Исследование огнестойкости древесно-полимерных композитов на основе поливинилхлорида с добавками бромированного карданолсодержащего новолака

Поливинилхлорид (ПВХ) – один из самых распространённых синтетических термопластичных полимеров. Он занимает второе место по частоте использования среди полимерных материалов, применяемых для производства древесно-полимерных композитов (ДПК), уступая лишь полиэтилену. Такая популярность ПВХ объясняется его устойчивостью к атмосферным воздействиям, высокой жёсткостью, прочностью и относительно низкой ценой. Несмотря на очевидные достоинства, ПВХ имеет ряд недостатков, среди которых наиболее существенным является его пожароопасность. Для того чтобы изделия из ПВХ были менее горючими, в их состав добавляют специальные вещества – антипирены. Они бывают разных типов, в том числе фосфорорганические; галогенсодержащие, меламиновые; кремнийорганические и др. Среди галогенсодержащих антипиренов особенно выделяются те, которые содержат бром. Они считаются эффективными и доступными на рынке. Бромсодержащие антипирены действительно эффективны, но у них есть недостатки. Например, они могут выделяться из материала и попадать в окружающую среду, а затем в пищевые цепочки, что может быть опасно для живых организмов. Чтобы решить проблему выделения бромсодержащих антипиренов из полимерных материалов, можно использовать высокомолекулярные олигомеры, которые содержат бром. Цель этой работы – проверить, насколько эффективно использовать бромсодержащую карданольную новолачную смолу (БНКС) в качестве огнезащитной добавки в композитах на основе ПВХ и древесной муки. Исследование показало, что добавление БНКС значительно снижает потерю массы образцов композитов после испытаний на огнестойкость. Также уменьшается время горения образца после того, как его вынимают из пламени. Исследуемый антипирен показывает высокую эффективность, если его добавить в материал в количестве 6 % от общей массы композиции.

Ключевые слова: огнестойкость, композиты, ПВХ, поливинилхлорид, ДПК, антипирен, новолачная смола, бромирование, вальцевание

STUDY OF FIRE RESISTANCE OF WOOD-POLYMER COMPOSITES BASED ON POLYVINYL CHLORIDE WITH ADDITIVES OF BROMINATED CARDANOL-CONTAINING NOVOLAC

Polyvinyl chloride (PVC) is one of the most common synthetic thermoplastic polymers. It is the second most frequently used polymer material used to produce wood-polymer composites (WPC), second only to polyethylene. PVC is so popular due to its resistance to atmospheric influences, high rigidity, strength and relatively low price. Despite its obvious advantages, PVC has a number of disadvantages, the most significant of which is its fire hazard. In order to make PVC products less flammable, special substances are added to their composition - fire retardants. They come in different types, including organophosphorus; halogenated, melamine; organosilicon, etc. Among the halogenated fire retardants, those containing bromine stand out in particular. They are considered effective and available on the market. Brominated flame retardants are indeed effective, but they have their drawbacks. For example, they can be released from the material and enter the environment, and then into the food chain, which can be dangerous for living organisms. To solve the problem of the release of brominated flame retardants from polymeric materials, high-molecular oligomers that contain bromine can be used. The purpose of this work is to check how effective it is to use brominated cardanol novolac resin as a fire-retardant additive in PVC and wood flour-based composites. The study showed that the addition of brominated cardanol novolac significantly reduces the loss of mass of composite samples after fire resistance tests. The burning time of the sample after it is removed from the flame also decreases. The studied flame retardant shows high efficiency if it is added to the material in an amount of 7-10% of the total mass of the composition.

Keywords: Fire resistance, composite, PVC, polyvinyl chloride, WPC, fire retardant, novolac resin, bromination, rolling