

Учитывая сложность и многогранность проблемы обеспечения огнезащиты ТМ без потери ими функциональных свойств и ценовой доступности для широкого применения, представляется актуальной задача обоснования требований пожарной безопасности для выбора необходимого и достаточного уровня наиболее эффективного способа и средства огнезащиты и контроля его качества с учетом практического предназначения материалов.

Для этого в работе был обоснован выбор наиболее эффективной огнезащиты и контроль ее качества с помощью изучения влияния на механизм и кинетику термолиза и горения ТМ различных огнезащитных компонентов, принципов и критериев прогнозирования пожарной опасности ТМ и установления особенностей использования огнезащитных средств в зависимости от функционального назначения материалов.

Проведенные исследования с помощью разработанных нами совмещенных и синхронизированных методик термического анализа позволили исследовать механизм и кинетику термолиза и установить особенности процессов термоокислительной деструкции ТМ на основе целлюлозных, полиэфирных и смеси волокон в присутствии фосфоразотсодержащих замедлителей горения различного типа.

Основные аспекты механизма действия указанных ЗГ на термодеструкцию целлюлозной ткани проявляются как в уменьшении скорости разложения макромолекул целлюлозы - гемицеллюлозы и, соответственно, скорости газовыделения материалом, так и в эффекте снижения скорости окисления карбони-зованной после основного газовыделения составляющей материала - второго этапа термоокислительной деструкции и разрушения карбонизированной сетки в диапазоне температур 350-500°С (этапа, ответственного за тление материала). Достижение эффективной огнезащиты происходит при определенной степени подавления стадии выделения горючих газов и устойчивости образующего карбонизованного остатка к окислению. Выявленные и обоснованные величины основных значимых ТА-характеристик: относительной скорости и количества суммарного выделения горючих газов, величины коксового остатка - КО (при температуре 500 °С), коксового числа - КЧ и максимальной скорости окисления кокса (J шах) устанавливают необходимый и достаточный уровень огнезащищенности ТМ.

Исследования термоокислительной деструкция тканей из смеси (полиэфир-хлопок) волокон установили, что для этой смеси по сравнению с исходными волокнами характерны изменение динамики и температурного интервала выделения горючих газов, что обуславливает более высокую горючесть указанных смесей волокон. Изменение интенсификации указанных изменений приводит к снижению пожарной опасности ТМ. Следовательно, для тканей из смеси волокон необходимо использовать ЗГ, ингибирующие термоокислительные процессы в области температур 380-550°С и способствующие образованию коксового остатка, устойчивого к окислению в диапазоне температур 450-550°С.

Сравнительные ТА исследования позволили выявить меньшую огнезащитную эффективность действия монофункциональных фосфоразотсодержа-щих составов по сравнению с полифункциональными соединениями, к которым относится разработанный нами состав «АМФ» - производное аминотрисметиленфосфоновой кислоты. Механизм действия последнего сохраняется для каждой составляющей смеси и заключается в снижении скорости термодеструкции компонентов композиции и снижении скорости выделения горючих газов из волокон, а также снижении скорости и глубины процесса окисления кокса, что подтверждено величинами значимых ТА характеристик -параметров эффективности огнезащиты.

Полученные экспериментальные ТА данные, их сопоставление с результатами стандартных испытаний по оценке воспламеняемости ТМ позволили выявить и установить ТА критерии эффективности используемых ОС в зависимости от состава и структуры ТМ.

В результате проведенных исследований выявлены основные факторы, влияющие на процесс возникновения горения по огнезащищенным ТМ (плотность, химический состав, текстильная структура, реакционная способность и концентрация используемых ОС).

Изучено влияние полиэфирной составляющей в тканях из смеси волокон (полиэфир/хлопок, полиэфир/вискоза) на возникновение и распространение горения от малокалорийного источника зажигания, показано, что в зависимости от их количественного соотношения необходим различный подход к выбору по концентрации и реакционной способности эффективных средств огнезащиты.

При воспламенении ткани из смеси волокон наблюдается увеличение линейной скорости распространения в направлении утка, где составляющей по утку является полиэфирная нить, что выявило необходимость учета текстильного направления доминирующей полиэфирной составляющей при оценке огнезащиты тканей. Это обстоятельство является определяющим при выборе способа и ориентации образца (по утку или основе) при его зажигании для оценки пожарной опасности материала.

Проведены сравнительные испытания различных образцов текстильных материалов на основе натуральных (хлопок, вискоза), полиэфирных волокон и их смесей с различным содержанием «полиэфир/хлопок» и «полиэфир/вискоза» волокон, обработанных различными огнезащитными составами. По результатам исследований составлена таблица данных сравнительных испытаний огнезащищенных текстильных материалов.

Выявленные закономерности термоокислительной деструкции и факторы, влияющие на процесс возникновения и распространения горения ТМ, позволили установить особенности и критерии выбора средств огнезащиты для ТМ различного функционального назначения (шторы, занавеси, специальная защитная одежда, элементы мягкой мебели, постельные принадлежности , напольные ковровые текстильные покрытия).

С помощью разработанных методов и критериев эффективности огнезащиты ТМ проведены исследования по оптимизации рецептур огнезащищенных тканей из смеси волокон путем обработки ЗГ с одновременным выбором количественного соотношения состава волокон.

Исследована возможность использования термостойкого волокна в качестве полимерного замедлителя горения при получении материалов из смеси с ПЭ, что позволило получить материалы пониженной горючести.

Комплексные исследования процесса термолиза и оценки эффективности огнезащиты тканей из смесей термостойких волокон (Номекс и СВМ) и ПЭ, а также хлопка и ПЭ в присутствии ЗГ позволили получить оптимальные составы рецептур ТВ материалов для специальной защитной одежды, без потери основных эксплуатационных свойств (прочности, гигроскопичности).

Исследованы свойства образующегося в процессе термолиза карбонизо-ванного слоя целлюлозной ткани, огнезащищенной составом «АМФ», с целью изучения особенностей ее применения в элементах мягкой мебели в сочетании с легковоспламеняющимся набивочным материалом.

Согласно полученным данным увеличение содержания состава «АМФ» в целлюлозном материале способствует увеличению выхода КО и значительному снижению скорости его окисления, что объясняется высокой способностью состава «АМФ» интенсифицировать процессы карбонизации, взаимодействуя с целлюлозой и способствовать образованию в процессе термолиза термостабильного сшитого карбонизованного слоя, обогащенного фосфором.

Образующаяся полимерная пленка предохраняет КО от воздействия теплового потока, в результате чего замедляются окислительные процессы, о чем свидетельствуют экспериментальные данные о суммарном выделения горючих газов модифицированными материалами, полученные ТГА-АГГ методами.

При сравнительном исследовании выхода токсичных газообразных продуктов терморазложения и дымообразующей способности ТМ в присутствии ЗГ, установлено, что состав «АМФ» в результате изменения механизма термолиза тканей способствует снижению выхода СО и СО2, причем в большей степени, чем состав «МС-Т». С увеличением количества полиэфирной составляющей в тканях эти различия становятся более значительными, что объясняется тем, что температурный интервал разложения состава «АМФ» совпадает с интервалом разложения полиэфира. В результате образуются сшитые структуры и протекает увеличение степени структурирования фосфорсодержащего полиэфира, что приводит к снижению интенсивности выделения летучих соединений при термолизе.

Для обоснованного выбора критериев оценки и разработки прогнозных лабораторных методов определения эффективности огнезащиты ТМ были проведены крупномасштабные испытания в условиях максимально приближенных к развитию реального пожара.

Моделирование возникновения и развития пожара при использовании в интерьере помещения неогнезащищенных ТМ подтвердило хорошо известные факты развития пожара с участием этих материалов. Окончание начальной сравнительно безопасной стадии пожара не превышает 2 минут, что делает проблематичным эвакуацию и спасение людей.

Применение разработанных огнезащитных составов и методов их нанесения на ТМ при адекватных условиях моделирования пожара обеспечивает увеличение времени эвакуации до 10 мин и более, что создает условия безопасной эвакуации людей.

На основании аналитических расчетов и проведения крупномасштабных испытаний была решена важная научно-практическая задача - обоснование мощности, размеров и продолжительности действия источников зажигания, используемых в лабораторных методах исследований пожарной опасности текстильных материалов. Установлена адекватность лабораторных источников зажигания тем, которые могут служить причиной загорания в реальных условиях эксплуатации ТМ.

В зависимости от целевого назначения исследуемых материалов, для получения объективной информации, наиболее оптимален комплексный подбор и корреляция существующих методик оценки пожароопасности. В связи с этим разработан унифицированный комплексный подход для оценки огнезащитной эффективности текстильных материалов применительно к различным условиям их эксплуатации.

Анализируя характер и интенсивность воздействия опасных факторов пожара на человека, уровень защиты специальной рабочей одежды в качестве комплекса параметров, регламентирующих пожаробезопасность, предложено использовать такие характеристики текстильных защитных материалов, как воспламеняемость, устойчивость к воздействию лучистого теплового потока и температуропроводность при непосредственном воздействии открытым пламенем. Для этого были разработаны и внедрены в отечественную практику установки и методы оценки.

Для оценки эффективности предпринимаемых профилактических мероприятий по комплексной огнезащите мягких элементов мебели была разработана установка и комплексная система оценки пожарной опасности с целью её классификации, что позволяет сформировать регламентные требования, ограничивающие применение ЛВ композиций мягкой мебели в общественных зданиях.

В настоящее время создание текстильных материалов пониженной пожарной опасности для постельных принадлежностей сопряжено с некоторыми сложностями. Использование в качестве постельного белья тканей из натуральных волокон с добавлением синтетики, модифицированной замедлителями горения, или обработанных огнезащитными составами, не всегда возможно из-за достаточно высокой стоимости или несоответствия требованиям гигиены. Для решения данного вопроса были разработаны установка и классификационный метод оценки воспламеняемости композиции постельных принадлежностей, позволяющие подобрать применимые композиции изделий не воспламеняющихся от малокалорийных источников зажигания.

Особую опасность представляют напольные покрытия способные воспламеняться от малокалорийных источников зажигания. С целью объективной оценки воспламеняемости ковровых покрытий нами воспроизведена и апробирована экспериментальная установка, определяющая воспламеняемость напольных ковровых покрытий с использованием источника воспламенения малой мощности - таблетки уротропина и распространяющаяся на все виды напольных текстильных покрытий и полуфабрикатов, независимо от их состава и типа волокон.

Для подтверждения соответствия огнезащитных составов своему назначению и обеспечения надежности и качества огнезащитной обработки были разработаны объективные методы контроля огнезащитной эффективности ТМ.

Как доказали исследования, проведенные в главе 2, одним их таких методов может быть ТА метод осуществляемый путем сравнения термоаналитических характеристик и параметров огнезащищенного ТМ с данными, представленными в технической документации на его производство или полученными при первичных испытаниях образцов рассматриваемого огнезащищенного материала.

Для тканей на основе хлопка контроль огнезащищенности целесообразно проводить по величине зольного остатка, температуре максимума 1го пика -Tmaxi, величине (амплитуде максимума) второго пика- Аг^/о/мин"1.

Для тканей из смеси волокон контроль огнезащищенности необходимо проводить по величине зольного остатка; температуре максимума 2го пика -Тшахг; величине второго или третьего пика - А2,%/мин.

Установлено, что соответствие качества огнезащиты соблюдается в случае, если отличия значений ТА параметров (в диапазоне температур 180-550 °С) не превышают 20 % или значения среднеарифметических ТА параметров обработанного текстильного материала укладываются в доверительный интервал аналогичных параметров полученных ранее (для эталона - идентификатора).

Проведенная оценка возможности применения метода для контроля соответствия пропитанного текстильного материала нормативному показателю воспламеняемости позволила различить материалы, пропитанные по норме и пропитанные с отклонением от нормы примерно на 20%.

В результате выполненных исследований решена научно-практическая проблема прогнозирования эффективности огнезащиты ТМ и разработка принципов и критериев эффективной огнезащиты и контроля ее качества.

1. Федеральный закон о пожарной безопасности № 69-ФЗ от 21.12.94 г.

2. Айзенштейн Э.М., Ефремов В.Н., Шнайдер Р. Ретроспективный анализ состояния текстильного сырья в 2001 г. // Химические волокна. 2003. - № 1. -С. 3-10.

3. Пожары и пожарная безопасность в 2002 г. Статистический сборник. М.: ВНИИПО. - 2003. - С.19.

4. Перепёлкин К.Е. Горючесть текстиля, как одна из его важнейших характеристик// Лег. Пром Бизнес Директор. 2001.- № 8. - С. 36-37.

5. Ксандопуло Г.И. Химия пламени. М. Химия, 1980. - 256 с.

6. Wall L.A. In: Flammability of Solid Plastics, Wesport. 1976. - Vol.7. - 323 p.

7. Эфрос Л.С., Ушевский Л.Е. Водородный показатель для критерия термостойких полимеров // Высокомолекулярные соединения. 1975. - Т. 17Б. -№4.-С. 309-310.

8. Moos Е.К., D.Y. Skinner. Modified losyanurate Foames. Part 2. // J. Cell.Plast. 1977. - Vol. 13, N 4. - P. 276-280.

9. Fish R.H., Parker J.A. // J. Appl. Polymer Sci. Symposia. 1973. - N 2. - P. 22-24.

10. Vankrevelen D.W. // Polymer. 1975. - Vol. 16, N 8. - P. 615-621.

11. Асеева P.M., Заиков Е.Г. Горение полимерных материалов,- М.: Наука, 1981. 280 с.

12. Horrosks A.R. Develorments in flame ratordauts for heat and fire resistant textile the role of char formation and intumescence // Pol. Degrad and Stab. -1996.-N54.-P. 143-154.

13. Влияние волокнистого состава пряжи на огнезащитные свойства тканей из смешанных волокон / Пузикова Н.П., Лукьянова В.А., Журавлева Н.В. и др. // Межвузовский сборник научных трудов. М.: - 1992. - С. 55-63.

14. Sposcker Oliver. Comfort combinet with protection // Fire. 2002. - Vol. 94, N 1159.-P.22.

15. Перепёлкин K.E. Структура и свойства волокон. М.: Химия, 1985. - 208 с.

16. Перепёлкин К.Е. Основные мировые тенденции в производстве и потреблении волокон // Текст, химия. Спец. выпуск РСХТК. 2003. - № 1(21). -С. 31.

17. Методы получения текстильных материалов со специальными свойствами / Козинда З.Ю., Горбачева И.Н., Суворова Е.Г., Сухова JI.M. М.: Jler-промбытиздат, 1988. - 112 с.

18. Тюганова М.А. Разработка теоретических основ огнезащиты волокнообра-зующих полимеров и технологии получения огнезащищенных текстильных материалов: Дисс. на соискание ученой степени д-ра хим. наук /: НПО Химволокно. -М., 1988. 307 с.

19. Lyons J.W. The chemistry and uses of fire retardants, N.Y.: Wiley Intersci., 1970. -462 p.

20. Снижение горючести тканей из смеси хлопчатобумажной пряжи и полиэфирного волокна / Болодьян Г.И., Константинова Н.И., Зубкова Н.С., Бу-тылкина Н.Г. // Химическая технология. 2001. - № 8. - С. 17-20.

21. Вогман Л.П., Скляренко Ж.В., Константинова Н.И. Новая бумага пониженной горючести // Бумажная промышленность. 1984. - № 3.- С. 14.

22. Flammability of Fabric / Ed. C.J. Hilado. N.Y.: Technomie Publ. Co., 1974. -200 p.

23. Термо-, жаростойкие и негорючие волокна. / Под ред. Конкина А.А. М.: Химия, 1978. 422 с.

24. Brenda J., Traek and John V. Beninate. Therrmal Analyses of Flame Retardaut Fwills Containing Cotton, Polyester and Wool // J. Appl. Polym. Sci. 1986. -Vol. 32, N 5. - P.945.

25. Vorater Monty. Ammonium polyphosphate the maltipurpose flame retardant // Spect. Chem. - 1984. - Vol. 4, N 4. - P. 17-20.

26. A.Richard Horrocks, Shend Zwang. Enhancind Flame Retardancy by Reaction with Phosphorylated Polyols. Part 2. Cellulos Freated with Phosponium Salt Urea Condensate (Proban CC®) Flame Retardant // Fire Mater.- 2002. Vol. 26. -P. 173-182.

27. Hofmann P., Raschdorf F. Beitrag zur Beschreibung der Reantionen von Flammschutz mitteln mit Baumwolle and Polyester im Berichte der Pyrolise // Textilveredlung. 1970. - Vol. 6. - P. 486-497.

28. Walner C., Needles H.L. Flammability characteristics of lightweight cellulosic and polyester cellulosic blend Fabrics // J. Fire Sci. - 1985, Vol. 6. - N 6. - P. 461-471.

29. Зубкова H.C. Высокоэффективный отечественный замедлитель горения для придания огнезащитных свойств волокнистым текстильным материалам // Химические волокна. 2000, - № 6. - С. 38-40.

30. Роговин З.А., Гольбрайх JI.C. Химические превращения и модификация целлюлозы. М.: Химия, 1979. - 208 с.

31. Пат. 2070626, Россия МКИбД06Ы 1/74. Месник В.М., Волков И.В., Мамаева Н.П. и др. Состав для придания огнезащитных свойств текстильным материалам. № 95121239/04, Заявл. 14.12.95. Опубл. 20.12.96.

32. Wang M.Y., Horrocks A.R., Horrocks S., Hall M.E. Flame Retardaut Textile Bask-Coatings. Part 1: Antimony-Halogen System Interations and the Effect Perlacement by Phosphorus-Containing Agents // J. Fire Sci. 2002. - Vol. 18. -P. 265-294.

33. Перепёлкин K.E. Физико-химическая природа и структурная обусловленность уникальных свойств полиэфирных волокон // Химические волокна. -2001. -№ 5. С.8.

34. Айзенштейн Э.М. Полиэфирные волокна. / В кн.: Хим. Энциклопедия.- М.: БРЭ. -Т.4. 1995. -С.87-91.

35. Коварская Б.М., Блюменфельд А.Б., Левантовская И.И. Термическая стабильность гетероцепных волокнообразующих полимеров. М.: Химия, 1977.-С.263.

36. Зубкова Н.С., Бутылкина Н.Г., JI.C. Гальбрайх JI.C. Принципы выбора замедлителей горения для снижения пожарной опасности гетероцепных во-локнообразуюнщх полимеров // Хим. волокна .- 1999. №4. - С.17.

37. Брык М.Т. Деструкция наполненных полимеров. М.:Химия, 1989.-192 с.

38. Кодолов В. И. Замедлители горения текстильных материалов. М.: Химия, 1980.-274 с.

39. Селиванов С. Е., Шиян А. А. Кинетика сшивки молекул полимерного материала влияние флуктуаций термодинамических параметров. // II Межд. конф. по полимерным, матер, пониж. горючести.: Тез. докл. - Волгоград, 1999.-Т.1.-С.9.

40. Dimov К., Alba J., Lasarova R., e.a. // Angew. Makromol. Chem. 1982. - Bd. 102. - S.87-101.

41. Seymoyr R.B.// Polym. News. 1984. Vol. 9, № 10. - P. 310.

42. Баранова Т. JI., Крапоткин В. П., Айзеннггейн Э.М. Огнестойкие полиэфирные волокна. // Хим. волокна. 1982. - №4. - С.5-9.

43. Grobe А. е.а. // Chemiefasern/Text. Ind., 1978, - № 11. - S. 957-960.

44. Selly E„ Vaccarella W. // Plast. Eng. 1979. - Vol. 35, № 2. - P. 43-47.

45. Phosphorus-containing Flame retardent Polyester // J. Appl. Polim. Sci. 1997. -Vol. 63.-P. 1511-1516.

46. Полиэфирное волокно с пониженной горючестью / Э.М.Айзенштейн, Л.А.Ананьева, О.П. Окунева и др.// Текст, пром. 2002. -№2. - С.19-21.

47. Haberstock Н. Einsatz von flammhemmenden / Maschen Ind. -2002. №2,- С. 24.

48. Einsele U. Uber die Flammfest ansrusting von Textilien // Text. Praxis. 1972. -Bd. 27, N 3. - S. 172-175.

49. Troev K., Crozeva A.T., Borisov G. // Europen Polumer J. 1979. - Vol.15. - P. 1143-1147.

50. Basch Ae.a. //J. Polum. Sci., Polum. Chem. Ed.- 1979. Vol.17. - P. 39-47.

51. Well K.D. // Flame Retardant. Polum. Mat. 1979. - Vol. 2. - P. 103-131.

52. Зубкова Н.С. Регулирование процессов термолиза и горения термопластичных волокнообразующих полимеров и создание материалов с пониженной горючестью: Дисс. на соискание ученой степени д-ра хим. наук / ВНИИПВ. Мытищи, 1998.-280 с.

53. IMO Resolution А.471 (XII): Improved test method for qualifying marine construction materials as non-combustible.

54. ISO 6940 -1984. Textile fabrics Burning behaviour - Determinations of ease of ignition of vertically oriented specimens.

55. ISO/DIS 6941-1984. Textile fabrics Measurement of flame spread properties of vertically oriented specimens.

56. DIN 54331-74. Prufung von Textilien. Bestimmung des Brennverhaltens Bodenprufverfahren.

57. ГОСТ 12.1.044-89. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

58. ГОСТ 15898-70. Ткани льняные и полульняные. Метод определения огнеупорных свойств.

59. Стандарт ВИАМ. Материалы текстильные для авиастроения. Определение горючести.

60. UNE 40-306-75. Norma Espanola. Determinacion de la resistencia a la Llama en los tejiodos.

61. ISO 12952-1998. Textiles Burning behaviour of bedding items.

62. ISO 6942-81. Clothing for protection against heat and fire Method of evaluation of thermal behaviour of materials and material assemblies when exposed to a source of radiant heat.

63. Филин JI.Г., Михайлова Е.Д. Методы оценки воспламеняемости текстильных материалов //Обзорная информ. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1991. -45 с.

64. ISO/DIS 9151.Protective clothing heat and fire Determination of heat transmission on exposure to flame.

65. ГОСТ 15967-70. Ткани льняные и полульняные для спецодежды. Метод определения стойкости к истиранию по плоскости.

66. НПБ 157-97. Боевая одежда пожарных. Общие технические требования. Методы испытаний. -М.: ВНИИПО МВД России, 1997. 28 с.

67. ГОСТ 12.4.105-81. ССБТ. Ткани и материалы для спецодежды сварщиков. Общие технические условия.

68. Стандарт РАФ 1995 г. Комбинезоны огнезащитные для автоспортсменов.

69. DIN 4102. Part 1. Fire performance of building materials and components. Building materials.

70. Reglementation de l'utilisation de centains materiaux et produits dans les etab-lissements recevant du public/ Journal officiel No. 7.01.1976/77.

71. Techn. Information Bulletin No 116. State of California, Department of Consumer Affairs Bureau of Home Furnishings, Jan.80.

72. ISO 8191-1987. Furniture Assessment of the ignitability of upholstered furniture - ignition source.

73. BS 5852-1979. Fire tests for furniture.

74. NBN S 21-302. Cigarette and match type flame test. Draft 1982.

75. NT Fire 014. Furniture upholstered seats ignitability. May 1986.

76. ONORM В 3825. Brandverhalten von Ausstattungsmaterialien. Prufung von Mobelbezugen. July 1985.

77. Metodo CSE RF 4/83. Supplemento ordinario della gazetta Uffiziale n. 234 del 25. agosto 1984.

78. The Upholstered Furniture (Safety) (Amendment) Regulations 1983/519 HMSO.

79. Hi Lb 109-96. Вагоны метрополитена. Требования пожарной безопасности. -М.: ГосНИИВ, 1996.-24 с.

80. ВНПБ-97.Вагоны пассажирские. Требования пожарной безопасности. М.: МПС РФ, 1997.-59 с.

81. FAR 25.853. Part 25. Airworthiness Standards: Transport category airplanes.

82. ISO 6925-1982. Textile floor coverings Burning behaviour - Tablet test at ambient temperature.

83. EN ISO 9239. Reaction to fire tests Horizontal surfase spread of flame on floor-covering systems - Part: Flame spread using a radiant heat ignition sourse.

84. BS 476. Fire Tests on Building Materials and Structures. Part 7: 1987: Method for the Classification of the Surface Spread of Flame of Products.

85. NF P 506. Essai au panneau radiant pour revetements de sol.

86. NF P 501. Essai par rayonnement applicable aux materiaux rigides ou rengus tels (materiaux de revetement) de toute epaisseur et aux materiaux souples d'epaisseur superieure a 5 mm.

87. NT Fire 007. Floorings: Fire spread and smoke generation (1985-11. Identical with INSTA 414).

88. The BOCA National Building Code/1987. Tenth Edition. Building Offitials & Code Administrators International. Inc. 4051 W. Flossmoor Road. Country Club Hills, Illinois 60477-5795.

89. EN ISO 1716. Reaction to fire tests for building products Determination of the calorific value.

90. EN 13823. Single burning item test.

91. СНиП 2.8.02-89. Общественные здания и сооружения.

92. МГСН 1-93. Многофункциональные здания и комплексы.

93. Blomqvisi Per, Lonnermark Anders. Characterization of the combustion products in large scale fire tests: Comparison of three experimental configurations // Fire and Mater. - 2001. - Vol. 25, N 2. - P. 71-81.

94. СНиП 21-02-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.: Госстрой России, 1999.

95. Логинов В.И. Общие принципы и особенности разработки различных видов специальной защитной одежды пожарных // Пожарная безопасность. -2002.-№ 5.-С. 51-57.

96. James G. Qvintiere. Principles of fire behavior // Delmer Publishers. 2000. -P. 71-81.

97. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. -М.: Наука, 1967.-492 с.

98. Халтуринский Н.А., Попова Т.В., Берлин А.А. Горение полимеров и механизм действия антипиренов // Успехи химии. 1984. -Т.53. -Вып.2. -С.326-409.

99. Марголин А.Д., Крупкин В.Г. Теория гетерогенного воспламенения гетерогенных и газовых смесей. Черноголовка, 1977. - С. 11-14.

100. De Ris. Flammability Testing State-of-Art // Fire and Materials. 1985. - Vol. 9, N2.-P. 75-80.

101. Quintire I. Factors Influencing Fire Spread over Room Linnings and the ASTM E 84 Tunnel Test // Fire and Materials. 1985. - Vol. 9, N 2. - P. 65-74.

102. Wendlandt W.W. Thermal Analysis. New York: Willey. - 3ed. - 1986. - 8141. P

103. Уэидлэнд У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. - 526 с.

104. Chiu J. A. Combaind TG-GC-MC System for Materials Characterization analiti-cal Calorimetry // Analitical Calorimetry. New York: Plenum Press. - 1984. -Vol. 5. - P.197-207.

105. Murphy C.B., Habersberger K. Report on the workshop: advances in Ther-moanalytical instrumentation // Thermochimica acta. 1987. - Vol. 110. - P. 31-47.

106. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. Часть 2. -М.:Мир, 1983.-480с.

107. Снижение горючести карбамидного пенопласта / Виноградова Л.И., Дуде-ров Н.Г., Константинова Н.И., Нагановский Ю.К. // Пожарная опасность материалов и средств огнезащиты: Сб. науч. тр. М.: ВНИИПО МВД СССР,- 1992,- С.-31-39.

108. Материалы IV Международной конференции по снижению горючести полимерных материалов. Фрайбург, Германия. 09-11.09.1992 г.

109. Материалы пониженной воспламеняемости на основе отходов кожевенного производства / Тюганова М.А., Зубкова Н.С., Белоусова Т.Д., Константинова Н.И., Нагановский Ю.К. // Текстильная химия. 1993. - № 2. - С.118.

110. Константинова Н.И., Молчадский О.И., Баратов А.Н. Роль конденсированной фазы в огнезащите текстильных материалов // Пожарная безопасность. -2003. -№3. С. 109-115.

111. Целлюлозные материалы пониженной пожарной опасности / Стрекалова Ю.В., Зубкова Н.С., Константинова Н.И., Нагановский Ю.К. // Полимерные материалы пониженной горючести: Сб. материалов V Международной конференции. Волгоград, 2003.- С.26-28.

112. Оценка качества огнезащитной обработки тканей / Дудеров Н.Г., Константинова Н.И., Молчадский О.И., Болодьян Г.И. // Пожарная безопасность.-2003. № 4. - С.103-106.

113. Баркова JI.B., Геворкян Э.Т. Определение аррениусовской энергии активации в различных условиях проведения эксперимента /Материалы XXIII Всероссийской конференции по термическому анализу. Самара, 2003. -С.11-14.

114. ШестакЯ. Теория термического анализа. М.: Мир, 1987. - 456с.

115. Murphy С.В. Aspects of Arrehenius kinetic constants for thermally unstable materials J.Minerals Sci. Eng. 1970. - Vol.2. - P.51-62.

116. Пилоян Г.О.Введение в теорию термического анализа. М.:Наука, 1964. -232с.

117. Ozawa Т. Bull.Chem.Soc. 1966. - №.39. - Р.2071.

118. Doyle C.D. J.Anal.Chem. 1961. - №.33. - Р.77.

119. Kissinger Н.Е. J. Res. Nat.Bur.Standarts. 1956. - № 57. - P.217.

120. Kissinger Н.Е. J. Anal.Chem. 1957. - №.29. - P.1702

121. ASTM E 2070-00 Standard Test Method for Kinetic Parametrs by Differential Scanning Calorimetry Using Isotermal methods/

122. Павлова C.A., Журавлева И.В., Толчинский Ю.И. Термический анализ органических и высокомолекулярных соединений. М.:Химия, 1983. - 120с.

123. Константинова Н.И. Проблемы защиты материалов из смеси волокон // Пожарная безопасность. 2003, - № 2. - С. 109-119.

124. ГОСТ Р 50810-95. Пожарная опасность текстильных материалов. Ткани декоративные. Метод испытания на воспламеняемость и классификация.

125. Константинова Н.И., Болодьян Г.И. Огнезащита тканей для рабочей одежды из смесевых волокон // Комплексная безопасность России исследования, управление, опыт: Сб. материалов Международного симпозиума. -М., 2002. - С.318-319.

126. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Теоретические основы переработки полимеров". М.: МГТУ, 2004. - С.22-27.

127. Влияние содержания полиэфирного волокна в смеси с термостойкими волокнами на огнезащитные показатели полученных материалов / Стрекало-ва Ю.В., Зубкова Н.С., Константинова Н.И., Козинда З.Ю. // Химические волокна. 2003, - № 1. - С.34-37.

128. Принципы выбора тканей для изготовления пожаробезопасной спецодежды / Зубкова Н.С. Болодьян Г.И., Константинова Н.И., Терёшина Н.А. // Текстильная промышленность. 2002, - № 10. - С. 19-21.

129. Оценка эффективности огнезащиты декоративноотделочных тканей / Бутылкина Н.Г., Константинова Н.И., Середина М.А., Тюганова М.А. // По-жаровзрывобезопасность. 1993. - № 2. С. -17-18.

130. Оценка эффективности огнезащиты мебельных тканей / Константинова Н.И., Зайцев А.А., Зубкова Н.С, Стрекалова Ю.В. // Текстильная промышленность. 2002. - № 11. -С.34-37.

131. Константинова Н.И., Смирнов Н.В., Круглякова Н.М. Оценка воспламеняемости мягкой мебели // Пожаровзрывобезопасность. 1994. - № 1. - С. 3-6.

132. Повстугар В.И., Кодолов В.И., Михайлова С.С. Строение и свойства поверхности полимерных материалов. -М.: Химия, 1981. С. 162-163.

133. НПБ 257-2002. Материалы текстильные. Постельные принадлежности. Мягкая мебель. Шторы. Занавеси. Методы испытаний на воспламеняемость. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России. - 2003. - 24 с.

134. Зубкова Н.С., Константинова Н.И., Болодьян Г.И. Огнезащищенные текстильные материалы // Комплексная безопасность России исследования, управление, опыт: Сб. материалов Международного симпозиума. - М., 2002.-С. 124-125.

135. Синютина Е.М., Зубкова Н.С., Константинова Н;И. Способ снижения пожарной опасности полипропиленовых ковровых покрытий // Четвёртый конгресс химиков-текстильщиков и колористов: Сб. тезисов пленарных и стендовых докладов. М., 2002. - С. 63-64.

136. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

137. Руководство по проектированию интерьера зданий курортно-оздоровительного назначения. М.: Стройиздат. - 1982. - С. 19-83.

138. Рекомендации по архитектурно-планировочному решению гостиниц. М.: ЦНИИЭП жилища. - 1977.-52 с.

139. Рекомендации по применению отделочных материалов и оснащению гостиниц Госкоминтуриста СССР в зависимости от строительных разрядов и их назначения. М.: Стройиздат. - 1985. - 95 с.

140. Методу расчёта температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения (рекомендации). М. - 1988. - 56 с.

141. Термодинамика пожаров в помещениях / Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. -М.: Стройиздат. С. 178-218.

142. Алексашенко А.А., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С. Тепломассоперенос при пожаре. -М.: Стройиздат. 1988. - С. 19-23.

143. Константинова Н.И. Системный подход при исследовании характеристик пожарной опасности текстильных материалов и изделий из них // Полимерные материалы пониженной горючести: Тезисы докладов Всероссийской конференции. Волгоград, 1994. - С. 84-86.

144. Смирнов Н.В., Константинова Н.И. Методология огневых испытаний полимерных материалов // Полимерные материалы пониженной горючести: Тезисы докладов Всероссийской конференции. Волгоград, 1994. - С. 8384.

145. Константинова Н.И. Совершенствование нормативной базы пожаробезопасного применения текстильных материалов // Текстильная химия. -1999.-№ 1,-С. 42-44.

146. Пожароопасность покрытий полов / Смирнов Н.В., Константинова Н.И., Смирнов В.Б., Криворучко B.C., Шитиков В.Ю.// Пожарная безопасность и методы её контроля: Сб. материалов Международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 1997 - С.22.

147. А.с. 1030449 (СССР). Состав для бумаги пониженной горючести // Скля-ренко Ж.В., Цешковская Д.Л., Вогман Л.П., Уваркин Л.А., Шапочка B.C., Сидоренко В.И., Улезко Г.Д., Михайлов Д.С., Кочкин Ю.Н., Константинова Н.И.//-1983.

148. А.с. 1246576 (СССР). Способ обработки изделий из полимерных материа-лови // Дмитриева В.А., Козлова Т.С., Минаев С.В., Королева Л.Н., Ротин-берг И.П., Михайлов Д.С., Вогман Л.П., Константинова Н.И. -1986.

149. А.с. 1594897 (СССР). Полимербетонная смесь /Филин Л.Г., Константинова Н.И. и др. -1990.

150. Патент Российской Федерации RU 2180254 С2. Огнетушащий состав // Селиверстов В.И., Стенковой В.И., Баратов А.Н., Бахарев В.Л., Веретинский П.Г., Трубникова Г.В., Константинова Н.И. 2002.

151. Оценка качества огнезащитной обработки тканей / Дудеров Н.Г., Константинова Н.И., Молчадский О.И., Болодьян Г.И. // Полимерные материалы пониженной горючести: Сб. материалов V Международной конференции. Волгоград, 2003. - С. 103-106.

152. ГОСТ 29104.1-91. Ткани технические. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотностей.