Пожароопасность полимерных материалов.
Щеглов П. П., Иванников В. Л.
—М.: Стройиздат, 1992.—ПО с: ил. —ISBN 5-274-00525-Х.
Рассмотрены факторы, определяющие опасность полимерных материалов при пожаре. Дан анализ современного состояния теории горения таких материалов. Изложен экспериментальный метод их комплексной оценки, учитывающий кинетику процессов разложения и горения, суммарную токсичность основных продуктов, количественную характеристику дисперсной фазы дыма.
Для научных работников пожарной охраны, научно-исследовательских и проектных организаций.
Табл. 25, ил. 8, список лит.: 58 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
За последние годы большое развитие получило применение полимеров благодаря целому ряду их преимуществ перед традиционными строительными материалами.
Применение полимерных материалов позволяет повысить степень индустриальности строительства, значительно уменьшить массу зданий и сооружений, улучшить качество работ и отделки, сократить объемы перевозок и трудозатраты на монтаж, что в целом дает значительные экономические и технические эффекты.
Широкому применению этих материалов в строительстве способствовали их малая плотность, высокая прочность, низкая теплопроводность, химическая стойкость и сопротивляемость истиранию. Полимерные материалы легко поддаются бесстружечной обработке (литью, прессованию, шприцеванию и т. д.), что позволяет максимально механизировать и автоматизировать производство и значительно снизить стоимость изготовления деталей. Клееные пластмассовые изделия и конструкции также находят применение в строительстве. Из пластмасс легко получать тонкие и прочные газо-и водонепроницаемые пленки, не разрушающиеся под воздействием органических растворителей. Пленкообразующая способность полимеров в сочетании с высокой адгезией по отношению ;^ другим материалам делает их незаменимым сырьем для производства лаков и красок.
Недостатком полимерных материалов, ограничивающим область их применения, является пожарная опасность. Как свидетельствует статистика пожаров в мире, за последнее время рост пожаров, увеличение материального ущерба можно в значительной степени отнести за счет роста потребления полимерных материалов в строительстве зданий, сооружений и т. д.
Для успешной борьбы с пожарами, снижения материального ущерба, наносимого ими, необходимо знать структуру пожаров, причины и обстоятельства, способствующие их возникновению и развитию, основные пожароопасные характеристики используемых материалов и особенности их поведения при пожаре.
Снижение воспламеняемости и горючести полимеров, создание пожаробезопасных материалов, прогнозирование их поведения при пожарах, научно обоснованная оценка их основных пожароопасных характеристик являются актуальной проблемой, требующей неотложного решения. Во многих странах приняты специальные постановления, ограничивающие использование горючих полимерных материалов при строительстве промышленных и гражданских сооружений, при производстве транспортных средств (самолетов, железнодорожных вагонов, судов).
Снижение горючести полимеров представляет собой комплексную проблему. Ее решение связано не только с вопросами химии полимеров, химической кинетики (цепные реакции, термическая и термоокислительная деструкция, горение, взрыв), органической химии (синтез и свойства добавок, снижающих горючесть), но и с проблемами математической физики (пограничный слой с химическими реакциями) к со сложной техникой эксперимента. Установление механизма горения полимерных материалов, механизма воздействия различных физико-химических процессов, протекающих при превращении исходного вещества в продукты сгорания, механизма действия различных компонентов, входящих в состав полимерной системы, дает возможность разработки эффективных мер по снижению 1 пожароопасное™ этих материалов. Решению этой проблемы посвящено значительное количество работ. Большинство их носит, как правило, прикладной характер, и результаты применимы в основном к ограниченному кругу полимерсодержащих материалов. Информация об этих исследованиях рассеяна в многочисленных журналах различного профиля, трудах национальных и международных симпозиумов по горению и т. д., а потому малодоступна широкому кругу профессиональных работников.
В последнее время появился ряд монографий, обзоров, справочников, посвященных проблеме снижения . горючести полимерных материалов. Однако некоторые вопросы, носящие принципиальный характер, все еще остаются за пределами публикаций.
Обобщение и теоретическое осмысливание особенностей поведения полимерсодержащих материалов на пожарах, разработка единого методического подхода к проблеме как в теоретическом, так н в практическом плане, установление взаимосвязей пожароопасных ! характеристик полимерных материалов с параметрами внешней среды представляют собой основу данной работы.
Главы 1, 3, 4 написаны канд. техн. наук П. П. Щегловым, глава 2 — канд. физ.-мат. наук В. Л. Иванниковым. Авторы приносят • глубокую благодарность сотрудникам ВИПТШ МВД СССР и ВНИИПО МВД СССР, а также рецензенту—начальнику отдела ВНИИПО, канд. техн. наук В. А. Ярошу, принявшим участие в обсуждении ряда вопросов, рассматриваемых в монографии, и сделавшим ценные замечания, которые учтены при подготовке рукописи.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие .......... '....'
Глава I. Факторы, определяющие опасность полимерных материалов при пожаре.........
1.1. Опасность дыма при пожаре.....
1.2. Продукты разложения и горения ....
Глава 2. Стационарное горение полимерных материалов
2.1. Особенности развития пожаров.....
2.2. Физико-химическая модель горения полимерных материалов ...........
2.3. Внешняя задача.........
2.4. Внутренняя задача........
2.5. Расчет характеристик горения полимерного материала ............
2.5.1. Аналитическое исследование задач
2.5.2. Методика расчета характеристик горения поли мерного материала........
Глава 3. Оценка полимерных материалов по опасным факторам при пожаре..........
3.1. Оценка опасности полимерных материалов по их дымообразующей способности......
3.2. Оценка опасности полимерных материалов по токсичности их продуктов разложения и горения .
3.3. Метод комплексной оценки потенциальной опасности полимеров ............
Глава 4. Продукты разложения и горения полимерных материалов и их дымообразующая способность
4.1. Полимерные материалы, образованные углеродом, водородом и кислородом .......
4.2. Галогенсодержащие полимерные материалы
4.3. Азотсодержащие полимерные материалы
Список литературы ............
Предметный указатель...........
Щеглов П. П., Иванников В. Л.
—М.: Стройиздат, 1992.—ПО с: ил. —ISBN 5-274-00525-Х.
Рассмотрены факторы, определяющие опасность полимерных материалов при пожаре. Дан анализ современного состояния теории горения таких материалов. Изложен экспериментальный метод их комплексной оценки, учитывающий кинетику процессов разложения и горения, суммарную токсичность основных продуктов, количественную характеристику дисперсной фазы дыма.
Для научных работников пожарной охраны, научно-исследовательских и проектных организаций.
Табл. 25, ил. 8, список лит.: 58 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
За последние годы большое развитие получило применение полимеров благодаря целому ряду их преимуществ перед традиционными строительными материалами.
Применение полимерных материалов позволяет повысить степень индустриальности строительства, значительно уменьшить массу зданий и сооружений, улучшить качество работ и отделки, сократить объемы перевозок и трудозатраты на монтаж, что в целом дает значительные экономические и технические эффекты.
Широкому применению этих материалов в строительстве способствовали их малая плотность, высокая прочность, низкая теплопроводность, химическая стойкость и сопротивляемость истиранию. Полимерные материалы легко поддаются бесстружечной обработке (литью, прессованию, шприцеванию и т. д.), что позволяет максимально механизировать и автоматизировать производство и значительно снизить стоимость изготовления деталей. Клееные пластмассовые изделия и конструкции также находят применение в строительстве. Из пластмасс легко получать тонкие и прочные газо-и водонепроницаемые пленки, не разрушающиеся под воздействием органических растворителей. Пленкообразующая способность полимеров в сочетании с высокой адгезией по отношению ;^ другим материалам делает их незаменимым сырьем для производства лаков и красок.
Недостатком полимерных материалов, ограничивающим область их применения, является пожарная опасность. Как свидетельствует статистика пожаров в мире, за последнее время рост пожаров, увеличение материального ущерба можно в значительной степени отнести за счет роста потребления полимерных материалов в строительстве зданий, сооружений и т. д.
Для успешной борьбы с пожарами, снижения материального ущерба, наносимого ими, необходимо знать структуру пожаров, причины и обстоятельства, способствующие их возникновению и развитию, основные пожароопасные характеристики используемых материалов и особенности их поведения при пожаре.
Снижение воспламеняемости и горючести полимеров, создание пожаробезопасных материалов, прогнозирование их поведения при пожарах, научно обоснованная оценка их основных пожароопасных характеристик являются актуальной проблемой, требующей неотложного решения. Во многих странах приняты специальные постановления, ограничивающие использование горючих полимерных материалов при строительстве промышленных и гражданских сооружений, при производстве транспортных средств (самолетов, железнодорожных вагонов, судов).
Снижение горючести полимеров представляет собой комплексную проблему. Ее решение связано не только с вопросами химии полимеров, химической кинетики (цепные реакции, термическая и термоокислительная деструкция, горение, взрыв), органической химии (синтез и свойства добавок, снижающих горючесть), но и с проблемами математической физики (пограничный слой с химическими реакциями) к со сложной техникой эксперимента. Установление механизма горения полимерных материалов, механизма воздействия различных физико-химических процессов, протекающих при превращении исходного вещества в продукты сгорания, механизма действия различных компонентов, входящих в состав полимерной системы, дает возможность разработки эффективных мер по снижению 1 пожароопасное™ этих материалов. Решению этой проблемы посвящено значительное количество работ. Большинство их носит, как правило, прикладной характер, и результаты применимы в основном к ограниченному кругу полимерсодержащих материалов. Информация об этих исследованиях рассеяна в многочисленных журналах различного профиля, трудах национальных и международных симпозиумов по горению и т. д., а потому малодоступна широкому кругу профессиональных работников.
В последнее время появился ряд монографий, обзоров, справочников, посвященных проблеме снижения . горючести полимерных материалов. Однако некоторые вопросы, носящие принципиальный характер, все еще остаются за пределами публикаций.
Обобщение и теоретическое осмысливание особенностей поведения полимерсодержащих материалов на пожарах, разработка единого методического подхода к проблеме как в теоретическом, так н в практическом плане, установление взаимосвязей пожароопасных ! характеристик полимерных материалов с параметрами внешней среды представляют собой основу данной работы.
Главы 1, 3, 4 написаны канд. техн. наук П. П. Щегловым, глава 2 — канд. физ.-мат. наук В. Л. Иванниковым. Авторы приносят • глубокую благодарность сотрудникам ВИПТШ МВД СССР и ВНИИПО МВД СССР, а также рецензенту—начальнику отдела ВНИИПО, канд. техн. наук В. А. Ярошу, принявшим участие в обсуждении ряда вопросов, рассматриваемых в монографии, и сделавшим ценные замечания, которые учтены при подготовке рукописи.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие .......... '....'
Глава I. Факторы, определяющие опасность полимерных материалов при пожаре.........
1.1. Опасность дыма при пожаре.....
1.2. Продукты разложения и горения ....
Глава 2. Стационарное горение полимерных материалов
2.1. Особенности развития пожаров.....
2.2. Физико-химическая модель горения полимерных материалов ...........
2.3. Внешняя задача.........
2.4. Внутренняя задача........
2.5. Расчет характеристик горения полимерного материала ............
2.5.1. Аналитическое исследование задач
2.5.2. Методика расчета характеристик горения поли мерного материала........
Глава 3. Оценка полимерных материалов по опасным факторам при пожаре..........
3.1. Оценка опасности полимерных материалов по их дымообразующей способности......
3.2. Оценка опасности полимерных материалов по токсичности их продуктов разложения и горения .
3.3. Метод комплексной оценки потенциальной опасности полимеров ............
Глава 4. Продукты разложения и горения полимерных материалов и их дымообразующая способность
4.1. Полимерные материалы, образованные углеродом, водородом и кислородом .......
4.2. Галогенсодержащие полимерные материалы
4.3. Азотсодержащие полимерные материалы
Список литературы ............
Предметный указатель...........