Systems. Methods. Technologies 3 (43) 2019

Systems Methods Technologies. А.А. Leonovich et al. Hydroxyethylidene diphosphonic …2019 № 3 (43) p. 111-115 112 плит весьма ограничено либо как не обеспечивающих основные физико-механические свойства плит, либо по недостатку экономической эффективности. Поиск и создание методов снижения горючести продолжается [5–7], разрабатывается и научная база снижения пожа- роопасности древесины и древесно-плитных материа- лов [8]. Следует отметить рост требований к пожарной безопасности, и в частности, к материалам, используе- мым в строительстве и производстве мебели. Напри- мер, в Европе доля огнезащищенных материалов со- ставляет от 2 до 4 % выпускаемых древесных плит с постоянным возрастанием объема их производства. Финской фирмой «Palonot» запатентован метод обра- ботки древесины антипиреном, в основе которого ле- жит использование гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты (ГЭДФ) и, в качестве азотсодержащего соеди- нения, аминоспиртов [9]. Компоненты берут при соот- ношении, проявляющем в огнезащитном действии си- нергизм. Антипирен получил фирменное название Pa- lonot . ГЭДФ-кислота первоначально использовалась как антикоррозийное вещество [10]. Ее достоинством является высокое содержание фосфора (30,1 %). Фирма успешно использовала антипирен для изготовления огнезащищенной фанеры при обработке наружных слоев. Представляется перспективным расширение об- ласти использования разработки при получении других древесно-плитных материалов. Эксперимент. Мы приступили к разработке техно- логии создания огнезащищенных древесно-стружечных плит (ОДСП) с использованием ГЭДФ. При этом исхо- дили из подтвержденного практикой опыта огнезащи- ты фанеры как с этим, так и с другими антипиренами [11], и предполагали, что обработки наружных слоев окажется достаточно для обеспечения требуемого уровня качества в отношении пожарной безопасности ДСП в целом. Поисковые результаты исследования открывают возможность эффективного изготовления плит с тем, чтобы обеспечить их соответствие европей- ским требованиям по огнезащите и стандарту EN 312 — по физико-механическим показателям [12]. Методика исследований и испытаний ОДСП . В ка- честве сырья использовали промышленную стружку наружных слоев (преимущественно из осины). Древес- ные частицы обрабатывали водным раствором антипи- рена 47%-ной концентрации в трех вариантах (доля антипирена (за вычетом потерь при нанесении) состав- ляла 10, 17 и 21 масс. %), сушили до влажности 2,6 %. В качестве связующего использовали меламинокарба- мидоформальдегидную смолу марки МКФС-3 с содер- жанием отвердителя 1 %. Формировали ковер и прес- совали тонкие плиты толщиной 5 мм (моделирующие наружный слой) в позиционном прессе с трехступенча- тым снижением давления от 2,5 МПа в течение 150 с (из расчета 0,5 мин/мм) при температуре 200 °С. После кондиционирования образцов в течение 4-х суток про- водили их испытания с определением плотности (ρ) и прочности при изгибе (σ изг ) по ГОСТ 10634-88 [13]. Модуль упругости (Е) определяли в координатах «на- пряжение – деформация» (σ – ε) по графику из наклона прямой и расчета по формуле: Е = , где P — нагрузка, Н ; L — расстояние между опорами, мм ; b и h — ширина и толщина образца, мм ; ε — де- формация, мм . Огневые испытания проводили по методике «огне- вая труба», воздействием пламени в течение 2,5 мин, независимо от появления самостоятельного горения, с использованием спиртовки на образцах 150х30 мм [14]. Контрольные образцы испытывали зажиганием строго по методике до воспламенения (15 с), после чего спир- товку отводили от образца. Огнезащищенные образцы выдерживали в пламени 2,5 мин, и только после этого фиксировали самостоятельное горение или его отсут- ствие. Высота пламени в процессе поджигания являет- ся дополнительной характеристикой горения. Испытания в коническом калориметре проводили в Университете прикладных наук Савонии по методике [15] воздействием на образец размером 100х100 мм пламени с температурой 780 °С в течение 600 с, при этом регистри- ровали выделение теплового потока ( Q ) образцами как результат экзотермических процессов, а также относи- тельное дымообразование ( D ). Результаты испытаний обрабатывали с доверительной вероятностью P = 0,95. Результаты исследования и их обсуждение . Средние результаты физико-механических испытаний образцов, в зависимости от массовой доли антипирена (С, масс. %), приведены в таблице 1 и на рис. 1. В таблицу также включены данные о поведении образцов при испытании в «огневой трубе». Плотность образцов несколько повыша- ется по сравнению с контрольными (ρ = 705 кг/м 3 ) за счет заполнения пор в древесных частицах антипиреном, а также пластифицирующего действия компонентов анти- пирена, особенно аминогрупп. В целом прочность при изгибе, нормированная по плотности (σ изг /ρ), вначале воз- растает, а затем снижается, но во всех вариантах оказыва- ется выше контрольных образцов. Таблица 1 Результаты испытаний тонких древесно-стружечных плит Уровень обработки антипиреном (варианты) ρ, кг/м 3 σ изг , МПа Е, ГПа В «огневой трубе» Время воспламенения, с Высота пламени, см Время самостоятельного горения, τ сг , с Потеря массы, ∆m, % 10 730 10,4 1,3 60 35 72 61,3 17 740 15,1 1,4 58 35 40 56,0 21 760 14,0 1,5 55 27 0 32,1