Встановлення закономірностей формування вогнестійких біокомпозитів для будівництива
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.326655Ключові слова:
біокомпозити, вогнестійкість, спучуюче покриття, рослинні матеріали, адґезійна здатність, шар пінококсуАнотація
Об'єктом дослідження є процес утворення теплоізоляційного шару пінококсу при териічній дії на біокомпозит з наявністю спучуючого покриття. Проблема, на яку направлено дослідження, полягало у встановлені ефективності утворення теплоізоляційного спучуючого шару пінококсу при термічній дії на спучуюче покриття, що ефективно гальмує високу температуру. Доведено, що при оброблені деревини та тканини вогнезахисними засобами виникають хімічні зв’язки, які характеризують симетричні і асиметричні валентні коливання С–Н в метильних та метиленових групах лігніну та целюлози. Для деревини обробленої спучуючим покриттям встановлено значення адгезійної міцності у 0,25 МПа, при цьому руйнування відбулося по полімерній оболонці з площею відриву близько 25 %. Для стружкової плити, що оброблена спучуючим покриттям, значення адґезійної міцності становить близько 0,45 МПа, при цьому руйнування відбулося по полімерній оболонці з площею відриву близько 10 %. За результатами досліджень встановлено, що при дії полум’я пальника температура газоподібних продуктів горіння не перевищила 185 ºС, а втрата маси склала менше 2 %. Під час термічній дії покриття утворило шар пінококсу понад 20 мм. При дії полум’я пальника на біокомпозит на основі брезентової тканини почалося інтенсивне спучення покриття, що призвело до утворення теплоізоляційного шару пінококсу величиною понад 9 мм, займання та поширення полум’я не відбулося. Таким чином, механізм вогнезахисту спучуючим покриттям обумовлюється розкладом під дією температури з поглинанням тепла та виділенням негорючих газів; гальмуванням окислення в газовій і конденсованій фазі та утворенням на поверхні матеріалу теплозахисного шару коксу. Практична цінність дослідження полягає у тому, що отримані результати з визначення важкогорючих властивостй біокомпозитів, можуть бути враховані під час розроблення вогнестійких конструкцій
Посилання
- Hájková, K., Holeček, T., Filipi, M., Bárta, J., Sikora, A., Özkan, U. (2025). Production and properties of particleboard and paper from waste poppy straw. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-024-82733-9
- Agustiany, E. A., Nawawi, D. S., Fatriasari, W., Wahit, M. U., Vahabi, H., Kayla, D. S., Hua, L. S. (2025). Mechanical, morphological, thermal, and fire-retardant properties of sustainable chitosan-lignin based bioplastics. International Journal of Biological Macromolecules, 306, 141445. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141445
- Li, W., Chen, M., Dai, Y., Ke, L.-L. (2025). Analysis on moisture-induced stresses in wood cell wall considering periodically graded microstructures. International Journal of Solids and Structures, 312, 113277. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2025.113277
- Kumar, N., Rawat, P., Kandasami, R. K. (2025). Enhancing the characteristics of natural coir fiber yarns using biopolymer for textile reinforced cementitious composites. Construction and Building Materials, 470, 140427. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140427
- Bhuiyan, M. A. R., Bari, M. A., Darda, M. A. (2025). Thermal barrier performance of natural fiber-reinforced biocomposite panels with the reflective surface for conserving heat energy in buildings. Energy Conversion and Management: X, 26, 100926. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.100926
- Pantaleoni, A., Marrocchi, A., Russo, P., Malucelli, G., Altamura, D., Nardelli, F. et al. (2025). Advanced flame-retardant biocomposites: Polylactic acid reinforced with green gallic acid‑iron‑phosphorus coated flax fibers. International Journal of Biological Macromolecules, 300, 140215. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.140215
- Miao, B. H., Woo, D., Javan, D., Garboczi, E. J., Headrick, R. J., Lesh, A. C. et al. (2025). Recycling of lignin-based biocomposites: Improving sustainability and enhancing material strength. Resources, Conservation and Recycling, 215, 108104. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2024.108104
- Olanrewaju, O., Oladele, I. O., Adelani, S. O. (2025). Recent advances in natural fiber reinforced metal/ceramic/polymer composites: An overview of the structure-property relationship for engineering applications. Hybrid Advances, 8, 100378. https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2025.100378
- Winandy, J. E., Morrell, J. J. (2017). Improving the utility, performance, and durability of wood- and bio-based composites. Annals of Forest Science, 74 (1). https://doi.org/10.1007/s13595-017-0625-2
- Das, O., Kim, N. K., Hedenqvist, M. S., Bhattacharyya, D. (2019). The flammability of biocomposites. Durability and Life Prediction in Biocomposites, Fibre-Reinforced Composites and Hybrid Composites, 335–365. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102290-0.00015-5
- Madyaratri, E., Ridho, M., Aristri, M., Lubis, M., Iswanto, A., Nawawi, D. et al. (2022). Recent Advances in the Development of Fire-Resistant Biocomposites – A Review. Polymers, 14 (3), 362. https://doi.org/10.3390/polym14030362
- Feng, J., Lu, Y., Xie, H., Zhang, Y., Huo, S., Liu, X. et al. (2023). Atom-economic synthesis of an oligomeric P/N-containing fire retardant towards fire-retarding and mechanically robust polylactide biocomposites. Journal of Materials Science & Technology, 160, 86–95. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.04.003
- 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
- Tsapko, Y., Likhnyovskyi, R., Buiskykh, N., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Lastivka, O. et al. (2023). Determining patterns in the formation of a polymer shell by powder paint on wood surface. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (121)), 37–45. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.273364
- Tsapko, Y., Tkachenko, T., Tsapko, А., Likhnyovskyi, R., Sukhanevych, M., Bereznutska, Y. et al. (2024). Defining patterns in the fire protection of wood with reactive coating. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (132)), 55–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.317334
- Tsapko, Y., Tsapko, A., Zhartovskyi, S., Likhnyovskyi, R., Kravchenko, M., Lialina, N. et al. (2024). Establishing fire protection patterns in wood using impregnation compositions from inorganic salts. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (131)), 62–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313423
- 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
- Tsapko, Y., Tsapko, А., Prisyazhnuk, V., Klymas, R., Likhnyovskyi, R., Slutskaya, O. et al. (2024). Revealing patterns in reducing the fire-hazardous properties of insulation made from plant raw materials. Ecology, 4 (10 (130)), 29–37. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.309705
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Yuriy Tsapko, Аleksii Tsapko, Ruslan Likhnyovskyi, Kostiantyn Shumbar, Oksana Slutska, Oksana Berdnyk, Anna Borysova, Oleksandr Dotsenko
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.
