Хімічнi волокна зі зниженою горючістю на основі целюлози

Автор(и)

  • Natalia Korovnikova Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-7977-2112
  • Oleksandr Dubyna Харківський національний аграрний університет імені В. В. Докучаєва п/в «Докучаєвське-2», Харківський р-н, Харківська обл., Україна, 62483, Україна https://orcid.org/0000-0001-8375-8439
  • Volodymyr Oliinik Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-5193-1775
  • Yana Svishchova Харківський національний аграрний університет імені В. В. Докучаєва п/в «Докучаєвське-2», Харківський р-н, Харківська обл., Україна, 62483, Україна https://orcid.org/0000-0002-5358-8624

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214507

Ключові слова:

вогнезахист целюлозного волокна, антипірени, термодеструкція, скануюча електронна мікроскопія

Анотація

Проведені дослідження дозволили визначити оптимальні способи вогнезахисту, при яких зразки модифікованого комплексита мають знижену горючість. З отриманих п'яти модифікованих зразків волокон найбільшу величину кисневого індексу 29 об. % має зразок з іонами молібдену(VI), оброблений фосфонової кислотою. Це найбільш вогнезахищений зразок, в його складі є три види антипіренів: азот (амідоксимні групи комплексита, фосфор (обробка фосфорною кислотою) і молібденом(VI). Отримані дані інфрачервоних спектрів свідчать про хімічну взаємодію антипіренів з комплекси том.

На морфологію волокон і процес їхньої деструкції впливає введення антипіренів. Скануючі електронні мікрофотографії показують наявність морфологічної зміни поверхні під час модифікації зразків комплексита антипіреном. Введення антипіренів в комплексит впливає на процес термічної деструкції зразків в середовищі повітря і аргону. При цьому введення молібдену(VI) помітно знижує термічну стійкість волокон. Ймовірно, процеси термічної деструкції можуть каталізувати метали як в повітряному середовищі, так і в середовищі аргону. Величини порядку реакції n термічного розкладання при переході від зразка волокна, обробленого тільки кислотами, до зразків комплексита, що містить молібден(VI), знижується до 0,38. При цьому значення енергій активації Е, ккал/моль і ентальпія процесу термічної деструкції комплексита DH, ккал/моль також зменшуються. Механічні властивості волокон при введенні антипіренів до складу волокна незначно змінюються. Залежно від складу антипіренів розривне навантаження знижується на 6–11 %, подовження зразків ‑ на 6–16 %.

Таким чином, є підстави стверджувати про можливість створення волокнистих матеріалів на основі целюлози з заданими властивостями щодо зниженої горючості

Біографії авторів

Natalia Korovnikova, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра пожежної і техногенної безпеки об’єктів та технологій

Oleksandr Dubyna, Харківський національний аграрний університет імені В. В. Докучаєва п/в «Докучаєвське-2», Харківський р-н, Харківська обл., Україна, 62483

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра загальної хімії

Volodymyr Oliinik, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної і техногенної безпеки об’єктів та технологій

Yana Svishchova, Харківський національний аграрний університет імені В. В. Докучаєва п/в «Докучаєвське-2», Харківський р-н, Харківська обл., Україна, 62483

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра загальної хімії

Посилання

  1. Salmeia, K., Gaan, S., Malucelli, G. (2016). Recent Advances for Flame Retardancy of Textiles Based on Phosphorus Chemistry. Polymers, 8 (9), 319. doi: https://doi.org/10.3390/polym8090319
  2. Besshaposhnikova, V., Mikryukova, O., Zagoruiko, M., Shteinle, V. (2018). Research of fire-protective modification influence on the structure and properties of blended fabrics. Materialy i tehnologii, 1 (1), 37–42. doi: http://doi.org/10.24411/2617-1503-2018-11007
  3. Syrbu, S. A., Burmistrov, V. A., Samoilov, D. B., Salikhova, A. H. (2011). Development fire proof composition for textile materials. Tehnologii tehnosfernoy bezopasnosti, 5 (39), 1–7.
  4. Khaidarov, I., Ismailov, R. (2020). The study of fire resistance of cellulose materials physically modified with flame retardant suspensions. Universum: Tehnicheskie nauki, 6 (75).
  5. Korovnikova, N. I., Oliynik, V. V. (2015). Ways to give Fire resistant cellulose-based fibers. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 37, 116–119. Available at: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol37/Ppb_2015_37_22.pdf
  6. Korovnikova, N. I., Oliynik, V. V. (2016). Reducing fire hazards fibers based on cellulose and polyacrylonitrile. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 40, 108–111. Available at: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol40/korovnikova.pdf
  7. Laoutid, F., Bonnaud, L., Alexandre, M., Lopez-Cuesta, J.-M., Dubois, P. (2009). New prospects in flame retardant polymer materials: From fundamentals to nanocomposites. Materials Science and Engineering: R: Reports, 63 (3), 100–125. doi: https://doi.org/10.1016/j.mser.2008.09.002
  8. Horrocks, A., Eivazi, S., Ayesh, M., Kandola, B. (2018). Environmentally Sustainable Flame Retardant Surface Treatments for Textiles: The Potential of a Novel Atmospheric Plasma/UV Laser Technology. Fibers, 6 (2), 31. doi: https://doi.org/10.3390/fib6020031
  9. Liu, Y., Pan, Y.-T., Wang, X., Acuña, P., Zhu, P., Wagenknecht, U. et. al. (2016). Effect of phosphorus-containing inorganic–organic hybrid coating on the flammability of cotton fabrics: Synthesis, characterization and flammability. Chemical Engineering Journal, 294, 167–175. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.02.080
  10. Abou-Okeil, A., El-Sawy, S. M., Abdel-Mohdy, F. A. (2013). Flame retardant cotton fabrics treated with organophosphorus polymer. Carbohydrate Polymers, 92 (2), 2293–2298. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.12.008
  11. Carosio, F., Alongi, J., Malucelli, G. (2012). Layer by Layer ammonium polyphosphate-based coatings for flame retardancy of polyester–cotton blends. Carbohydrate Polymers, 88 (4), 1460–1469. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.02.049
  12. Castrejón-Flores, J. L., Reyna-Luna, J., Flores-Martinez, Y. M., García-Ventura, M. I., Zamudio-Medina, A., Franco-Pérez, M. (2020). Characterizing the thermal degradation mechanism of two bisphosphoramidates by TGA, DSC, mass spectrometry and first-principle theoretical protocols. Journal of Molecular Structure, 1221, 128781. doi: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.128781
  13. Zhao, P., Li, X., Zhang, M., Liu, S., Liang, W., Liu, Y. (2014). Highly flame-retarding cotton fabrics with a novel phosphorus/nitrogen intumescent flame retardant. Korean Journal of Chemical Engineering, 31 (9), 1592–1597. doi: https://doi.org/10.1007/s11814-014-0095-2
  14. Korovnikova, N. I., Oliynik, V. V. (2014). Fire-retardant properties of fibrous materials based on cellulose. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 35, 122–126. Available at: https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfFireSafety/vol35/korovnikova_olejnik.pdf
  15. Korovnikova, N., Dubyna, O. (2017). Research into complexing properties of polyacrylonitrile complexite in the mixtures of water-dioxane. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (89)), 63–69. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110135
  16. Korovnikova, N., Dubyna, O., Oliinik, V. (2019). Features of complex formation of a fibrous complexite with nickel ions in water–dioxane mixtures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (98)), 15–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.162359
  17. Miroshnik, L. V., Korovnikova, N. I., Shabadash, Y. V. (2006). Stability of copper(II) complexes with cellulose complexite in water-dioxane mixtures. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 51 (4), 649–655. doi: https://doi.org/10.1134/s0036023606040255
  18. Silva-Santos, M. C., Oliveira, M. S., Giacomin, A. M., Laktim, M. C., Baruque-Ramos, J. (2017). Flammability on textile of business uniforms: use of natural fibers. Procedia Engineering, 200, 148–154. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.07.022
  19. Piloyan, G. O., Bortnikov, N. S., Boeva, N. M. (2013). The Determination of Surface Thermodynamic Properties of Nanoparticles by Thermal Analysis. Journal of Modern Physics, 04 (07), 16–21. doi: https://doi.org/10.4236/jmp.2013.47a2003
  20. Meraldi, J., Aubry, J., Cizek, V., Ribiere, J., Schneider, A. (2000). Pat. No. US-0544249. Cellulose fibers with improved elongation at break, and methods for producing same. Available at: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchPatent.do?cn=USP2001076261689&dbt=USPA

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-23

Як цитувати

Korovnikova, N., Dubyna, O., Oliinik, V., & Svishchova, Y. (2020). Хімічнi волокна зі зниженою горючістю на основі целюлози. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (107), 33–39. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.214507

Номер

Том 5 № 6 (107) (2020): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Natalia Korovnikova, Oleksandr Dubyna, Volodymyr Oliinik, Yana Svishchova

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.