Розробка композиційних складів для вогнезахисту деревини на основі природного бішофіту

Автор(и)

  • Natalia Omelchenko Луганський національний університет імені Тараса Шевченка пл. Гоголя, 1, м. Старобільськ, Україна, 92703 Науково-дослідний центр «Незалежна експертиза» вул. Коваля, 3, м. Полтава, Україна, 36014, Україна https://orcid.org/0000-0003-3718-8484
  • Viktoriia Dmytrenko Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка пр. Першотравневий, 24, м. Полтава, Україна, 36011, Україна https://orcid.org/0000-0002-1678-2575
  • Natalia Lysenko Полтавський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр Міністерства внутрішніх справ України пров. Рибальський, 8, м. Полтава, Україна, 36004, Україна https://orcid.org/0000-0003-1377-5588
  • Anna Brailko Луганський національний університет імені Тараса Шевченка пл. Гоголя, 1, м. Старобільськ, Україна, 92703 Науково-дослідний центр «Незалежна експертиза» вул. Коваля, 3, м. Полтава, Україна, 36014, Україна https://orcid.org/0000-0002-3616-3149
  • Maryna Martosenko Полтавський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр Міністерства внутрішніх справ України пров. Рибальський, 8, м. Полтава, Україна, 36004, Україна https://orcid.org/0000-0001-6296-0320

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181305

Ключові слова:

бішофіт, фарбувальна добавка, пігментний концентрат, композиційний склад, вогнезахисний засіб, візуалізація обробки

Анотація

Досліджено хімічний склад природного бішофіту із свердловини № 1 Затуринського родовища та виявлено достатню насиченість МgСl2 для його використання як екологічно орієнтованої основи композиційних складів для вогнезахисту деревини. Експериментальними дослідженнями підтверджена ефективність застосування органічних синтетичних барвників (метиловий оранжевий, бромтимоловий синій) як фарбувальних добавок для заявлених композиційних складів. Визначено технологічні особливості застосування пігментних концентратів ТМ «Amber» та ТМ «Sniezko», які утворюють з розчином природного бішофіту двофазні системи. Доведено, що запропоновані фарбувальні добавки забезпечують стійке забарвлення деревини та насичений колір її поверхні. У лабораторних умовах підтверджена ефективність застосування фарбувальних добавок (бромтимоловий синій та метиловий оранжевий; пігментних концентратів ТМ «Amber» та ТМ «Sniezko») для розроблених композиційних складів для вогнезахисної обробки деревини. Експериментальними дослідженнями встановлено, що час займистості деревини, обробленої композиційним складом без фарбувальних добавок, збільшується у 4 рази у порівнянні із необробленою деревиною. Вогнезахисний механізм дії розроблених композиційних складів обумовлений послідовними процесами перетворення солі бішофіту під впливом температури та додаванням ортофосфорної кислоти, що є сильним антипіреном. А введення до композиційного складу фарбувальної добавки (барвника) метилового оранжевого збільшує час займистості більш ніж у 4 рази, у порівнянні із необробленою деревиною. Таким чином, є підстави стверджувати, що розроблені композиційні склади, що містять фарбувальні добавки (барвники), є екологічно орієнтованими та економічно доцільними. Разом із тим, отримані результати вирішують комплексне завдання, а саме забезпечення вогне- та біозахисту, а також візуалізації наявності обробки будівельних конструкцій житлових та нежитлових будівель із деревини

Біографії авторів

Natalia Omelchenko, Луганський національний університет імені Тараса Шевченка пл. Гоголя, 1, м. Старобільськ, Україна, 92703 Науково-дослідний центр «Незалежна експертиза» вул. Коваля, 3, м. Полтава, Україна, 36014

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра товарознавства, торговельного підприємництва та експертизи товарів

Viktoriia Dmytrenko, Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка пр. Першотравневий, 24, м. Полтава, Україна, 36011

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра нафтогазової інженерії і технологій

Natalia Lysenko, Полтавський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр Міністерства внутрішніх справ України пров. Рибальський, 8, м. Полтава, Україна, 36004

Кандидат технічних наук

Відділ товарознавчих та гемологічних досліджень

Anna Brailko, Луганський національний університет імені Тараса Шевченка пл. Гоголя, 1, м. Старобільськ, Україна, 92703 Науково-дослідний центр «Незалежна експертиза» вул. Коваля, 3, м. Полтава, Україна, 36014

Кандидат технічних наук

Кафедра товарознавства, торговельного підприємництва та експертизи товарів

Maryna Martosenko, Полтавський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр Міністерства внутрішніх справ України пров. Рибальський, 8, м. Полтава, Україна, 36004

Кандидат технічних наук, доцент

Відділ товарознавчих та гемологічних досліджень

Посилання

  1. 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. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79869
  2. Mačiulaitis, R., Praniauskas, V., Yakovlev, G. (2013). Research into the fire properties of wood products most frequently used in construction. Journal of Civil Engineering and Management, 19 (4), 573–582. doi: https://doi.org/10.3846/13923730.2013.810169
  3. Tychyna, N. A. (2015). Highly effective fire retardants for reducing of combustibility of construction wood and cellulose-containing materials. Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal), 3 (2), 151–156 Available at: https://eesa-journal.com/wp-content/uploads/2015/11/EESJ_3_2.pdf
  4. Tsapko, Y., Guzii, S., Kryvenko, P., Kravchenko, A. (2014). Improvement of method of determining fireproof properties of coating and wood treatment quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (68)), 40–43. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23390
  5. Tychino, N. (2016). Fire protection of materials, products and structures made of wood: tests and economy. Problems of modern science and education, 62. doi: https://doi.org/10.20861/2304-2338-2016-62-001
  6. Wen, M.-Y., Kang, C.-W., Park, H.-J. (2014). Impregnation and mechanical properties of three softwoods treated with a new fire retardant chemical. Journal of Wood Science, 60 (5), 367–375. doi: https://doi.org/10.1007/s10086-014-1408-0
  7. Fomichev, V. T., Kamkova, S. V., Filimonova, N. A. (2012). Increase of bioproofness of construction materials. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta, 27 (46), 34–38. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=18000476
  8. Leonovich, O. K. (2008). Bioognezashchita drevesiny sostavami na osnove bishofita s obrazovaniem trudnorastvorimyh kompleksov. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta. Seriya 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost', 2, 273–275. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=23834097
  9. Ratajczak, I., Woźniak, M., Kwaśniewska-Sip, P., Szentner, K., Cofta, G., Mazela, B. (2017). Chemical characterization of wood treated with a formulation based on propolis, caffeine and organosilanes. European Journal of Wood and Wood Products, 76 (2), 775–781. doi: https://doi.org/10.1007/s00107-017-1257-9
  10. Liu, W., Xu, H., Shi, X., Yang, X., Wang, X. (2019). Improved Lime Method to Prepare High-Purity Magnesium Hydroxide and Light Magnesia from Bischofite. JOM. doi: https://doi.org/10.1007/s11837-019-03602-9
  11. Petrushanko, T. A. (2018). Ispol'zovanie unikal'nogo minerala Bishofit Poltavskiy v stomatologicheskoy praktike. Stomatologiya. Estetika. Innovatsii, 2 (1), 157–159. Available at: http://elib.umsa.edu.ua/jspui/bitstream/umsa/7307/1/Use%20of%20the%20unique%20mineral%20Bishofit%20Poltavsky%20in%20dental%20practice.pdf
  12. Achkeeva, M. V., Romanyuk, N. V., Avdyushkina, L. I., Frolova, E. A., Kondakov, D. F., Khomyakov, D. M. et. al. (2014). Anti-icing agents based on magnesium and sodium acetates and chlorides. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 48 (4), 461–467. doi: https://doi.org/10.1134/s0040579514040022
  13. Majorova, A. V., Sysuev, B. B., Soldatov, V. O., Hanalieva, I. A., Puchenkova, O. A., Bystrova, N. A. (2018). Effects of bischofite gel on reparative processes in wound healing. Asian Journal of Pharmaceutics, 12 (4), S1278–S1281. doi: https://doi.org/10.22377/ajp.v12i04.2923
  14. Zhang, H., Cao, T., Cheng, Y. (2014). Synthesis of nanostructured MgO powders with photoluminescence by plasma-intensified pyrohydrolysis process of bischofite from brine. Green Processing and Synthesis, 3 (3). doi: https://doi.org/10.1515/gps-2014-0026
  15. Gurses, P., Yildirim, M., Kipcak, A. S., Yuksel, S. A., Derun, E. M., Piskin, S. (2015). The characterisation of mcallisterite synthesised from bischofite via the hydrothermal method. Main Group Chemistry, 14 (3), 199–213. doi: https://doi.org/10.3233/mgc-150163
  16. Fedorenko, V. F., Buklagin, D. S., Golubev, I. G., Nemenushchaya, L. A. (2015). Review of Russian nanoagents for crops treatment. Nanotechnologies in Russia, 10 (3-4), 318–324. doi: https://doi.org/10.1134/s199507801502010x
  17. Komarova, Z. B., Zlobina, E. Y., Starodubova, Y. V. (2015). Nitrogen balance and protein transformation in rations of piglets in the pig production. Svinovodstvo, 1, 51–53. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=22831852
  18. Bustos, M., Cordo, O., Girardi, P., Pereyra, M. (2015). Evaluation of the Use of Magnesium Chloride for Surface Stabilization and Dust Control on Unpaved Roads. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2473 (1), 13–22. doi: https://doi.org/10.3141/2473-02
  19. Ushak, S., Marín, P., Galazutdinova, Y., Cabeza, L. F., Farid, M. M., Grágeda, M. (2016). Compatibility of materials for macroencapsulation of inorganic phase change materials: Experimental corrosion study. Applied Thermal Engineering, 107, 410–419. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.06.171
  20. Achkeeva, M. V., Romanyuk, N. V., Avdyushkina, L. I., Frolova, E. A., Kondakov, D. F., Khomyakov, D. M. et. al. (2014). Anti-icing agents based on magnesium and sodium acetates and chlorides. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 48 (4), 461–467. doi: https://doi.org/10.1134/s0040579514040022
  21. Lizana, J., Chacartegui, R., Barrios-Padura, A., Valverde, J. M., Ortiz, C. (2018). Identification of best available thermal energy storage compounds for low-to-moderate temperature storage applications in buildings. Materiales de Construcción, 68 (331), 160. doi: https://doi.org/10.3989/mc.2018.10517
  22. Gutierrez, A., Ushak, S., Galleguillos, H., Fernandez, A., Cabeza, L. F., Grágeda, M. (2015). Use of polyethylene glycol for the improvement of the cycling stability of bischofite as thermal energy storage material. Applied Energy, 154, 616–621. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.05.040
  23. Ushak, S., Gutierrez, A., Galleguillos, H., Fernandez, A. G., Cabeza, L. F., Grágeda, M. (2015). Thermophysical characterization of a by-product from the non-metallic industry as inorganic PCM. Solar Energy Materials and Solar Cells, 132, 385–391. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2014.08.042
  24. Ushak, S., Gutierrez, A., Galazutdinova, Y., Barreneche, C., Cabeza, L. F., Grágeda, M. (2016). Influence of alkaline chlorides on thermal energy storage properties of bischofite. International Journal of Energy Research, 40 (11), 1556–1563. doi: https://doi.org/10.1002/er.3542
  25. Ushak, S., Gutierrez, A., Barreneche, C., Fernandez, A. I., Grágeda, M., Cabeza, L. F. (2016). Reduction of the subcooling of bischofite with the use of nucleatings agents. Solar Energy Materials and Solar Cells, 157, 1011–1018. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2016.08.015
  26. Gasia, J., Gutierrez, A., Peiró, G., Miró, L., Grageda, M., Ushak, S., Cabeza, L. F. (2015). Thermal performance evaluation of bischofite at pilot plant scale. Applied Energy, 155, 826–833. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.06.042
  27. Prasolov, Ye. Ya., Brazhenko, S. A. (2013). Preparing to the terms of engineers technological risks. . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (11 (63)), 34–37. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/14593/12367
  28. Ryabov, S. V., Matveev, S. A. (2001). Pat. No. 2197374 RF. Ognezashchitniy sostav dlya drevesiny (ego varianty). No. 2001113939/04; declareted: 21.05.2001; published: 27.01.2003, Bul. No. 3. Available at: http://www.freepatent.ru/patents/2197374
  29. Kalachev, G. P., Manskaya, T. S. (1991). Pat. No. 2015157 RF. Ognezashchitniy sostav dlya drevesiny. No. 5012202/05; declareted: 25.11.1991; published: 30.06.1994. Available at: http://www.freepatent.ru/patents/2015157
  30. Salekh Akhmed Ibragim Shaker (2011). Pat. No. 2469843 RF. Flame retardant for wood processing. No. 2011101296/13; declareted: 13.01.2011; published: 20.07.2012, Bul. No. 20. Available at: http://www.freepatent.ru/patents/2469843
  31. Salekh Akhmed Ibragim Shaker, Gritsishin, A. M., Eliseeva, L. I. (2006). Pat. No. 2307735 RF. Aseptic fire-proof composition for wood. No. 2006109959/04; declareted: 28.03.2006; published: 10.10.2007, Bul. No. 28. Available at: http://www.freepatent.ru/patents/2307735
  32. Fomichev, V. T., Filimonova, N. A., Komkova, S. V. (2012). Pat. No. 2497662 RF. Antiseptic fireproof composition for timber. No. 2012130730/13; declareted: 18.07.2012; published: 10.11.2013, Bul. No. 31. Available at: http://www.freepatent.ru/patents/2497662
  33. Lebedeva, N. Sh., Nedayvodin, E. G., Sukhikh, S. D. (2017). To the question of the fire resistance of construction materials based on magnesia binder. Vestnik Voronezhskogo instituta GPS MChS Rossii, 3 (24), 65–68. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32549223
  34. Harada, T., Matsunaga, H., Kataoka, Y., Kiguchi, M., Matsumura, J. (2009). Weatherability and combustibility of fire-retardant-impregnated wood after accelerated weathering tests. Journal of Wood Science, 55 (5), 359–366. doi: https://doi.org/10.1007/s10086-009-1039-z

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-10-21

Як цитувати

Omelchenko, N., Dmytrenko, V., Lysenko, N., Brailko, A., & Martosenko, M. (2019). Розробка композиційних складів для вогнезахисту деревини на основі природного бішофіту. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10 (101), 31–41. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.181305

Номер

Том 5 № 10 (101) (2019): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Natalia Omelchenko, Viktoriia Dmytrenko, Natalia Lysenko, Anna Brailko, Maryna Martosenko

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.