Зависимость огнезащитно-огнетушащей эффективности составов на основе фосфатов двух- и трехвалентных металлов-аммония от их физико-химических свойств
DOI:
https://doi.org/10.33408/2519-237X.2020.4-4.367Ключевые слова:
замедлители горения, древесина, торф, фосфаты металлов-аммония, физико-химические, термические, огнезащитные свойстваАннотация
Цель. Объект исследований – огнезащитные и огнетушащие средства на основе аммонийных фосфатов двух- и трехвалентных металлов, используемые для обработки лесных горючих материалов (ЛГМ), в том числе древесины и торфа. Предмет исследований – определение огнезащитной и огнетушащей эффективности указанных средств в зависимости от их физико-химических свойств, определяемых условиями синтеза. Цель работы – установить общность или различия в механизме ингибирования горения ЛГМ металлофосфатными системами различного химического состава, а также выявить роли процессов, протекающих в конденсированной фазе под воздействием продуктов их терморазложения. Основная задача – исследование физико-химических, термиче-ских свойств огнезащитных и огнетушащих средств, а также огнезащищенных ими образцов торфа и других ЛГМ в интервале температур на горящей поверхности природных материалов (200–500 °С).
Методы. В работе использовались методы рентгенофазового анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, химического анализа.
Результаты. В результате проведенных исследований определены факторы, обусловливающие огнезащитную и огнетушащую эффективность синтетических средств на основе фосфатов двух- и трехвалентных металлов-аммония с регулируемыми в зависимости от условий синтеза свойствами относительно ЛГМ, древесины и торфа. Установлен процесс, оказывающий доминирующее влияние на прекращение их горения – ингибирование летучими азотсодержащими продуктами радикальных реакций в газовой фазе. Одновременно показано, что при разработке новых огнезащитных и огнетушащих средств необходимо учитывать такие их свойства, как способность к образованию термоизолирующих структур в конденсированной фазе.
Область применения исследований. Полученные в работе результаты могут быть использованы при создании новых огнезащитных и огнетушащих синтетических составов на основе аммонийных фосфатов двух- и трехвалентных металлов для обработки лесных горючих материалов.
Библиографические ссылки
Grishin A.M. Obshchaya fiziko-matematicheskaya model' zazhiganiya i goreniya drevesiny [General physical and mathematical model of ignition and combustion of wood]. Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics, 2010. No. 2(10). Pp. 60–70. (rus)
Loboda E.L., Yakimov A.S. Modelirovanie protsessa zazhiganiya torfa [Modeling of peat ignition process]. Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics, 2012. No. 1(17). Pp. 91–102. (rus)
Timofeefa S.S., Drozdova T.I., Plotnikova G.V., Gol'chevskiy V.F. Fiziko-khimicheskie osnovy razvitiya i tusheniya pozhara [Physicochemical bases of development and extinguishing fire]: tutorial. Irkutsk: Irkutsk State Technical University, 2013. 178 p. (rus)
Lasuta G.F., Vrublevskiy A.V., Bulva A.D. Lesnye i torfyanye pozhary na territorii Respubliki Belarus' [Forest and peat fires on the territory of the Republic of Belarus]: tutorial. Minsk: Institute for Command Engineers of the MES of the Republic of Belarus, 2010. 255 p. (rus)
Podrezov Yu.V. Tekhnologiya bor'by s prirodnymi pozharami [Technology of fighting natural fires]. Protivopozharnye i avariyno-spasatel'nye sredstva, 2004. No. 2. Pp. 21–24. (rus)
Balandin V.V., Danov V.M., Podorozhnyy V.M., Sevast'yanov V.P., Faykov Yu.I., Yanbaev G.M. Sposob i ustroystvo dlya lokalizatsii i tusheniya lesnogo pozhara [Method and device for localizing and extinguishing a forest fire]: patent 2237501 Russia, MPK A 62 S 3/00. Published October 10, 2004. (rus)
Chaykin V.G., Vishnyakov A.K., Nepryakhin A.E. Sposob predotvrashcheniya, lokalizatsii i tusheniya pozhara na torfyanykh mestorozhdeniyakh [A method for preventing, localizing and extinguishing a fire in peat deposits]: patent 2290238 Russia, MPK A 62 S 3/02. Published December. 27, 2006. (rus)
Anthony C. Yu, Hector Lopez Hernandez, Andrew H. Kim, Lyndsay M. Stapleton, Reuben J. Brand, Eric T. Mellor, Cameron P. Bauer, Gregory D. McCurdy, Albert J. Wolff III, Doreen Chan, Craig S. Criddle, Jesse D. Acosta, Eric A. Appel. Wildfire prevention through prophylactic treatment of high-risk landscapes using viscoelastic retardant fluids. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019. – Vol. 116, No. 42. Pp. 20820–20827. DOI: https://www.doi.org/10.1073/pnas.1907855116.
Ivchenko O.A., Pankin K.E. Tushenie lesnykh goryuchikh materialov gidrogelyami na osnove gidroksida alyuminiya [Quenching of forest combustible materials with hydrogels based on aluminum hydroxide]. Forest Engineering Journal, 2019. No 1. Pp. 76–84. (rus). DOI: https://www.doi.org/10.12737/article_5c92016e1314b2.49705560.
Liodakis S., Tsapara V., Agiovlasitis I.P., Vorisis D. Thermal analysis of Pinus sylvestris L. wood samples treated with a new gel – mineral mixture of short- and long-term fire retardants. Thermo-chimica Acta, 2013. Vol. 568. Pp. 156–160. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.tca.2013.06.011.
Bogdanova, V.V. Ognegasyashchiy effekt zamedliteley goreniya v sinteticheskikh polimerakh i prirodnykh goryuchikh materialakh [Fire-extinguishing effect of combustion retarders in synthetic polymers and natural combustible materials]. Khimicheskie problemy sozdaniya novykh materialov i tekhnologiy: collected papers. Ed. by O.A. Ivashkevicha. Minsk, 2003. Iss. 2. Pp. 344–375. (rus)
Bogdanova V.V., Kobets O.I. Synthesis and Physicochemical Properties of Di- and Trivalent Metal-Ammonium Phosphates. Russian Journal of Applied Chemistry, 2014. Vol. 87, N. 10. Pp. 1387−1401. DOI: https://www.doi.org/10.1134/S1070427214100012.
Bogdanova V.V., Kobets O.I. Sintez, fiziko-khimicheskie i ognezashchitnye svoystva ammoniynykh metallofosfatov [Synthesis, physicochemical and fireproof properties of ammonium metallophosphates]. Journal of the Belarusian State University. Chemistry. Biology. Geography, 2009. Iss. 1. Pp. 34–39. (rus). Url: https://elib.bsu.by/handle/123456789/4711.
Bogdanova V.V., Kobets O.I., Buraya O.N. Napravlennoe regulirovanie ognezashchitnoy i ognetushashchey effektivnosti N-P-soderzhashchikh antipirenov v sinteticheskikh i prirodnykh polimerakh [Directed regulation of fire retardant and fire extinguishing efficiency of N-P-containing fire retardants in synthetic and natural polymers]. Combustion and Explosion, 2019. Vol. 12. No. 2. Pp. 106–115. (rus). DOI: https://www.doi.org/10.30826/CE19120214.
Bogdanova V.V., Kobets O.I. Regulirovanie fiziko-khimicheskikh svoystv kompozitsiy na osnove fosfatov metallov-ammoniya, proyavlyayushchikh ognezashchitnyy i ognetushashchiy effect [Regulation of the physicochemical properties of compositions based on metal-ammonium phosphates exhibiting a fire retardant and fire extinguishing effect]. Sviridov readings: collected papers. Ed. by O.A. Ivashkevicha. Minsk: Belarusian State University, 2011. Iss. 7. Pp. 21–27. (rus). Url: http://elib.bsu.by/bitstream/123456789/24996.
Powder diffraction file: Search manual, Hanawalt method inorganic. JCPDS – International Centre for Diffraction Data. Swarthmore, Pa.: The Centre, 1989. 1160 p.
Bayramov V.M. Osnovy khimicheskoy kinetiki i kataliza [Fundamentals of chemical kinetics and catalysis]: tutorial. Moscow: Academia, 2003. 256 p. (rus)
Marchenko Z. Fotometricheskoe opredelenie elementov [Photometric determination of elements]: monograph. Moscow: Mir, 1971. 570 p. (rus)
Aseeva R.M., Serkov B.B., Sivenkov A.B. Gorenie drevesiny i ee pozharoopasnye svoystva [Burning wood and its fire-hazardous properties]: monograph. Moscow: State Fire Academy of EMERCOM of Russia, 2010. 160 p. (rus)
Zhao W., Chen H., Liu N., Zhou J. Thermogravimetric analysis of peat decomposition under different oxygen concentrations. J. Therm. Anal. Calorim, 2014. No. 7. Pp. 1–9. DOI: https://www.doi.org/10.1007/s10973-014-3696-4.
Khoroshavin L.B., Medvedev O.A., Belyakov V.A., Mikheeva E.V., Rudnov V.S., Baytimirova E.A. Torf: vozgoranie torfa, tushenie torfyanikov i torfokompozity [Peat: peat ignition, peat extinguishing and peat composites]: monograph. Moscow: All-Russian Research Institute for Civil Defence of the EMERCOM of Russia (the Federal Science and High Technology Center), 2013. 255 p. (rus)
Dietenberger M.A., Hasburgh L.E. Wood Products: Thermal Degradation and Fire. Reference Module in Materials Science and Materials Engineering, 2016. Pp. 1–7. DOI: https://www.doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.03338-5.
Опубликован
Как цитировать
Лицензия
Все права защищены (c) 2020 Богданова В.В., Кобец О.И., Врублевский А.В.
CC «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0
