ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ АНТИПИРЕНОВ 1.1. Свойства и применение антипиренов Антипирен – это вещества или смеси, добавляемые в материал (вещество) органического происхождения для снижения его горючести. Антипирены нужны как добавки, способные изменить характеристики горючести древесины, тканых материалов, полимеров, предстоящая эксплуатация, применение которых связано с возможным риском контакта с источниками открытого пламени, очагом возгорания; или воздействия высокотемпературного теплового потока, способного привести к пиролизу, воспламенению этих органических веществ. Горение материала может быть прервано, как на физическом плане, так и химическими реакциями. Но нередко воздействие включает в себя оба явления. Работать добавки могут в любой из фаз горения. Начиная от газовой, и до стадии тления. Эффективность зависит от особенностей объекта и параметров используемого вещества. Механизм действия антипиренов основан на следующих принципах: · На термическом химическом разложении антипиренов под воздействием открытого огня, высокой температуры нагрева, идущим с поглощением большого количества тепловой энергии, сопровождающимся выделением негорючих газов, что разбавляют горящую воздушную смесь. · Изменении процесса пиролиза органических материалов в направлении образования как негорючих газов, так и огнестойкого коксового остатка, в том числе термически вспучивающегося в десятки раз, создавая теплоизоляционный слой на защищаемой поверхности. · Ингибировании – резком торможении процесса окисления органических материалов. · Изменении направления процесса пиролиза в сторону увеличения образования летучих углеродных веществ, не участвующих в процессе горения, при одновременном уменьшении объема образующихся горючих газов. Чтобы понять, что такое антипирен, сначала нужно разобрать процесс горения. Для возникновения устойчивого пламени нужно изобилие кислорода и большая температура. Только в этом случае возникнет реакция окисления, которая при возгорании проходит очень быстро. А исходя из перечисленных условий, горение любого материала можно прекратить, если нейтрализовать любой из пунктов. Либо снизить температуру до нормальной, либо перекрыть доступ кислорода из атмосферы. Поэтому у антипирена может быть всего один компонент, который выполнит один из перечисленных способов. Но чаще всего в современные составы входит несколько веществ. Например, два разных компонента работают по следующей схеме. Основное вещество вбирает в себя тепло от возгорания. При этом пламя сразу и значительно уменьшается в размерах. Второй компонент либо усиливает основу, либо перекрывает доступ кислорода к огню. Хорошим примером высокой эффективности служат вспучивающиеся составы. Когда на обработанном материале возникает возгорание, подобные антипирены это быстро устраняют. Поверхность быстро покрывается пенным слоем, который поглощает в себя все тепло от реакции и надежно блокирует материал от кислорода. Производство антипиренов разделилось на две половины. Одну из них составляют неорганические соединения. Минеральные вещества хорошо впитываются материалами и создают барьер огню созданием новых негорючих продуктов. Самые популярные антипирены – это: · Алюминиевые или магниевые гидроксиды. · Кислота борная. · Соединения аммония (сульфат и полифосфат). · Бура. · Фосфор красного цвета. Отлично зарекомендовали себя гидроксиды. При контакте с огнем они распадаются на два компонента. Первый представляет собой тугоплавкий оксид, который сразу обволакивает поверхность. Также образуются пары воды. Они уменьшают температуру огня и отсекают его от материала. Антипирен – это не только неорганические соединения. Вторую половину производства образуют синтетики. 25 % от них составляют галогенсодержащие производные. Но, поскольку в них большое количество брома и хлора, их использование значительно ограничено. В ряде европейских стран даже введен запрет на использование галогенов. А все потому, что при высоких температурах они превращаются в опасные канцерогены. Но, как правило, это распространяется только на хлорсодержащие вещества. Многие источники доказывают полную безвредность брома. Хотя эти утверждения остаются под вопросом. Еще 20 % органики состоит из фосфорсодержащих веществ. Часть этих представителей также имеет атомы галогенов, но большинство все же отличается безвредной структурой. Наблюдая за действием этих антипиренов, можно заметить, что они похожи на гидроксид. Также выделяется пар и создается тугоплавкая пленка. Другие же представители с фосфором внутри нейтрализуют свободные радикалы у пламени. Это происходит при их испарении и в этом они схожи с галогенами. Проблема пожаров еще достаточно велика и на сегодняшний день. Поэтому постоянно ведется поиск новых средств, которые обеспечат надежную безопасность от огня. А революционным шагом для решения проблемы стало создание интумесцентной группы веществ. Так называются материалы, которые способны вспучиваться при высокой температуре, в несколько раз увеличивая свой объем. Застывшая пена перекрывает доступ огню. И хорошим примером выступает пенококс. Покрытая его слоем поверхность уже не может перегреваться. К тому же доступ кислорода к материалу перекрывается полностью. А самыми распространенными смесями являются пентаборат и полифосфат аммония. А также полимеры пентаэритрита. Отдельно выделяются окисленные продукты. Отлично зарекомендовали себя крахмальные реагенты (ОКР) и лингнины (ОЛ). Также хороши термостойкие нанокомпозиты. В их полимерную матрицу включены мизерные составляющие из силикатов. Называются такие смеси органически-модифицированными слоистыми силикатами (ОМСС). Два легковоспламеняемых материала – древесина и пластик. Причем, каждый из них имеет свои особенности при горении. А поскольку эти материалы больше всего распространены при декоративной отделке помещений, то остро стоит вопрос о понижении их воспламеняемости. Древесину защищают двумя способами. Хорошую гарантию дает пропитка структуры различными составами на водной основе. Последнее выбирают потому, что другие растворители сами по себе выступают, как горючее. Пропитывать деревянные изделия можно самостоятельно. Но в некоторых случаях в домашних условиях трудно соблюдать идеальную технологию. Поэтому лучше приобретать материалы, пропитанные промышленным способом. Наружное покрытие, как правило, маскирует структуру древесины. Поэтому второй способ не всем нравится. Но пожаробезопасная лакокрасочная продукция достаточно надежна. К тому же позволяет добиться и красивой поверхности. Как матовой, так и оригинально глянцевой. Для пластика антипирены вводят на этапе технологического производства. Причем все действия разработаны на основании общегосударственных стандартов. А любое из применяемых веществ имеет отдельный сертификат качества.
1.2. Стандарты и технические характеристики антипиренов Для антипиренов установлены нормативы, согласно им препараты должны обладать такие качествами: · теплоизоляционные параметры; · не разъедать материал изделия и его покрытия, включая лакокрасочные; · защищать не только от пламени, но и от тления; · обязательна экологическая безопасность препаратов; · защищать металлы от коррозии; · сохранять свои защитные качества длительное время. К антипиренам предъявляется много требований. Для обеспечения эффективной защиты от огня, они должны иметь определенные свойства: · Торможение возгорания материалов, замедление процесса тления. Антипирен должен предотвращать распространение открытого пламени по материалу. Это происходит по причине образования теплоизоляционного слоя, который вспучивается под термическим воздействием. · Предотвращение образования токсичных продуктов при воздействии экстремально высоких температур или огня. · Уменьшение объемов дымовыделения при поверхностном горении материалов. · Защитный состав не должен влиять на способности поверхностей. Покрытие не должно менять плотность, его твердость, жесткость, диэлектрическую проводимость. · Покрытия не должны провоцировать коррозионные процессы на поверхности металлоконструкций. · Покрытия не должны выделять вредных веществ для живых организмов. · Антипирены не должны менять вид материалов. · Защитное средство должно быть химически стабильным, что сказывается на долговечности покрытий, растворов и огнезащитных добавок. · Увеличение стойкости материалов в уф-лучам, климатическим факторам. | 
