Анотація до роботи:

Барило О.Г. Вогнебіозахист тканин і паперу просочувальною композицією. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – “пожежна безпека”. Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України, Київ - 2005.

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної науково - технічної задачі зниження пожежної небезпеки об’єктів шляхом впровадження важкозаймистих матеріалів з тканин і паперу із застосуванням просочувальної композиції на основі фосфату сечовини з полігексаметиленгуанідинфосфатом (ФСГ-1). Встановлено умови захисту тканин і паперу від загоряння і біологічного руйнування із застосуванням просочувальної композиції ФСГ-1. Теоретично встановлено та експериментально підтверджено граничні умови переведення легкозаймистих тканин і паперу у важкозаймистий стан шляхом їх оброблення вогнебіозахисною композицією ФСГ-1. Проведено розрахунок швидкості вигоряння матеріалів та оцінювання зміни інтенсивності теплового потоку на матеріали за наявності вогнезахисних речовин.

Методом інфрачервоної спектроскопії встановлено та морфологічними дослідженнями підтверджено, що вогнебіозахисна композиція являє собою нову комплексну сполуку фосфату сечовини з полігексаметиленгуанідином. Методом газової хроматографії встановлено, що при термодеструкції вогнебіозахищених тканин і паперу зменшується кількість горючих газів.

Експериментальними дослідженнями підтверджено результати розрахунку оптимальної концентрації компонентів у водному розчині просочувальної композиції. Отримано залежність ефективності вогнезахисту від вмісту просочувальної композиції та хімічної природи тканин і паперу та встановлено, що така композиція забезпечує необхідний рівень біостійкості.

Основні результати роботи використано при розробленні рекомендацій з вогне- та біозахисту тканин і паперу, а також при обробленні зразків тканини “Runotex”, що використовується для виготовлення крісел пасажирських вагонів залізничного транспорту та паперових матеріалів “Isotex”, які застосовують для внутрішнього облаштування приміщень.

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної науково-технічної задачі зниження пожежної небезпеки об’єктів шляхом впровадження важкозаймистих матеріалів з тканин і паперу, які отримані просоченням композицією на основі фосфату сечовини з полімерним антисептиком полігексаметиленгуанідинфосфатом.

Основні наукові і практичні результати за дисертаційною роботою такі:

1. Визначено залежність густини розчинів сечовини та ортофосфорної кислоти від зміни їх концентрації, зміни водневого показника від співвідношення компонентів композиції та встановлено, що для композиції (СО(NН₂)₂:(Н₃РО₄) стехіометричним співвідношенням компонентів є 2:1. Із застосуванням ІЧ–спектроскопічного аналізу вперше встановлено, що просочувальна композиція являє собою нову комплексну сполуку фосфату сечовини з полігексаметиленгуанідинфосфатом.

Експериментальними дослідженнями підтверджено результати розрахунку оптимальної концентрації компонентів у водному розчині просочувальної композиції, що містить 22 % фосфату сечовини та 1 % “Гембару”, яка здатна ефективно захищати тканини і папір від загоряння і біологічного руйнування.

Досліджено інгібувальну дію фосфату сечовини на полум’я і встановлено, що при концентрації фосфату сечовини у водному розчині в діапазоні 15 ч 25 % мас. зменшується відносна інтенсивність випромінювання ОН^--радикалів на 24 %.

2. Одержано математичну залежність швидкості вигоряння матеріалу від інтенсивності сповільнення реакцій горіння за рахунок дії вогнезахисних речовин. Показано, що з підвищенням ефекту вогнезахисту масова швидкість вигоряння зменшується в 2-3 рази, а швидкість тепловиділення - в 30 разів.

3. Теоретично та експериментально виявлено вплив компонентів розробленої просочувальної композиції на ефективність вогнезахисту. За результатами газохроматографічного аналізу летких продуктів піролізу оброблених тканин і паперу вперше встановлено, що в них зменшується вміст горючих газів (метану - в 30 разів, водню - в 25-30 разів, оксиду вуглецю - в 35-40 разів) та збільшується вміст негорючих газів (діоксиду вуглецю - в 1,2-2 рази, азоту - в 1,4-5 разів).

Експериментально встановлено, що під час дії теплового потоку (при значенні критичної поверхневої густини теплового потоку 20 кВт/м²) відбувається займання необроблених зразків бавовняної тканини та паперу. Займання вогнезахищених зразків тканин і паперу при значенні поверхневої густини теплового потоку 50 кВт/м² протягом 900 с не відбувалось.

4. Експериментально встановлено, що в залежності від хімічної природи матеріалів за різних витрат розробленої просочувальної композиції (для віскозної тканини поглинання просочувальної композиції становить 175 г/м², для бавовняної тканини - 185 г/м², для паперу - 186 г/м², для бавовняно-поліефірної тканини (вміст поліефіру та бавовни 50 % : 50 %) - 190 г/м², для поліефірної тканини - 210 г/м², для лляної тканини - 1025 г/м²) легкозаймисті матеріали переводять у стан важкозаймистих згідно з ДСТУ 4155.

Експериментально визначено зменшення в 4-8 разів коефіцієнта димоутворення (D_m, м²/кг) для оброблених розробленою просочувальною композицією зразків поліефірної тканини і пакувального паперу та встановлено їх перехід з групи матеріалів з високою димоутворювальною здатністю (для необроблених зразків) до групи матеріалів з помірною димоутворювальною здатністю згідно з ГОСТ 12.1.044.

5. Експериментально підтверджено, що розроблена просочувальна композиція для поверхневого вогнебіозахисту тканин і паперу забезпечує підвищення рівня біостійкості (згідно з ГОСТ 26603) для оброблених зразків тканин і паперу (порівняно з необробленими) в 19-20 разів за показником біоруйнування.

6. Експериментально встановлено, що зразки тканини “Runotex”, які оброблені просочувальною композицією ФСГ-1 (за умови поглинання просочувальної композиції в перерахунку на безводну речовину 685 г/м²) класифікуються як важкозаймистий матеріал, що повільно поширює полум’я по поверхні, з помірною димоутворювальною здатністю та за токсичністю продуктів горіння відноситься до класу помірно небезпечних матеріалів, а вироби з неї вважаються такими, що не поширюють горіння згідно з НАПБ В.03.003.

Експериментально визначено, що зразки плит із паперових матеріалів “Isotex”, які оброблені просочувальною композицією ФСГ-1К (за умови поглинання просочувальної композиції в перерахунку на безводну речовину 76,38 г/м³) відносяться до горючих важкозаймистих матеріалів згідно з ГОСТ 12.1.044.

7. Розроблено технічні умови ТУ У 24.6-32528450-002-2004 “Композиція просочувальна для поверхневого вогне- та біозахисту тканин і паперу”, яка відповідає сучасним екологічним вимогам, та технологічний регламент на її виготовлення. Розроблено “Рекомендації по застосуванню композиції просочувальної для поверхневого вогне- та біозахисту тканин і паперу”.

8. За техніко-економічними розрахунками встановлено, що застосування розробленої просочувальної композиції (ФСГ-1) у порівнянні з сучасним засобом для вогнебіозахисту (ДСА-1) зменшує витрати на проведення робіт з вогне- та біозахисту в 1,6 разу.

Основні результати дисертаційної роботи опубліковано у таких роботах:

1. Бут В.П., Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Барило О.Г. Новый подход к огнебиозащите изделий из целлюлозы // Пожаровзрывобезопасность. – М.: ВНИИПО.- 2004. - Вып. 5.- С. 31-32.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментів, оброблення і аналіз результатів.

2. Жартовський В.М., Барило О.Г., Цапко Ю.В., Мороз В.М., Ляшенко С.А. Вогнебіозахист паперу та паперових матеріалів. // Науковий вісник УкрНДІПБ. К.: УкрНДІПБ, 2004. - №2 (10). - С. 86-90.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментів і аналіз результатів.

3. Цапко Ю.В., Барило О.Г. Залежність швидкості вигоряння зразків целюлозовмісних матеріалів від теплофізичних властивостей вогнезахисної композиції // Науковий вісник УкрНДІПБ. К.: УкрНДІПБ, 2005. - №1 (11). - С. 82-85.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментів, оброблення і аналіз результатів.

4. Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Ляшенко С.А., Барило О.Г. Визначення оптимальної рецептури композиції для вогнебіозахисту паперу // Зб. наук. пр. - Львів.: ЛІПБ.-2004.- Вип.5.- С. 128-133.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментальних досліджень, оброблення результатів.

5. Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Барило О.Г. Дослідження вогнебіозахисту тканин та паперу // Коммунальное хозяйство городов: Научно-технический сборник. Вып. 63 (Технические науки и архитектура). - К.: Техніка, 2005. - С. 339-343.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів.

6. Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Барило О.Г. Визначення ефективності вогне-біозахисту тканин та паперу // Зб. наук. пр. Севастопольського військово-морського інституту ім. П.С.Нахімова.- 2005.- Вип.1(7).- С. 228-230.

Особистий внесок дисертанта – підбір компонентів, виготовлення і дослідження зразків.

7. Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Барило О.Г. Вогнебіозахист целюлозовмісних матеріалів // Актуальні проблеми цивільного захисту: Мат. VІ Всеукр. наук. – практ. конф. рятувальників. - Київ.- 2004.- С. 119-120.

Особистий внесок дисертанта – виготовлення зразків, проведення експериментів.

8. Цапко Ю.В., Барило О.Г. Сучасні підходи до вогнезахисту тканин та паперу // Матеріали науково-практичних заходів у рамках спеціалізованої виставки “Пожежна та техногенна безпека України 2005”.- Київ.- 2005.- С.51.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментів, оброблення і аналіз результатів.

9. Цапко Ю.В., Барило О.Г. Особенности огнебиозащиты тканей // Сборник тезисов докладов ІІІ Международной научно-практической конференции “Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация”.- Минск.- 2005.-Том 3.- С. 297-298.

Особистий внесок дисертанта – проведення експериментальних досліджень, оброблення результатів та їх аналіз.

10. Жартовський В.М., Цапко Ю.В., Барило О.Г. Вогнезахист тканин та паперових матеріалів // Тезисы докладов ІІІ Международной научно-технической конференции “Живучесть корабля и безопасность на море”.- Севастополь.- 2005.- С. 23-24.

Особистий внесок здобувача – проведення експериментів і оброблення результатів.