Получение огнестойких древесно-полимерных композитов на основе поливинилхлорида

Большое распространение также получили древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида. Такие материалы имеют большое количество преимуществ, например высокие механические характеристики и приемлемую стоимость. Однако, как и у любого материала они имеют свои недостатки. К числу таких недостатков относится недостаточная огнестойкость. Перспективным направлением развития способов повышения огнестойкости представляется использование отходов крупнотоннажных синтетических термопластов для получения антипиренов. Например, сырьем для получения антипиренов могут являться отходы ПЭТФ. Целью данного исследования являлась оценка эффективности применения антипирена на основе продуктов аминолиза ПЭТФ для повышения огнестойкости древесно-полимерных композиционных материалов с полимерной фазой поливинилхлорида. Результатом работы стало создание серии композитов на основе ПВХ с различным уровнем содержания антипирена (от 0 до 11,8 мас. %). Антипирен был получен путем фосфорилирования продуктов аминолиза полиэтилентерефталата. Полученные образцы композитов были подвергнуты испытаниям на огнестойкость. Результаты продемонстрировали эффективность предложенного антипирена, о чем свидетельствует сокращение продолжительности свободного горения после воздействия пламени (в 13,8 раза), а также уменьшение потери массы в процессе горения (в 4,8 раза). Изучение морфологии поверхности обожженных образцов композита подтвердило снижение степени разложения ПВХ при горении. Это говорит о снижении количества токсичных продуктов сгорания поливинилхлорида и общем снижении пожароопасности композитного материала. Использование отходов ПЭТФ для производства антипирена также может быть перспективным методом их утилизации.

Ключевые слова: огнестойкость, композиты, ПВХ, поливинилхлорид, ДПК, антипирен, аминолиз ПЭТФ, вальцевание

PRODUCTION OF FIRE-RESISTANT WOOD-POLYMER COMPOSITES BASED ON POLYVINYL CHLORIDE

Polyvinyl chloride (PVC) is one of the most common synthetic thermoplastics. Wood-polymer composites based on polyvinyl chloride are also widely used. Such materials have many advantages, such as high mechanical properties and reasonable cost. However, like any material, they have their drawbacks. These drawbacks include insufficient fire resistance. A promising direction in the development of methods for increasing fire resistance is the use of waste from large-tonnage synthetic thermoplastics to produce fire retardants. For example, PET waste can be used as a raw material for obtaining fire retardants. The purpose of this study was to evaluate the efficiency of using a fire retardant based on PET aminolysis products to increase the fire resistance of wood-polymer composite materials with a polyvinyl chloride polymer phase. The result of the work was the creation of a series of PVC-based composites with different levels of fire-retardant content (from 0 to 11.8 wt. %). The fire retardant was obtained by phosphorylation of polyethylene terephthalate aminolysis products. The obtained composite samples were subjected to fire resistance tests. The results demonstrated the efficiency of the proposed fire retardant, as evidenced by a reduction in the duration of free combustion after exposure to flame (by 13.8 times), as well as a decrease in mass loss during combustion (by 4.8 times). The study of the surface morphology of the burned composite samples confirmed a decrease in the degree of PVC decomposition during combustion. This indicates a decrease in the amount of toxic combustion products of polyvinyl chloride and a general decrease in the fire hazard of the composite material. The use of PET waste for the production of fire retardant can also be a promising method for their disposal.

Key words: fire resistance, composites, PVC, polyvinyl chloride, fire retardant, PET aminolysis products, rolling.