Реалізація Mgo/епоксид нанокомпозитів як вогнезахисних засобів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260359

Ключові слова:

антипірен, оксид магнію, нанокомпозити, епоксидна смола, нанопорошок, метод осадження

Анотація

Ця робота спрямована на приготування нанопорошку оксиду магнію MgO методом співосадження та приготування нанокомпозитів шляхом змішування приготовленого нанопорошку MgO з епоксидною смолою у вагових відсотках (0,5, 1, 1,5, 2 та 2,5) з використанням ручного формування. Ці підготовлені хімічні матеріали додаються до багатьох споживчих товарів, щоб відповідати нормам пожежної безпеки та запобігти швидкому загорянню цих предметів. Якщо вогнезахисний матеріал або сусідній матеріал спалахнув, антипірен уповільнить горіння і часто запобігатиме поширенню вогню на інші предмети. Зокрема, деякі з цих хімічних речовин можуть накопичуватися в деталях електрообладнання, автомобілях, літаках та будівельних компонентах. Використання нетоксичних нанонаповнювачів у полімерах для досягнення вогнестійкості є життєздатним варіантом. Отриманий порошок має кубічну структуру, просторову групу  і параметри елементарного осередку 4,2165 Å за даними рентгенофазового аналізу та з використанням програми індексування Dicvol 91. Розмір зерен приготовленого порошку, виміряний за рівнянням Шеррера, становив 12,4. СЕМ-мікрофотографія нанопорошку MgO, зроблена на сканувальному електронному мікроскопі, показала сферичну форму. Вплив MgO на вогнестійкість епоксидної смоли досліджували з використанням граничних кисневих індексів LOI, швидкості горіння RB та максимальної висоти полум'я HF. За результатами трьох стандартних випробувань найкращу вогнестійкість при сильному обсмугуванні, що добре спучується, дає зразок з 2 мас. % нанопорошку MgO, який має найвище значення LOI 21,95, значення RB 1,65 см/см. хв і значення HF 5,44 см. Ці дані про використання нанопорошку MgO в якості антипірену були цінні і необхідні, оскільки вони показали, що нанопорошок MgO допомагає запобігти і уповільнити спалах епоксидної смоли, отже, захищаючи майно та рятуючи життя.

Біографії авторів

Noor Amer Hameed, Bilad Alrafidain University College

Doctor of Physic, Professor

Department of Medical Instruments Engineering Techniques

Sura Jamal Abbas, Bilad Alrafidain University College

Department of Medical Instruments

Engineering Techniques

Murtadah Thamer Jammal, Bilad Alrafidain University College

Department of Medical Instruments Engineering Techniques

Saad Qasim Abbas, Bilad Alrafidain University College

Department of Medical Instruments Engineering Techniques

Посилання

  1. Wilmot, R. T. (1995). Annual Report World Fire Statistics to the UN Working Party on Housing Development, Modernisation and Management. London.
  2. Zhuang, J., Payyappalli, V. M., Behrendt, A., Lukasiewicz, K. (2017). Total Cost of Fire in the United States. Available at: https://www.flameretardantfacts.com/wp-content/uploads/2020/06/RFTotalCost.pdf
  3. Rashid, M., Chetehouna, K., Cablé, A., Gascoin, N. (2020). Analysing Flammability Characteristics of Green Biocomposites: An Overview. Fire Technology, 57 (1), 31–67. doi: https://doi.org/10.1007/s10694-020-01001-0
  4. Gann, R. G. (2000). Flame Retardants, Overview. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. doi: https://doi.org/10.1002/0471238961.1522051807011414.a01
  5. Li, Z., Liu, C., Cao, W., Yao, Q. (2018). Reactive cyclic phosphonamide flame retardant for epoxy resins. Journal of Applied Polymer Science, 137 (1), 47411. doi: https://doi.org/10.1002/app.47411
  6. Weil, E. D. (2011). Fire-Protective and Flame-Retardant Coatings - A State-of-the-Art Review. Journal of Fire Sciences, 29 (3), 259–296. doi: https://doi.org/10.1177/0734904110395469
  7. Zhu, Z.-M., Wang, L.-X., Dong, L.-P. (2019). Influence of a novel P/N-containing oligomer on flame retardancy and thermal degradation of intumescent flame-retardant epoxy resin. Polymer Degradation and Stability, 162, 129–137. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.02.021
  8. Vahidi, G., Bajwa, D. S., Shojaeiarani, J., Stark, N., Darabi, A. (2020). Advancements in traditional and nanosized flame retardants for polymers – A review. Journal of Applied Polymer Science, 138 (12), 50050. doi: https://doi.org/10.1002/app.50050
  9. Liu, Q., Wang, D., Li, Z., Li, Z., Peng, X., Liu, C. et. al. (2020). Recent Developments in the Flame-Retardant System of Epoxy Resin. Materials, 13 (9), 2145. doi: https://doi.org/10.3390/ma13092145
  10. Salmeia, K., Fage, J., Liang, S., Gaan, S. (2015). An Overview of Mode of Action and Analytical Methods for Evaluation of Gas Phase Activities of Flame Retardants. Polymers, 7 (3), 504–526. doi: https://doi.org/10.3390/polym7030504
  11. Feng, C., Zhang, Y., Liu, S., Chi, Z., Xu, J. (2012). Synergistic effect of La2O3 on the flame retardant properties and the degradation mechanism of a novel PP/IFR system. Polymer Degradation and Stability, 97 (5), 707–714. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.02.014
  12. Al-Mosawi, A. I., Ahmed, J. K., Hussain, H. A. (2012). Evaluation Flame Retardancy of Epoxy Composite by Using Design of Experiments. Applied Mechanics and Materials, 186, 156–160. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.186.156
  13. Shah, A. U. R., Prabhakar, M. N., Song, J.-I. (2017). Current advances in the fire retardancy of natural fiber and bio-based composites – A review. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 4 (2), 247–262. doi: https://doi.org/10.1007/s40684-017-0030-1
  14. Kiaei, M., Moghdam, Y. R., Kord, B., Samariha, A. (2017). The effect of Nano-MgO on the mechanical and flammability properties of hybrid nano composites from wood flour-polyethylene. Maderas. Ciencia y Tecnología, 19 (4), 471–480. doi: https://doi.org/10.4067/s0718-221x2017005000701
  15. Guo, F., Xie, F., Yu, D., Li, H., Liu, J. (2018). Flame retardancy of MgO-microencapsulated red phosphorus/high impact polystyrene composite. Fuhe Cailiao Xuebao/Acta Materiae Compositae Sinica, 35 (9), 2424–2433. doi: https://doi.org/10.13801/J.CNKI.FHCLXB.20180111.003
  16. Jiang, L., Li, K., Yang, H., Liu, X., Xu, W., Deng, B. (2019). Significantly improved flame-retardancy of cellulose acetate nanofiber by Mg-based nano flaky petal. Cellulose, 26 (9), 5211–5226. doi: https://doi.org/10.1007/s10570-019-02451-8
  17. Zheng, T., Xia, W., Guo, J., Wang, K., Zeng, M., Wu, Q., Liu, Y. (2020). Preparation of flame‐retardant polyamide 6 by incorporating MgO combined with g‐C3N4. Polymers for Advanced Technologies, 31 (9), 1963–1971. doi: https://doi.org/10.1002/pat.4920
  18. Wang, S., Yang, X., Li, Y., Gao, B., Jin, S., Yu, R. et. al. (2022). Colloidal magnesium hydroxide Nanoflake: One-Step Surfactant-Assisted preparation and Paper-Based relics protection with Long-Term Anti-Acidification and Flame-Retardancy. Journal of Colloid and Interface Science, 607, 992–1004. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.09.041
  19. Aydoğan, B., Yurtseven, R., Usta, N. (2022). Investigation of the combustion, thermal and mechanical characteristics of rigid polyurethane foam added with talc and intumescent flame retardant. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 089270572210953. doi: https://doi.org/10.1177/08927057221095392
  20. Zhu, Z., Niu, Y., Wang, S., Su, M., Long, Y., Sun, H. et. al. (2022). Magnesium hydroxide coated hollow glass microspheres/chitosan composite aerogels with excellent thermal insulation and flame retardancy. Journal of Colloid and Interface Science, 612, 35–42. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.12.138
  21. Dheyaa, B. M., Jassim, W. H., Hameed, N. A. (2018). Evaluation of the Epoxy/Antimony Trioxide Nanocomposites as Flame Retardant. Journal of Physics: Conference Series, 1003, 012078. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1003/1/012078
  22. Mohammed, A. J., Ibrahim, I. K. (2021). Study the effect of adding rubber pieces powder on the flame resistance for unsaturated polyester. GSJ, 9 (7), 3675–3685. Available at: https://www.globalscientificjournal.com/researchpaper/Study_the_effect_of_adding_rubber_pieces_powder_on_the_flame_resistance_for_unsaturated_polyester_.pdf
  23. Maciej, S. (2013). Synteza i aktywność biologiczna nowych analogów tiosemikarbazonowych chelatorów żelaza. Uniwersytet śląski. Available at: https://core.ac.uk/download/pdf/197750787.pdf
  24. Dong, Q., Gao, C., Ding, Y., Wang, F., Wen, B., Zhang, S. et. al. (2011). A polycarbonate/magnesium oxide nanocomposite with high flame retardancy. Journal of Applied Polymer Science, 123 (2), 1085–1093. doi: https://doi.org/10.1002/app.34574

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Hameed, N. A., Abbas, S. J., Jammal, M. T., & Abbas, S. Q. (2022). Реалізація Mgo/епоксид нанокомпозитів як вогнезахисних засобів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6(117), 53–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260359

Номер

Том 3 № 6(117) (2022): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Noor Amer Hameed, Sura Jamal M. Jammal, Saad Qasim Abbas

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.