Встановлення закономірностей вогнезахисту деревини реактивним покриттям

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0003-0625-0783
  • Тетяна Миколаївна Ткаченко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0003-2105-5951
  • Олексій Юрійович Цапко Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Руслан Володимирович Ліхньовський Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9187-9780
  • Maryna Sukhanevych University of New Brunswick, Канада https://orcid.org/0000-0002-9644-2852
  • Юлія Олегівна Березницька Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0001-7953-3974
  • Віталій В’ячеславович Присяжнюк Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-9780-785X
  • Руслан Володимирович Климась Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0001-8570-6392
  • Аліса Олександрівна Ротова Gerz Holding, Україна https://orcid.org/0009-0000-0085-7192

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.317334

Ключові слова:

реакційне покриття, захисні засоби деревини, оброблення поверхні деревини, леткі продукти горіння, спучення покриття

Анотація

Проблема застосування атмосферостійкого реакційного покриття для вогнезахисту деревини полягає у забезпечені стійкості до дії високотемпературного полум’я та технологією нанесення. Тому, об’єктом досліджень були вогнезахисні властивості реакційного покриття на основі сумішей органо-неорганічних речовин під час взаємодії з полум’ям. Доведено, що зразки реакційного покриття являють собою накопичення дрібнодисперсних рівно величних речовин, оточених полімерним в’яжучим, які під термічною дією розпочинають розкладатися, зокрема, поліфосфат амонію розкладається і виділяє фосфорну кислоту. Яка визичає дегидрацію пентаерітриту з утворенням сажі, а розклад меламіну супроводжується виділенням негорючих газів, які змушують сажу пінитися, тим самим утворюючи пінококс. Встановлено механізм вогнезахисту деревини, який пов'язаний з розкладом антипіренів під дією температури виділенням негорючих газів та утворенням важкогорючого коксового залишку. Так, при збільшені вмісту поліфосфату амонію та пентаерітриту у реакційному покритті на 5 %, кількість горючих газів знизилась у понад 11 %, а кількість азоту підвищилась понад 10 %. При збільшені їх вмісту і на 14 %, кількість горючих газів знизилась понад 2 рази, а кількість азоту підвищилась понад 1,45 рази. Це вплинуло також на утворення шару пінококсу, який зафіксовано при найменшому вмісті поліфосфату амонію на рівні 12 мм та підвищені для більших значень до 15,5 мм, а кратність піни підвищилась в 1,25 рази. Практичне значення полягає в тому, що отримані результати враховано при розроблення реакційного покриття. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість спрямованого регулювання процесу захисту деревини застосування покриттів, здатних утворювати на поверхні захисний шар

Біографії авторів

Юрій Володимирович Цапко, Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Відділ науково-організаційної роботи

Тетяна Миколаївна Ткаченко, Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологій захисту навколишнього середовища та охорони праці

Олексій Юрійович Цапко, Київський національний університет будівництва і архітектури

PhD, старший науковий співробітник

Кафедра будівельних матеріалів

Руслан Володимирович Ліхньовський, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат хімічних наук

Науково-випробувальний центр

Maryna Sukhanevych, University of New Brunswick

Doctor of Technical Sciences, Professor, Postdoctoral Fellow

Department of Building Materials

Юлія Олегівна Березницька, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій захисту навколишнього середовища та охорони праці

Віталій В’ячеславович Присяжнюк, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Науково-випробувальний центр

Руслан Володимирович Климась, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний центр протипожежного захисту

Аліса Олександрівна Ротова, Gerz Holding

Керівник проектного відділу

Посилання

  1. Demirhan, Y., Yurtseven, R., Usta, N. (2021). The effect of boric acid on flame retardancy of intumescent flame retardant polypropylene composites including nanoclay. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 36 (3), 1187–1214. https://doi.org/10.1177/08927057211052327
  2. Jung, D., Bhattacharyya, D. (2021). Combined effect of silicate coating and phosphate loading on the performance improvement of a keratinous fiber-based flame retardant. Chemical Engineering Journal, 424, 130484. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130484
  3. Bachtiar, E., Kurkowiak, K., Yan, L., Kasal, B., Kolb, T. (2019). Thermal Stability, Fire Performance, and Mechanical Properties of Natural Fibre Fabric-Reinforced Polymer Composites with Different Fire Retardants. Polymers, 11 (4), 699. https://doi.org/10.3390/polym11040699
  4. Liu, J., Qi, P., Chen, F., Zhang, J., Li, H., Sun, J. et al. (2024). A universal eco-friendly flame retardant strategy for polylactic acid fabrics and other polymer substrates. International Journal of Biological Macromolecules, 260, 129411. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129411
  5. Huang, H., Deng, J., Xu, B., Kang, L. (2024). Synergistic effect of coal gangue on intumescent flame retardants. Journal of Physics: Conference Series, 2819 (1), 012052. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2819/1/012052
  6. Hansen-Bruhn, I., Hull, T. R. (2023). Flammability and burning behaviour of fire protected timber. Fire Safety Journal, 140, 103918. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2023.103918
  7. Markert, F., González, I., De La Parra Rogero, C., Hosta, E. S. (2023). Protection of pre-treated wood and construction materials using intumescent coatings. Journal of Physics: Conference Series, 2654 (1), 012084. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2654/1/012084
  8. Sarathiraja, M., Devanathan, S., Kannan, M. (2020). Tuning parameters for flame-retardant coatings on wood and polymer. Materials Today: Proceedings, 24, 1138–1146. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.427
  9. Ou, M., Cui, J., Zhao, Z., Li, R., Guan, H., Liu, L. et al. (2023). Solvent-free intumescent fire protection epoxy coatings with excellent smoke suppression, toxicity reduction, and durability enabled by a micro/nano-structured P/N/Si-containing flame retardant. Progress in Organic Coatings, 183, 107762. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2023.107762
  10. Bourbigot, S. (2024). Intumescence-Based Flame Retardant. Fire Retardancy of Polymeric Materials, 116–146. https://doi.org/10.1201/9781003380689-7
  11. Wu, D., Yang, M., Wu, T., Shen, Y., Wang, T. (2024). Green one-step modification of spent coffee grounds as synergistic bio-based flame retardant for waterborne epoxy resin. Progress in Organic Coatings, 191, 108409. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2024.108409
  12. Ding, Y., Chen, Z., Tang, C., Huang, W., Ren, X., Zhou, K., Hu, H. (2024). Development of a pyrolysis reaction model for epoxy based flame retardant composites: Relationship between pyrolysis behavior and material composition. Chemical Engineering Journal, 495, 153628. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153628
  13. Tsapko, Y., Tsapko, А. (2017). Establishment of the mechanism and fireproof efficiency of wood treated with an impregnating solution and coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (87)), 50–55. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.102393
  14. Pettersen, R. C. (1984). The Chemical Composition of Wood. The Chemistry of Solid Wood, 57–126. https://doi.org/10.1021/ba-1984-0207.ch002
  15. Broido, A. (1969). A simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data. Journal of polymer science part a-2: polymer physics, 7 (10), 1761–1773. https://doi.org/10.1002/pol.1969.160071012
  16. Kryvenko, P., Tsapko, Y., Guzii, S., Kravchenko, A. (2016). Determination of the effect of fillers on the intumescent ability of the organic-inorganic coatings of building constructions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (83)), 26–31. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79869
  17. Tsapko, Y., Tsapko, А., Likhnyovskyi, R., Sukhanevych, M., Zapolskiy, L., Illiuchenko, P., Bedratiuk, O. (2024). Establishing patterns in reducing fire-dangerous properties of sip panels fire-protected with reactive coating. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (127)), 47–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298266
  18. Tsapko, Y., Likhnyovskyi, R., Tsapko, А., Bielikova, K., Poteriaiko, S., Illiuchenko, P., Bondarenko, O. (2023). Determining patterns in the formation of an insulation layer of foam coke when protecting concrete against fire by reactive coating. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (126)), 65–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.293685
  19. Tsapko, Y., Likhnyovskyi, R., Tsapko, А., Kovalenko, V., Slutska, O., Illiuchenko, P. et al. (2023). Determining the thermal-physical characteristics of a coke foam layer in the fire protection of cable articles with foaming coating. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (122)), 22–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275550
Встановлення закономірностей вогнезахисту деревини реактивним покриттям

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-27

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Ткаченко, Т. М., Цапко, О. Ю., Ліхньовський, Р. В., Sukhanevych, M., Березницька, Ю. О., Присяжнюк, В. В., Климась, Р. В., & Ротова, А. О. (2024). Встановлення закономірностей вогнезахисту деревини реактивним покриттям. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(10 (132), 55–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.317334

Номер

Том 6 № 10 (132) (2024): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Yuriy Tsapko, Tetiana Tkachenko, Аleksii Tsapko, Ruslan Likhnyovskyi, Maryna Sukhanevych, Yuliia Bereznutska, Vitally Prisyazhnuk, Ruslan Klymas, Alisa Rotova

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.