ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы – создание полимерных материалов пониженной горючести. Пенополиуретаны (ППУ) широко применяются в народном хозяйстве. ППУ, особенно жесткие, характеризуются хорошими механической прочностью, теплоизоляционными свойствами, гидролитической стойкостью и устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Однако основными недостатками ППУ являются их низкая термическая и термоокислительная стабильность, высокая горючесть, сильная дымообразующая способность, а также высокая токсичность продуктов горения и, как следствие, повышенная пожароопасность. Повышение устойчивости полиуретанов к воздействию высоких температур и открытого пламени является актуальной задачей. В проекте предлагается развитие подхода к созданию взаимопроникающих полиуретанизоциануратных сеток разных типов. Использование полиизоциануратов в качестве модификаторов ППУ обусловлено их повышенной огнестойкостью, вследствие высокой коксообразующей способности при воздействии пламени. Вспененные материалы на основе таких взаимопроникающих сеток будут обладать регулируемым комплексом физико-механических свойств, а также высокой термической и термоокислительной стабильностью, интенсивным пенококсообразованием в процессе теплового воздействия, пониженной теплопередачей от пламени в зону пиролиза и деструкции, что существенно уменьшит скорость разложения и горения материалов.

The project is aimed at solving a fundamental problem - the creation Polymer materials of low combustibility. Polyurethane foams (PPU) are widely used in the national economy. PPU, especially hard, are characterized by good mechanical strength, heat-insulating properties, hydrolytic resistance and resistance to aggressive media. However, the main disadvantages of polyurethane foam are their low thermal and thermooxidation stability, high flammability, strong smoke-forming ability, as well as high toxicity of combustion products and, as a result, increased fire hazard. Increasing the resistance of polyurethanes to high temperatures and open flames is an urgent task. The project proposes the development of an approach to the creation of interpenetrating polyurethane isocyanurate networks of different types. The use of polyisocyanurates as PPU modifiers is due to their increased fire resistance, due to their high coke-forming ability when exposed to a flame. Foamed materials based on such interpenetrating meshes will possess an adjustable complex of physical and mechanical properties, as well as high thermal and thermooxidative stability, intensive foam-forming during heat treatment, reduced heat transfer from the flame to the pyrolysis and destruction zone, which will significantly reduce the rate of decomposition and combustion of materials.

п.1. Будет исследована возможность формирования в процессе синтеза одновременных, последовательных и полу- ВПС на основе полиуретана и полиизоцианурата для получения вспененных полимерных материалов. п.2. Будет изучено влияние природы, соотношения компонентов и условий проведения синтеза на получение вспененных полимерных материалов с регулируемым комплексом физико-механических свойств и пониженной пожароопасностью. Будет подобрана каталитическая система, которая позволит регулировать ряд технологических параметров при получении ППУИЦ (время старта, гелеобразования и роста пены). п.3. Будут изучены физико- механические свойства жестких ППУИЦ различного состава. п.4. Будет исследована зависимость термоокислительной стабильности, воспламеняемости, дымообразующей способности, величины кислородного индекса и токсичности продуктов горения полученных ППУИЦ от типа ВПС, ее частоты, природы и содержания антипиренов. п.5. Будет определена роль каждого из компонентов в процессе формирования материала с заданными свойствами. п.6. Будет определен состав ППУИЦ с оптимальными механическими и физико-химическими характеристиками для изготовления изделий, например, «сэндвич-панелей», изоляции типа «труба в трубе» и скорлупных изделий. п.7. Полученные результаты будут обобщены в аспекте развития представлений о прочности и механизме разрушения вспененных полимерных материалов в различных условиях эксплуатации.

Ранее нами были получены блочные полиуретанизоциануратные материалы и изучены их механические (прочностные, деформационные и релаксационные) свойства с целью анализа их работоспособности и механизма релаксации. По данным ТГА и ТМА оценен температурный интервал, в котором полиуретанизоциануратные полимерные материалы могут работать, не размягчаясь и не разрушаясь. Разработаны подходы к синтезу силоксануретанэтиленоксидных блок-сополимеров с различным соотношением силоксановых и ЭО блоков и проведено исследование их физико-химических свойств Были синтезированы одновременные и последовательные ВПС на основе полисилоксануретана и ПММА. Изучено влияние способа формирования ВПС на сетчатую структуру и механические свойства Значительная работа была проведена по изучению закономерностей зажигания и нестационарного переходного режима при горении полимерных материалов, исследованию механизмов действия регуляторов горения и разработке принципов конструирования эффективных огне- теплозащитных покрытий и огнегасящих составов на полимерной основе. Исследовано влияние концентрации трис-(?-хлорпропил)фосфата (ТХПФ), на воспламеняемость, горючесть и дымообразование жестких ППУ, полученных основе двухкомпонентной системы реакциями миграционной полимеризации и частичной поликонденсации. Исследования коэффициента дымообразования показали, что наиболее близким к группе Д2 (по СНиП 21-01-97) можно отнести показатели для образца, не содержащего ТХПФ (в режиме горения 396.4 м2?кг-1), однако в режиме тления он превышает 500 м2?кг-1, тем самым он относится к группе Д3. Остальные образцы относятся к группе Д3 как по испытаниям в режиме тления, так и в режиме горении. Скорость распространения пламени по поверхности неантипирированного ППУ составляет около 1 см/с, а после антипирирования ТХПФ для разных условий скорость снижается в 5-10 раз, что важно при тушении пожаров и спасении людей, т.к. значительно увеличивается время распространения горения .

В соответствии с основной задачей проекта по созданию жестких пенополиуретанов с пониженной пожароопасностью и оптимальными физико-механическими свойствами для эксплуатации в различных областях народного хозяйства нами были синтезированы модельные блочные взаимопроникающие сетки различного типа на основе полиизоциануратов и полиуретанов, изучены их физико-механические и термические характеристики. Жесткие пенополиуретаны получали на основе двухкомпонентной системы («А» и «Б») реакциями миграционной полимеризации и поликонденсации. В состав компонента «А» входили смеси простых и сложных полиэфиров (полиолов) с различными молекулярной массой, вязкостью, функциональностью и гидроксильным числом, а также катализаторы, поверхностно-активные вещества и вспенивающие агенты. В качестве компонента «Б» были использованы полимерные метилендифенилендиизоцианаты различных марок c функциональностью 2.6-2.7 . Исследована возможность регулирования времени старта и гелеобразования в процессе синтеза пенополиуретанов. Изучена воспламеняемость, горючесть и дымообразование в режимах тления и горения жестких пенополиуретанов. Установлено, что варьируя природу и соотношение полиолов, вспенивающих агентов, катализаторов и ПАВ, а также соотношение «А»:«Б» можно получать пенополиуретаны с пространственной сетчатой структурой разной частоты, с различными физико-механическими, термическими характеристиками и горючестью.