Встановлення закономірностей зниження температуропровідності при вогнезахисті тканини інтумесцентним покриттям

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Цапко Національний університет біоресурсів і природокористування України; Київський національний університет будівництва і архітектури , Україна https://orcid.org/0000-0003-0625-0783
  • Олексій Юрійович Цапко Український державний науково-дослідний інститут “Ресурсˮ; Київський національний університет будівництва і архітектури , Україна https://orcid.org/0000-0003-2298-068X
  • Наталія Володимирівна Буйських Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3229-7235
  • Олександра Юріївна Горбачова Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-7533-5628
  • Сергій Миколайович Мазурчук Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-6008-9591
  • Андрій Васильович Матвійчук Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського, Україна https://orcid.org/0000-0003-4051-2484
  • Юрій Олександрович Сарапін Управління пожежної безпеки Збройних сил України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3114-5934

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254546

Ключові слова:

захисні засоби, текстильний матеріал, горіння, втрата маси, оброблення поверхні тканини, спучення

Анотація

Проведено аналіз матеріалів для вогнезахисту текстильних виробів і встановлено, що недостатньо даних для пояснення і опису процесу вогнезахисту, нехтування сучасних 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 для визначення умов утворення бар'єру до високої температури тканини і встановлення механізму гальмування теплопередачі до матеріалу. У зв’язку з цим проведено моделювання процесу температуропровідності на поверхні тканини при застосуванні інтумесцентного покриття, що дозволяє оцінити коефіцієнт температуропровідності при високотемпературній дії. За експериментальними даними та теоретичними залежностями розраховано коефіцієнт температуропровідності вогнезахисного шару пінококсу, який становить 8,910-6 м2/с за рахунок утворення теплоізолювального шару. У результаті досліджень доведено, що процес теплоізолювання текстильного матеріалу полягає не тільки в розкладі антипіренів з утворенням інертних газів, які взаємодіють з полум’ям на поверхні зразка, а і гальмуванні процесу передавання тепла до матеріалу, який оброблений інтумесцентним покриттям та утворює на поверхні тканини теплозахисний шар пінококсу. Проведено оцінку максимально можливого проникнення температури, а саме створення на поверхні зразка температури, що значно перевищує температуру займання тканини, а на необігрівній поверхні не перевищує 215 °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; Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор філософії, старший науковий співробітник

Відділ дослідження якості та умов зберігання нафтопродуктів та промислової групи товарів

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

Наталія Володимирівна Буйських, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Олександра Юріївна Горбачова, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Сергій Миколайович Мазурчук, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Андрій Васильович Матвійчук, Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського

Кандидат політичних наук

Юрій Олександрович Сарапін, Управління пожежної безпеки Збройних сил України

Фахівець

Посилання

  1. Horrocks, A. R. (2014). High performance textiles for heat and fire protection. High Performance Textiles and Their Applications, 144–175. doi: https://doi.org/10.1533/9780857099075.144
  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: https://doi.org/10.1039/d0nj02142c
  3. Dolez, P. I., Tomer, N. S., Malajati, Y. (2018). A quantitative method to compare the effect of thermal aging on the mechanical performance of fire protective fabrics. Journal of Applied Polymer Science, 136 (6), 47045. doi: https://doi.org/10.1002/app.47045
  4. 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: https://doi.org/10.1007/s10570-017-1577-2
  5. Fire safety requirements on textile membranes in temporary building structures (2013). SP Technical research Institute of Sweden. Available at: https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:962753/FULLTEXT01.pdf
  6. Mandal, S., Song, G., Rossi, R. M., Grover, I. B. (2021). Characterization and modeling of thermal protective fabrics under Molotov cocktail exposure. Journal of Industrial Textiles, 152808372098497. doi: https://doi.org/10.1177/1528083720984973
  7. 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: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136396
  8. 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: https://doi.org/10.14504/ajr.2.2.1
  9. Magovac, E., Vončina, B., Jordanov, I., Grunlan, J. C., Bischof, S. (2022). Layer-by-Layer Deposition: A Promising Environmentally Benign Flame-Retardant Treatment for Cotton, Polyester, Polyamide and Blended Textiles. Materials, 15 (2), 432. doi: https://doi.org/10.3390/ma15020432
  10. Kozlowski, R., Muzyczek, M., Mieleniak, B. (2004). Upholstery Fire Barriers Based on Natural Fibers. Journal of Natural Fibers, 1 (1), 85–95. doi: https://doi.org/10.1300/j395v01n01_06
  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: https://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: https://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: https://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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215130
  15. Potter, M. C. (2019). Engineering analysis. Springer, 434. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-91683-5
  16. Janna, W. S. (2010). Engineering Heat Transfer. CRC Press, 692.
  17. Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O., Chudovska, V. (2021). Thermophysical characteristics of the formed layer of foam coke when protecting fabric from fire by a formulation based on modified phosphorus-ammonium compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (111)), 34–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233479
  18. Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O. (2021). Defining patterns of heat transfer through the fire-protected fabric to wood. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (114)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245713

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Цапко, Ю. В., Цапко, О. Ю., Буйських, Н. В., Горбачова, О. Ю., Мазурчук, С. М., Матвійчук, А. В., & Сарапін, Ю. О. (2022). Встановлення закономірностей зниження температуропровідності при вогнезахисті тканини інтумесцентним покриттям. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (116), 74–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254546

Номер

Том 2 № 10 (116) (2022): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Yuriy Tsapko, Аleksii Tsapko, Nataliia Buiskykh, Oleksandra Horbachova, Serhii Mazurchuk, Andrii Matviichuk, Yuriy Sarapin

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.