Теплофізичні характеристики утвореного шару пінококсу при вогнезахисті тканини композицією на основі модифікованих фосфорно-амонійних з’єднань

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0001-9118-6872
  • Олексій Юрійович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ, Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Ольга Петрівна Бондаренко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-8164-6473
  • Вікторія Анатоліївна Чудовська Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0003-2055-5700

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233479

Ключові слова:

захисні засоби, тканина, горіння тканини, втрата маси, оброблення поверхні тканини, спучення покриття

Анотація

Проведено аналіз вогнезахисних матеріалів для тканин і встановлено, що мізерність даних для пояснення і опису процесу вогнезахисту, нехтування еластичних покриттів, призводить до загорання конструкцій з тканин під дією полум’я. Розробка надійних методів дослідження умов вогнезахисту тканин призводить до створення нових типів вогнезахисних матеріалів. Тому виникає необхідність визначення умов утворення бар'єру для горіння та поширення полум’я тканиною і встановлення механізму гальмування передачі температури до матеріалу. У зв’язку з цим розроблено розрахунково-експериментальний метод визначення теплопровідності при застосуванні вогнезахисного засобу в якості покриття, що дозволяє оцінити коефіцієнт теплопровідності при високотемпературній дії. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано коефіцієнт теплопровідності вогнезахищеного шару пінококсу, який становить 0,034 Вт/(м∙K), що відповідно забезпечує телостійкість тканини. У результаті досліджень доведено, що процес теплоізолювання тканини полягає в утворенні сажоподібних продуктів на поверхні зразка. Особливості гальмування процесу передавання тепла до матеріалу, який оброблений композицією на основі модифікованих фосфорно-амонійних з’єднань, полягають в утворенні на поверхні тканини теплозахисного шару коксу. Проведено оцінку максимально можливого проникнення температури через товщу покриття. На поверхні зразка створено температуру, що значно перевищує температуру займання тканини, а на необігрівній поверхні не перевищує 150 °С. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесів вогнезахисту тканини шляхом застосування покриттів, здатних утворювати на поверхні матеріалу захисний шар, який гальмує швидкість передавання тепла.

Біографії авторів

Юрій Володимирович Цапко, Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів ім. В. Д. Глуховського

Олексій Юрійович Цапко, Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ дослідження якості та умов зберігання нафтопродуктів та промислової групи товарів

Ольга Петрівна Бондаренко, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних матеріалів

Вікторія Анатоліївна Чудовська, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук

Інститут інноваційної освіти

Посилання

  1. Blomqvist, P., Bergstrand, A., Neumann, N., Thureson, P., Bengtsson, S. (2015). Fire safety of textile membranes in temporary structures. Fire and Materials. 14th International Conference and Exhibition, 554–567. Available at: https://polymerandfire.files.wordpress.com/2014/11/fm15-brochure.pdf
  2. Ahmed, M. T., Morshed, M. N., Farjana, S., An, S. K. (2020). Fabrication of new multifunctional cotton–modal–recycled aramid blended protective textiles through deposition of a 3D-polymer coating: high fire retardant, water repellent and antibacterial properties. New Journal of Chemistry, 44 (28), 12122–12133. doi: http://doi.org/10.1039/d0nj02142c
  3. Zhou, Q., Chen, J., Zhou, T., Shao, J. (2020). In situ polymerization of polyaniline on cotton fabrics with phytic acid as a novel efficient dopant for flame retardancy and conductivity switching. New Journal of Chemistry, 44 (8), 3504–3513. doi: http://doi.org/10.1039/c9nj05689k
  4. Takey, Y., Taussarova, B. R., Burkytbay, A. (2020). Investigation of heat processed cellulose textile materials of sol-gel composition. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil'noi Promyshlennosti, 6, 236–240. Available at: https://ttp.ivgpu.com/wp-content/uploads/2020/07/384_46.pdf
  5. Tausarova, B. R., Stasenko, A. Yu. (2020). Giving flame retardant properties to cellulosic textile materials using Sol-gel technology. Chemistry of Plant Raw Material, 4, 365–372. doi: http://doi.org/10.14258/jcprm.2019044286
  6. Chan, S. Y., Si, L., Lee, K. I., Ng, P. F., Chen, L., Yu, B. et. al. (2017). A novel boron–nitrogen intumescent flame retardant coating on cotton with improved washing durability. Cellulose, 25 (1), 843–857. doi: http://doi.org/10.1007/s10570-017-1577-2
  7. Malucelli, G. (2019). Biomacromolecules and Bio-Sourced Products for the Design of Flame Retarded Fabrics: Current State of the Art and Future Perspectives. Molecules, 24 (20), 3774. doi: http://doi.org/10.3390/molecules24203774
  8. Attia, N., Ahmed, H., Yehia, D., Hassan, M., Zaddin, Y. (2016). Novel synthesis of nanoparticles-based back coating flame-retardant materials for historic textile fabrics conservation. Journal of Industrial Textiles, 46 (6), 1379–1392. doi: http://doi.org/10.1177/1528083715619957
  9. Zhu, H., Kannan, K. (2020). Determination of melamine and its derivatives in textiles and infant clothing purchased in the United States. Science of The Total Environment, 710, 136396. doi: http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136396
  10. Ackerman, M., Batcheller, J., Paskaluk, S. (2015). Off Gas Measurements from FR Materials Exposed to a Flash Fire. AATCC Journal of Research, 2 (2), 1–12. doi: http://doi.org/10.14504/ajr.2.2.1
  11. Skorodumova, O., Tarakhno, O., Chebotaryova, O., Hapon, Y., Emen, F. M. (2020). Formation of Fire Retardant Properties in Elastic Silica Coatings for Textile Materials. Materials Science Forum, 1006, 25–31. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.25
  12. Tsapko, Y., Tsapko, A., Bondarenko, O. P. (2020). Research of Conditions of Removal of Fire Protection from Building Construction. Key Engineering Materials, 864, 141–148. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.864.141
  13. Tsapko, Y., Tsapko, О., Bondarenko, O. (2020). Determination of the laws of thermal resistance of wood in application of fire-retardant fabric coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (104)), 13–18. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200467
  14. Tsapko, Y., Rogovskii, I., Titova, L., Bilko, T., Tsapko, А., Bondarenko, O., Mazurchuk, S. (2020). Establishing regularities in the insulating capacity of a foaming agent for localizing flammable liquids. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (107)), 51–57. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215130
  15. Potter, M. C. (2018). Engineering analysis. New York: Springer, 444. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-319-91683-5
  16. Zhang, H., Li, Y.-M., Tao, W.-Q. (2017). Theoretical accuracy of anisotropic thermal conductivity determined by transient plane source method. International Journal of Heat and Mass Transfer, 108, 1634–1644. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.01.025
  17. Janna, W. S. (2010). Engineering Heat Transfer. Boca Raton: CRC Press, 692. Available at: https://www.routledge.com/Engineering-Heat-Transfer/Janna/p/book/9781420072020
  18. Tsapko, Y. V., Tsapko, A. Y., Bondarenko, O. P. (2020). Modeling of thermal conductivity of reed products. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 907, 012057. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/907/1/012057
  19. Bronin, F. A. (2008). Gorelki laboratornye gazovye. Ustroystvo i kharakteristiki. Available at: http://www.bststgr.narod.ru
  20. Kryzhanovskiy, Yu. V., Kryzhanovskiy, V. N. (2012). Struktura i raschet gazovogo fakela. Kyiv: Osvіta Ukraini, 96. Available at: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/2264/1/Kryzhanovskie_gazovyi_fakel.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-30

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Цапко, О. Ю., Бондаренко, О. П., & Чудовська, В. А. (2021). Теплофізичні характеристики утвореного шару пінококсу при вогнезахисті тканини композицією на основі модифікованих фосфорно-амонійних з’єднань. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10(111), 34–41. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233479

Номер

Том 3 № 10(111) (2021): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Yuriy Tsapko, Аleksii Tsapko, Olga Bondarenko, Viktoriia Chudovska

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.