На Кавказе разработали новую противопожарную добавку в пластики

Специалисты Кабардино-Балкарского государственного университета предложили новые составы, способные заметно снижать горючесть строительных и технических материалов на основе пластика. По мнению исследователей, удачное сочетание свойств трех химических компонентов может повысить пожарную безопасность не только тентов, сайдинга и труб, но и ряда проводов с полимерной оболочкой. О результатах работы сообщается в журнале «Известия Кабардино-Балкарского государственного университета».

Разработка особенно актуальна на фоне широкого распространения полимеров в строительстве, транспорте и бытовой сфере. Сегодня из поливинилхлорида, или ПВХ, изготавливают сантехнические трубы, виниловые обои, тентовые полотна для палаток и грузовиков, а также защитную изоляцию для кабелей. Этот материал ценится за устойчивость к химическим воздействиям, влагостойкость и долговечность, однако при определенных условиях он может представлять повышенную пожарную опасность.

Именно поэтому ученые ищут способы сделать такие изделия более безопасными без серьезного ухудшения их эксплуатационных качеств. Введение специальных добавок позволяет изменять поведение материала при нагреве и снижать скорость распространения пламени. Подобные решения особенно важны для объектов, где одновременно требуется прочность, гибкость и устойчивость к внешней среде.

Авторы исследования считают, что их подход может стать основой для создания более надежных защитных покрытий и композиций для промышленного применения. В перспективе такие смеси способны найти применение в производстве строительных материалов, кабельной продукции и элементов, используемых в условиях повышенного риска возгорания. Это делает разработку перспективной не только с точки зрения науки, но и с позиции практической безопасности.

Одной из главных слабых сторон этого полимера, как и многих других синтетических материалов, остается его склонность к воспламенению и поддержанию горения. Именно поэтому вопросы повышения пожарной безопасности пластиков сегодня особенно актуальны, отмечают ученые Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х. М. Бербекова. В промышленности и строительстве такие свойства материалов напрямую влияют на их надежность и сферу применения.

Чтобы сделать пластики более устойчивыми к воздействию огня, в их состав добавляют специальные модифицирующие вещества. Эти добавки изменяют физико-химические процессы, которые отвечают за распространение пламени, и тем самым помогают замедлить или предотвратить возгорание. Однако при подборе таких компонентов важно учитывать не только их эффективность, но и безопасность для человека и природы.

По словам профессора кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ Тимура Борукаева, используемые огнезащитные добавки должны быть экологически приемлемыми. При их горении не должно выделяться токсичных газов, а при высоких температурах — опасных продуктов разложения. Кроме того, такие вещества не должны создавать дополнительную химическую нагрузку на окружающую среду.

Еще один важный аспект заключается в том, что введение огнестойких добавок нередко заметно повышает стоимость ПВХ-материалов. Поэтому разработчики стремятся найти баланс между пожарной безопасностью, экологичностью и экономической целесообразностью. Именно поиск таких решений сегодня является одной из ключевых задач современной химии полимеров и материаловедения.

Исследователи университета предложили более эффективный способ повысить пожарную безопасность строительных материалов, используя продукты многотоннажного химического производства. По их мнению, такие доступные и широко распространенные вещества могут стать основой для создания новых, более безопасных огнезащитных составов. Это особенно важно для современных материалов, которые активно применяются в строительстве и нередко обладают высокой горючестью.

В ходе работы специалисты установили, что сочетание меламина — вещества, из которого производят, например, популярные губки-«ластики» для удаления бытовых загрязнений, — с полифосфатом аммония (ПФА) и пентаэритритом помогает значительно снизить скорость распространения пламени в пластиковых строительных материалах. Такая комбинация компонентов показала высокую эффективность именно за счет совместного действия: каждый из них выполняет свою функцию, а вместе они усиливают антипиренный эффект. Это открывает перспективы для создания более надежных защитных покрытий и добавок.

Как пояснил Борукаев, все три вещества относятся к антипиренам — соединениям, которые препятствуют возгоранию и не позволяют огню быстро переходить на соседние участки и другие объекты. В отличие от многих традиционно применяемых составов, при их термическом разложении выделяются в основном азот и аммиак. Эти продукты считаются относительно безопасными для окружающей среды и не поддерживают повторное воспламенение, что делает такую технологию особенно привлекательной для практического применения.

Кроме того, использование подобных компонентов может снизить экологическую нагрузку и упростить подбор сырья для промышленного производства огнезащитных материалов. В перспективе это позволит создавать более доступные, эффективные и экологически ориентированные строительные решения, отвечающие современным требованиям безопасности.

Современные огнезащитные добавки играют важную роль в повышении безопасности полимерных материалов, особенно там, где к устойчивости к возгоранию предъявляются повышенные требования. Их действие основано на том, что при нагревании они помогают сформировать на поверхности материала плотный защитный слой, который препятствует дальнейшему распространению пламени. По словам ученого, именно такой барьер ограничивает доступ кислорода к очагу горения и замедляет разрушение материала.

Задача таких веществ — перекрыть доступ кислорода к очагу пламени за счет образования на поверхности слоя угля, пояснил исследователь. Наиболее эффективно этот «защитный экран» формируется тогда, когда добавка содержит ПФА, меламин и пентаэритрит в соотношении 2:3:2. Именно такая комбинация компонентов обеспечивает более выраженный огнезащитный эффект и позволяет добиться устойчивого результата при использовании в поливинилхлоридных материалах.

Кроме повышения огнестойкости, разработка обладает и важным экономическим преимуществом. Как отметил Борукаев, новая добавка не только улучшила пожаробезопасность материалов на основе ПВХ, но и заметно снизила их себестоимость. Это особенно важно для массового производства, где даже небольшое удешевление сырья может существенно повлиять на конечную цену продукции.

По мнению ученого, внедрение этой технологии способно в первую очередь сделать более доступными электрические провода и кабели, которые покрываются слоем ПВХ. Такая продукция особенно востребована в местах с повышенными требованиями к пожарной безопасности — например, в общественных зданиях, на промышленных объектах и в трансформаторах. Использование подобной добавки позволяет одновременно повысить надежность изделий и сократить расходы на их производство, что делает разработку перспективной для широкого применения.

В перспективе коллектив исследователей намерен создать более эффективную защиту для электрооборудования, а также для других бытовых систем, изготовленных на основе ПВХ, чтобы повысить их устойчивость к воздействию агрессивных веществ. Особое внимание планируется уделить материалам и покрытиям, которые смогут предотвращать разрушение поверхности при контакте с маслами и бензином, сохраняя при этом прочность, безопасность и долговечность изделий. Такая разработка может значительно расширить сферу применения ПВХ-компонентов в быту и промышленности, где риск контакта с химически активными жидкостями особенно высок. В дальнейшем ученые рассчитывают адаптировать эту защитную технологию для разных типов оборудования и условий эксплуатации, чтобы обеспечить надежную работу техники и продлить срок ее службы. Кроме того, подобные решения могут стать важным шагом к созданию более износостойких и практичных материалов для повседневного использования.

Источник и фото - ria.ru