Огне- и теплозащитные материалы на основе этиленпропилендиенового каучука со стеклянными и полимерными микросферами и теплопоглощающими добавками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ву Мань Хунг

• Ву Мань Хунг
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Ву Мань Хунг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Рецептурные подходы к созданию огнетеплозащитных

покрытий на основе эластомеров (литературный обзор)

1.1 Анализ принципов (схемы) работы огнетеплозащитных покрытий на основе эластомеров

1.2 Оценка вклада ингредиентов в эффективность работы каждого слоя покрытия

ГЛАВА 2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

ГЛАВА 3. Исследование влияния полых стеклянных микросфер на свойства огнетеплозащитных материалов на основе этиленпропилендиенового каучука

3.1 Моделирование влияния параметров стеклянных микросфер на свойства вулканизатов

3.2 Исследование влияния стеклянных микросфер на характеристики процесса вулканизации

3.3 Повышение эффективности ОТЗМ на основе этиленпропилендиеновых эластомеров за счет использования фосфорсодержащих метил(мет)акрилатных производных

ГЛАВА 4. Исследование стабилизирующего действия теплопоглощающих добавок на вулканизаты этиленпропилендиеного каучука при высокотемпературном воздействии

ГЛАВА 5. Исследование использования терморасширяющихся полимерных микросфер и их влияния на технологические, вулканизационные, физико-механические показатели и огнетеплозащитные свойства вулканизатов

ГЛАВА 6. Оценка комплексного воздействия модификаторов теплопоглощения, стеклянных и терморасширяющихся полимерных микросфер на эксплуатационные параметры покрытия

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список условных сокращений

Список использованной литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Огне- и теплозащитные материалы на основе этиленпропилендиенового каучука со стеклянными и полимерными микросферами и теплопоглощающими добавками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Эластомерные

огнетеплозащитные «жертвенные» покрытия предназначены для повышения живучести технических объектов и элементов конструкций при высокотемпературном и газопламенном воздействии. В аварийных ситуациях покрытие играет роль буфера, а его разрушение приводит к снижению тепловой нагрузки и увеличению времени достижения критической температуры на защищаемой поверхности. Расширение области применения таких покрытий стало их использование для повышения огнетеплозащищённости плавучих нефтяных платформ и трубопроводов транспортировки углеводородов. Однако существующие покрытия недостаточно эффективны для работы в таких экстремальных тепловых условиях. В связи с этим задача создания новых огнетеплозащитных полимерных материалов весьма актуальна.

Степень разработанности темы исследования. Механизмам поведения материалов в условиях высокотемпературного и газопламенного воздействия, теоретическим и практическим основам создания и применения огнетеплозащитных материалов (ОТЗМ) посвящены работы Берлина Ал. Ал., Халтуринского Н.А., Заикова Г.Е., Полежаева Ю.В., Страхова В.Л., Гаращенко А.Н., и др. Известны работы зарубежных специалистов Weil E.D., Levchick S.V., Dogan S.D., Kelvin K. Shen. Эффективность ОТЗМ связана с комплексным влиянием ингредиентов материала. Однако целенаправленный выбор ингредиентов с учетом их влияния на физические, физико-химические и структурные преобразования в каждом отдельном температурном слое ОТЗМ изучен недостаточно. Особый интерес представляет использование новых наполнителей, в частности, полых стеклянных и полимерных терморасширяющихся микросфер, теплопоглощающих добавок для направленного регулирования темпов прогрева слоёв ОТЗМ по всей толщине

в различных температурных зонах. В то же время исследований ОТЗМ с такими наполнителями и добавками проведено недостаточно.

Цель работы состоит в исследовании эффективности применения стеклянных и полимерных микросфер, теплопоглощающих добавок для целенаправленного регулирования тепловых характеристик каждого отдельного температурного слоя ОТЗМ на основе этиленпропилендиенового каучука.

Данная цель достигается решением следующих задач:

1. Выбор компонентов эластомерных композиций, способных обеспечить селективное воздействие на эффективность каждого отдельного температурного слоя материала при эксплуатации ОТЗМ.

2. Исследование влияния фосфорсодержащих метил(мет)акрилатных соединений и модифицированных ими стеклянных микросфер (СМС) на технологические, вулканизационные, физико-механические показатели и огнетеплозащитные свойства вулканизатов.

3. Сравнительная оценка влияния характеристик терморасширяющихся полимерных микросфер на изменение технологических, физико-механических показателей и огнетеплозащитных свойств вулканизатов.

4. Исследование стабилизирующего действия теплопоглощающих добавок на вулканизаты этиленпропилендиеного каучука при высокотемпературном воздействии.

5. Оценка комплексного влияния теплопоглощающих добавок, стеклянных и терморасширяющихся полимерных микросфер на эксплуатационные параметры «жертвенного» покрытия.

Научная новизна. Впервые разработаны огнетеплозащитные материалы на основе этиленпропилендиенового каучука, содержащие модифицированные фосфорсодержащими метил(мет)акрилатными соединениями полые стеклянные и терморасширяющиеся полимерные микросферы и теплопоглощающие добавки на основе кристаллогидратов и поликонденсационноспособных систем мономеров, обеспечивающие

снижение скорости прогрева в предпиролизном слое, монолитном прогретом и монолитном «холодном» слое материала. Установлено селективное влияние исследуемых модификаторов в различных температурных слоях прогреваемого ОТЗМ.

Впервые рассчитаны и экспериментально определены оптимальные соотношения толщины стенок и диаметров полых микросфер при различных их концентрациях в полимерной матрице.

Выявлено соответствие вулканизации в присутствии микросфер механизму топохимических реакций. Установлена целесообразность модификации вулканизатов с СМС фосфорсодержащими метил-(мет)акрилатными производными при создании ОТЗМ повышенной эффективности.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные развивают теоретические представления в вопросах рецептуростроения ОТЗМ на основе эластомеров и способствуют разработке инновационных покрытий для защиты от высокотемпературного и газопламенного воздействия.

Проведённые исследования позволили выявить наиболее эффективные добавки для селективного регулирования свойств каждого из слоёв материала, формирующихся в процессе эксплуатации покрытия. Образцы ОТЗМ были испытаны на экспериментальном участке ООО «Интов-Эласт» (г. Волжский) с получением заключения о возможности их практического использования для изготовления защитных покрытий элементов плавучих нефтебуровых платформ и наружных слоёв трубопроводов транспортировки углеводородов.

Методология и методы исследования. Методологическая основа базируется на передовом опыте отечественных и зарубежных исследователей в области создания «жертвенных» эластомерных ОТЗМ. Результаты получены с использованием оптической и электронной сканирующей

микроскопии, ИК-спектроскопии, безроторной реометрии,

дифференциально-сканирующей калориметрии, метода лазерной вспышки, математического моделирования и статистической обработки данных, метода высокотемпературного воздействия с использованием плазмотрона МиШр1аг 3500, а также стандартных методов определения свойств резин.

Положения, выносимые на защиту:

- теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности применения стеклянных, терморасширяющихся полимерных микросфер и теплопоглощающих добавок для улучшения свойств вулканизатов огнетеплозащитных материалов на основе этиленпропилендиенового каучука;

- результаты влияния стеклянных микросфер на свойства монолитного «холодного» слоя огнетеплозащитных материалов;

- модификация стеклянных микросфер фосфорсодержащими метил (мет)акрилатными соединениями для повышения эффективности ОТЗМ;

- расчет и экспериментальное определение оптимальных соотношений толщины стенок и диаметров полых микросфер при различных их концентрациях в полимерной матрице.

- результаты влияния теплопоглощающих добавок на показатели монолитного «прогретого» слоя огнетеплозащитных материалов;

- результаты влияния терморасширяющихся полимерных микросфер на характеристики предпиролизного слоя огнетеплозащитных материалов;

- результаты сравнения огнетеплозащитных характеристик вулканизатов, включающих модификаторы с направленным регулированием параметров монолитного «холодного» слоя, монолитного «прогретого» слоя и предпиролизного слоя с известными ОТЗМ.

Личный вклад автора заключается в обосновании цели и задач исследований, проведении экспериментов и обобщении полученных результатов, в подготовке и написании публикаций, рукописи диссертации.

Апробация работы. Основные результаты работы в период с 2021 по 2025 годы были представлены и обсуждались на шести международных, всероссийских и региональных конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь статей в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России. В наукометрических базах данных РИНЦ зарегистрировано 15 публикаций. Получено два патента.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 122 страницах, содержит 32 рисунка и 21 таблицу, включает введение, 6 глав, заключение, список литературы из 122 источников, приложение.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность профессору В.Ф. Каблову, к.т.н. А.Н. Гайдадину за всестороннюю поддержку при выполнении работы, глубокую признательность и благодарность д.т.н. Ваниеву М.А. за конструктивную оценку при обсуждении материалов диссертации. Соискатель признателен всем соавторам публикаций. Отдельная благодарность д.т.н. Тужикову О.О. за поддержку в вопросах модификации микросфер, а также к.ф.м.н. Лапшиной С.В. и профессору Л.М. Гуревичу за помощь в проведении моделирования теплопроводности исследуемых материалов. Соискатель выражает благодарность сотрудникам кафедр «Химия и технология переработки эластомеров» и «Общая и неорганическая химия» ВолгГТУ, «Химическая технология полимеров и промышленная экология» (ВПИ (филиала) ВолгГТУ) за помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов исследований.

ГЛАВА 1. Рецептурные подходы к созданию огнетеплозащитных покрытий на основе эластомеров (литературный обзор)

Огнетеплозащитные покрытия являются жертвенными элементами конструкций, которые могут в процессе эксплуатации быть подвержены воздействию высокотемпературных потоков и пламени. Назначение покрытия сводится к блокировке доступа разрушающих факторов пожара к защищаемой поверхности, что предполагает разовый цикл работы в течение времени, обеспечивающего сохранение защищаемой конструкции. Требования к эксплуатационным характеристикам покрытия тесно связаны с условиями их работы. Без воздействия пламени покрытия являются балластом конструкции и, как правило, не выполняют никаких технических требований. В случае воздействия фронта пламени покрытие разрушается, обеспечивая жизнеспособность защищаемой конструкции в течение установленного времени.

Традиционными сферами применения огнетеплозащитных покрытий являются авиация, судо- и машиностроение, строительство и т. д. Для использования в каждой из рассматриваемых сфер применения уже сформировались наборы требований, связанных с конкретикой работы защищающего покрытия и конструированием его состава. Новым существенным импульсом для расширения области применения покрытий стала катастрофа в Мексиканском заливе [1], анализ последствий которой четко обозначил необходимость расширения арсенала активных и пассивных способов повышения огнезащищённости плавучих нефтяных платформ [2,3]. Одним из эффективных способов повышения огнезащищённости является применение новых типов эластомерных покрытий [4] как обязательных элементов для защиты оборудования и трубопроводов. В случае плавучих нефтебуровых платформ огнетеплозащитные покрытия, созданные специально для указанных условий эксплуатации, применяются для

изготовления защитных манжет и зонтичных куполов надводного оборудования или наружных слоёв трубопроводов транспортировки углеводородов.

Общепринятым способом повышения огнезащищённости полимеров является использование в их составе специальных добавок, выполняющих роль антипиренов [5-8]. К числу антипиренов относят вещества, имеющие в своем составе атомы галогенов, фосфора, азота, бора [9-20]. Механизм работы антипиренов достаточно сложен, их влияние обеспечивает самозатухание или снижение темпов линейного горения (распространения пламени) изделий на основе высокомолекулярных соединений при отсутствии внешних высокоэнергетических тепловых источников. В результате при пожаре, связанном с присутствием высокоэнергетических источников тепла и пламени (резервуара с углеводородами, высокоэнергетической пламягазовой струи и т.д), эффективность использования антипиренов незначительна. В этом случае большей эффективностью обладают эластомерные покрытия, обеспечивающие поглощение теплового и пламенного потока за счёт глубокой деструкции полимера и ингредиентов композиции.

1.1 Анализ принципов (схемы) работы огнетеплозащитных покрытий на основе эластомеров

Рецептурные и технологические приёмы создания эффективных огнетеплозащитных покрытий на основе высокомолекулярных соединений требуют анализа конкретных условий применения и не характеризуются универсальными подходами. При проектировании составов следует исходить из общих представлений о работе высокомолекулярных материалов под воздействием пламени. Горение эластомерных теплозащитных материалов является комплексом сложных физико-химических процессов [21,22]. Под воздействием пламени происходит нагрев покрытия, что приводит к физико-химическим превращениям полимера и ингредиентов. Следствием нагрева

может быть плавление, испарение и газификация ингредиентов, входящих в состав композиции. Одновременно протекают деструкция полимерной матрицы, сшивание и карбонизация высокомолекулярного связующего. В результате конденсированная фаза материала претерпевает существенные превращения. Дальнейший нагрев сопровождается горением (окислением) полимера и ингредиентов композиции, выделением газообразных продуктов и формированием коксового слоя. Протекающие процессы тепло- и массопередачи приводят к прогреву конденсированной фазы материала, формированию областей деструкции и кокса, выделению газообразных продуктов горения. Комплекс преобразований материала под действием пламени может быть представлен обобщенной схемой (рисунок 1.1), хорошо иллюстрирующий взгляды авторов работы [22] на взаимодействие процессов, составляющих механизм горения полимерных композиций.

Рисунок 1.1 - Обобщённая схема процессов, протекающих при горении

полимерных материалов

Из рисунка хорошо видно, что протекающие в материале под действием нагрева и пламени процессы приводят к получению целого спектра газообразных, жидких и твёрдых продуктов на различных стадиях деградации материала. Параметры процессов и результаты их реализации существенно различаются. Так, процессы в конденсированной фазе приводят к структурированию и последующей деструкции связующего. Вместе с этим происходит плавление и испарение ингредиентов композиции. В результате выделяются газообразные продукты, формируется твёрдая (углеродсодержащая и минеральная) фаза кокса. Выделяющееся в результате процессов в конденсированной фазе тепло затрачивается на дальнейший нагрев и горение покрытия. Газообразные продукты диффундируют в предпламенную область и являются источником тепла для продолжения поддержания процесса горения, обеспечивая дальнейшее разрушение полимерной композиции. Рассмотренная схема характерна для горения полимеров при отсутствии постоянно действующего внешнего источника пламени. Она наглядно демонстрирует взаимосвязь тепловых потоков, возникающих при горении материала, и продуктов горения. Существенным недостатком предложенной схемы является отсутствие оценки зависимости темпа прогрева покрытия от физико-химических и химических преобразований полимерного связующего и ингредиентов. В результате открытым остаётся вопрос управления параметрами прогрева за счёт преобразования материала, недостаточно проиллюстрировано формирование слоёв в покрытии в процессе его работы. К сожалению, возможности целенаправленного подбора ингредиентов из предложенной схемы в явном виде не следуют. Для огнетеплозащитных покрытий схема реализуется частично, поскольку в этом случае всегда присутствует постоянно действующий источник пламени и высокотемпературного нагрева. Как следствие, возникает необходимость подробной оценки изменения структуры материалов под действием высокотемпературного и пламенного нагрева.

К числу традиционных и уже достаточно подробно изученных представителей огнетеплозащитных покрытий относятся жертвенные материалы на основе высокомолекулярного связующего. Для них характерны достаточно сложные условия эксплуатации [22,24], связанные с глубокой деструкцией под действием пламенного потока. Жертвенные покрытия эксплуатируются в динамическом режиме, для которого важной характеристикой является темп продвижения температуры к защищаемой поверхности. Основным критерием работы жертвенного покрытия является время достижения опасного для защищаемого объекта значения температуры. В результате покрытие может быть разрушено под действием газопламенной струи частично или полностью, но температура на поверхности защищаемого тела не должна достичь опасного значения. По такому принципу работают защитные покрытия строительных объектов [25,26], огнезащита судов и летательных аппаратов [27]. Особенностью работы покрытий подобного типа является присутствие двух независимых «циклов жизни». В ходе первого из них покрытие находится в «спящем» режиме, чаще всего не выполняет никаких технических функций. При высокотемпературном воздействии или действии газопламенной струи покрытие переходит в режим защиты конструкции. В этом случае под действием внешнего теплового потока на поверхности покрытия формируется коксовый слой. Он может подвергаться эрозионному уносу за счёт потока разогретых газов, температура которых способна достигать 40000С. В коксовом слое протекает возгонка продуктов пиролиза материала, а также вдув газов пиролиза с поверхности покрытия. Формирование коксового слоя связано с коксованием полимерного связующего и ингредиентов покрытия. Как правило, кокс имеет пористую структуру, размеры пор которой определяются типом полимерного связующего [28,29,30]. Появление пор наблюдается в пластичной зоне разрушения огнетеплозащитного материала. Для бутадиеннитрильных каучуков начало разрушения соответствует температуре 3000С, для

этиленпропиленовых каучуков, являющихся более тепло- и термостойкими [31], температура начала разрушения равна 4000С. Авторы [22, 23] рассматривают формирование слоёв огнезащитного материала по схеме, представленной на рисунке 1.2. Отличительной особенностью данной схемы является иллюстрация происхождения «эффекта вдува», связываемого авторами с растрескиванием и микрорасслоением коксового слоя с последующей транспортировкой газов пиролиза в высокотемпературную зону. Следующей стадией преобразования полимерного материала является, по мнению авторов, формирование зоны пиролиза. В этой зоне развиваются процессы глубокой деструкции полимерного связующего в результате разрыва межмолекулярных и внутримолекулярных связей. В итоге образуются смолоподобные продукты, значительно снижается вязкость материала, выделяются газообразные продукты разложения и формируются поры, рост которых существенно ускоряется при повышении температуры. Таким образом, структура пористого коксового слоя формируется в зоне пиролиза.

Рисунок 1.2 - Структура теплозащитного материала, формирующаяся при высокотемпературном газопламенном воздействии [22, 23]

Предложенная авторами схема достаточно подробно иллюстрирует появление, особенности и последующий вклад коксового и пиролизного слоёв в механизм работы огнезащитного покрытия, но оставляет за пределами внимания процессы, протекающие в конденсированных слоях с меньшей тепловой нагрузкой.

Авторами [32,33,34] высказана необходимость учитывать особенности горения полимеров при работе покрытия. Их предположения вполне обоснованы и были учтены [35] при описании структуры огнетеплозащитного покрытия, формирующегося при непрерывном действии теплового потока. Основным отличием предложенной схемы является попытка взаимосвязи температуры с толщиной слоя в матрице материала, соответствующего выбранной температуре (рис 1.3). Авторы [35] вполне обоснованно интерпретируют свои взгляды в рамках разложения материала и приводят порядок формирования слоёв в матрице по мере продвижения фронта температуры.

/\ / - - -1 -► X

\ / \

_\Х ><

ч ^ 5т Ох «V

Ч х' 1 5п

Рисунок 1.3 - Схема разложения огнетеплозащитного покрытия с учётом

толщины слоёв

По их мнению, перед воздействием пламени температура покрытия постоянна по толщине и равна Тнач. Под воздействием теплового потока возрастает температура на поверхности покрытия и увеличивается толщина прогретого слоя 5прог. В процессе прогрева, по мнению авторов, в материале не происходит никаких физических или химических процессов, он остается в

исходном состоянии. Это утверждение вызывает сомнения, так как нагрев эластомерного материала от начальной температуры до температуры разложения всегда сопровождается химическими и физико-химическим превращениями [21,22,24]. Однако авторы [33,34,35] предполагают деградацию полимерного связующего и образование газообразных продуктов только при температурах разложения покрытия. В качестве продуктов горения формируется коксовый слой, в состав которого входят имеющиеся в материале наполнители. В результате, по мнению авторов, эффективность покрытия обеспечивается процессами, протекающими в слое кокса и при деструкции полимерного связующего. Как следствие, основное внимание уделяется этим зонам покрытия (рисунок 1.4) и предлагается методика определения его толщины:

5п=5укоИ+5 (1)

где

^р^ун. (2)

Время уноса покрытия 1ун= 1р-1:г—и. (3)

Ир ¿ь

Рисунок 1.4 - Изменение параметров разложения ТЗП во времени

В результате для определения толщины покрытия предполагается использовать следующие параметры: квазистационарную скорость разложения, квазистационарную толщину коксового слоя, времена инертного прогрева и нестационарного разложения. Недостатком предложенного подхода является отсутствие связи между рецептурным составом и параметрами покрытия. Одновременно значительность вклада кокса и его характеристик хорошо проявляется для материалов, подвергаемых высокоскоростному воздействию газового потока и, как следствие, эрозионному уносу коксового слоя. Для огнетеплозащитных покрытий, предназначенных для работы в условиях пожара [1,2], эрозионный унос маловероятен. В этом случае более существенен вклад в эффективность покрытия процессов, протекающих ниже температуры коксообразования.

Как следует из приведённого анализа, общепризнанные взгляды на структуры покрытия в период его работы, в настоящее время отсутствуют.

1 - Защищаемый объект; 5 - Пластичный слой (слой пиролиза);

2 - «Холодный» монолитный слой; 6 - Слой кокса;

3 - «Прогретый» монолитный слой; 7 - Вдув газов пиролиза;

4 - Предпиролизный слой; 8 - Профиль температуры. Рисунок 1.5 - Схема работы огнезащитных покрытий на основе эластомеров

Однако при любых условиях работы можно выделить основные факторы, оказывающие существенное влияние на эффективность защитного действия материала. К этим факторам относятся высокая температура, поток раскалённых газов и пламени, тепловые потоки, превосходящие температуру деструкции полимерного связующего, эрозионный унос продуктов пиролиза и кокса, время прогрева покрытия до опасной температуры защищаемой поверхности. В результате схема работы жертвенного покрытия [36,37] может быть представлена (рисунок 1.5) последовательностью времён прогрева, формирующихся под действием внешнего высокотемпературного теплового и пламенного потока слоёв монолитного эластомерного материала. В соответствии с рисунком, на наружную поверхность покрытия одновременно воздействуют тепловой поток и пламя. В этом случае следует ожидать быструю деструкцию наружного слоя, формирование кокса и накопление газообразных продуктов разложения. Газообразные продукты осуществляют «эффект вдува», способствуя снижению прямого пламенного воздействия на поверхность покрытия. В результате формируется «зона вдува» газообразных продуктов (слой 6), оказывающая влияние на продвижение и профиль изменения температуры внутри материала. Следующий слой покрытия связан с формированием кокса. Коксовый слой предотвращает прямое пламенное воздействия на внутренние слои материала и повышает его эффективность. При отсутствии эрозионного уноса высокая прочность коксового слоя не требуется. Под коксовым слоем формируется слой глубокой деструкции полимерного составляющего и ингредиентов. Следующим элементом, формирующимся структуру покрытия, является предпиролизный слой. Для него характерно сохранение полимера и появление в его матрице пористой фазы, существенно уменьшающей скорость прогрева композиции. Предпиролизному слою предшествует прогретый монолитный слой покрытия. Для этой фазы следует ожидать протекание процессов старения полимерного составляющего и начала температурной деградации материала.

Завершающей фазой является холодный монолитный слой, еще не подвергнутый действию температуры. Для обоснованного подбора ингредиентов целесообразно подробно рассмотреть особенности формирования и работы каждого слоя, что позволит повысить совокупную работоспособность всего покрытия.

1.2 Оценка вклада ингредиентов в эффективность работы каждого слоя покрытия

Поведение огнетеплозащитных материалов при воздействии пламени описывается сложными схемами, рассмотренными в предыдущем разделе. Разработка эффективного огнетеплозащитного покрытий на основе высокомолекулярных соединений предполагает решение многофакторной задачи, требующей сочетания рецептурных факторов при подборе ингредиентов, и обеспечения способов повышения эффективности за счёт формирования защитных слоёв в режиме горения и деградации покрытия. Традиционным подходом к созданию огнетеплозащитного материала является его модификация и оценка свойств в режиме горения. При этом, как правило, не рассматривается влияние модификатора на эффективность каждого из слоёв, образующихся (рисунок 1.5) при эксплуатации покрытия. Для получения обобщенной картины влияния ингредиентов следует учитывать особенности механизма их работы в покрытии, физические, физико-химические и химические процессы, протекающие в материале при высоких температурах при их участии, влияние ингредиентов на эффективность каждого слоя покрытия. Также следует учесть влияние природы ингредиентов и полимерного связующего на факторы разрушения и эффективность тепловой защиты в условиях эксплуатации, определить технологические и технические свойства теплозащитного материала. В результате следует провести более детальную оценку вкладов ингредиентов на способы повышения эффективности покрытий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ву Мань Хунг, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Осадчий А., Катастрофа в Мексиканском заливе / А. Осадчий // Наука и жизнь. - 2010. - № 10. - С. 46-50. - Режим доступа: URL: https: //www.nkj .ru/archive/articles/18744/

2. Обеспечение пожарной безопасности морских стационарных нефтегазодобывающих платформ / Д. М. Гордиенко, А. Ю. Лагозин, А. В. Мордвинова [и др.] // Научно-технический сборник: Вести газовой науки. -2019. - № 2(39). - С. 136-142.

3. Пожарная безопасность морских стационарных платформ для добычи нефти и газа на континентальном шельфе /Д.М. Гордиенко [и др.] // Инженерная защита. - 2015. - № 4. - С. 64 - 70.

4. Trelleborg offers new compounds, e-learning tool // Rubber News URL: https://www.rubbernews.com/article/20170605/NEWS/170609982/trelleborg-offers-new-compounds-e-learning-tool (дата обращения: 25.12.2023).

5. Кодолов В.И., Замедлители горения полимерных материалов. Химия, Москва, 1980. 274 с.

6. Халтуринский Н.А., Горение полимеров и механизм действия антипиренов / Н. А. Халтуринский, Т. В. Попова, А. А. Берлин // Успехи химии. - 1984. - Т53 (2). с326-346.

7. Машляковский Л.Н., Лыков А.Д., Репкин В.Ю. Органические покрытия пониженной горючести.-Л.: Химия,1989,-184с.

8. Заиков Г.Е., Горение, деструкция и стабилизация полимеров (Под. ред.)// СПб.: Научные основы и технологии, 2008. - 422c.

9. Плотникова Р.Н., Оценка термоокислительной стабильности галогенсодержащего пластификатора-антипирена / Р. Н. Плотникова, Л. В. Попова, Л. Н. Студеникина // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2023. - Т. 66, № 5. - С. 102-109. - DOI 10.6060/ivkkt.20236605.6790

10. Ушмарин Н.Ф., [и др.] Разработка огнестойких резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков с применением комбинации антипиренов / Н.Ф. Ушмарин, Н.Н. Петрова, С.И. Сандалов, Н.П. Петрова, Н.И. Кольцов // Каучук и резина. 2012. № 1. С. 28-31.

11. Патент № 2692316 C1 Российская Федерация, МПК C08L 11/00, C08L 9/02, C08K 3/04. Огнестойкая резиновая смесь с улучшенными антифрикционными свойствами : № 2018122553 : заявл. 20.06.2018 : опубл. 24.06.2019 / Е. П. Целых, В. И. Малютин, С. Я. Ходакова [и др.] ; заявитель Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (ФГУП "ФНПЦ "Прогресс").

12. Патент № 2490287 C2 Российская Федерация, МПК C08K 5/00, C08K 5/3492, C09K 21/00. Огнестойкий полимерный материал : № 2010107383/05 : заявл. 25.07.2008 : опубл. 20.08.2013 / Т. Футтерер, Х. Д. Нэгерль, В. М. Фибла, З. Менгель ; заявитель ХЕМИШЕ ФАБРИК БУДЕНХАЙМ КГ.

13. Патент № 2825383 C1 Российская Федерация, МПК C08L 33/02, C09D 5/18, C08K 3/04. Композиция для получения огнезащитных покрытий : № 2024115798 : заявл. 07.06.2024 : опубл. 26.08.2024 / В. Е. Старожилов ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Генерирующий Конверсионный холдинг".

14. Патент № 2756360 C1 Российская Федерация, МПК C08K 5/5399, C08L 63/00. Антипирен-катализатор для получения полимерных материалов на основе полибензоксазинов, композиции с его использованием : № 2020142538 : заявл. 23.12.2020 : опубл. 29.09.2021 / И. С. Сиротин, И. Ю. Горбунова, Д. В. Онучин [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева".

15. Patent № US3956236A United States, C08K5/0066. Synergistic compositions for increasing flame resistance of polymers: publ. 11.05.1976 / B.

Gilleo Francis, B. Gilleo Kenneth. - 7p.

16. Патент № 2487902 C2 Российская Федерация, МПК C08K 5/00, C09K 21/04, C09K 21/10. безгалогеновый антипирен : № 2010107372/05 : заявл. 25.07.2008 : опубл. 20.07.2013 / Т. Футтерер, Х. Д. Нэгерль, В. М. Фибла, З. Менгель ; заявитель ХЕМИШЕ ФАБРИК БУДЕНХАЙМ КГ.

17. Патент № 2387693 C1 Российская Федерация, МПК C09K 21/14, C09D 5/18, C09D 163/00. Состав для получения огнезащитного покрытия : № 2008132986/04 : заявл. 13.08.2008 : опубл. 27.04.2010 / И. А. Годунов, Н. Г. Кузнецов, В. Н. Овчинников, В. В. Авдеев ; заявитель Закрытое акционерное общество "УНИХИМТЕК" (ЗАО "УНИХИМТЕК").

18. Mehmet Dogan, Sengul Dilem Dogan, Lemiye Atabek Savas et al. Flame retardant effect of boron compounds in polymeric materials // Composites Part B: Engineering, Volume 222, 2021, ISSN 1359-8368. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109088.

19. Kelvin K. Shen, Review of Recent Advances on the Use of Boron-based Flame Retardants. Chapter 11. // Polymer Green Flame Retardants, Elsevier. 2014. P.367. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53808-6.00011-1.

20. Jian Liu, Peng Qi, Dan Meng et al. Eco-friendly flame retardant and smoke suppression coating containing boron compounds and phytic acids for nylon/cotton blend fabrics // Industrial Crops and Products, Volume 186, 2022. ISSN 0926-6690, https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115239.

21. Берлин А.А., Горение полимеров и полимерные материалы пониженной горючести // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9. С. 57 - 63.

22. Каблов В.Ф., Основные способы и механизмы повышения огнетеплозащитной стойкости материалов / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, В.Г. Кочетков, А.Г. // Известия ВолгГТУ Сер. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов. - Волгоград, 2016. - № 4 (183). - C. 46-60.

23. Каблов В.Ф., Огнетеплозащитные полимерные материалы с

функционально-активными компонентами (часть 1): монография / В.Ф. Каблов, Н.А. Кейбал, О.М. Новопольцева; ВПИ (филиал) ВолгГТУ — Волгоград, 2016. - 209 с.

24. Каблов В.Ф., Разработка и исследование полимерных материалов с функционально-активными компонентами / В. Ф. Каблов // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2017. - № 3(198). - С. 7-28.

25. Ладыгина И.Р., Современные огнезащитные материалы для использования на объектах промышленного назначения / И. Р. Ладыгина, И. В. Сиротов // Химическая техника. - 2015. - № 11. - С. 38.

26. Виды огнезащитных покрытий // Неокрил URL: https://neokril.ru/stati/vidyi-ognezashhitnyix-pokryitij/ (дата обращения: 21.09.2022).

27. Перспективы создания высокоэффективной огнезащиты судовых конструкций с применением терморасширяющихся составов нового поколения / Ю. М. Халиуллин, О. В. Хинская, Н. П. Маслова [и др.] // Судостроение. - 2005. - № 4(761). - С. 64-67.

28. Малышев С.Ю., Разработка огне-, теплозащитных материалов на основе этиленпропиленового каучука с полифункциональными эндотермическими компонентами. Автореф.диссертации канд.техн.наук. -Волгоград, 1991. 24с.

29. Миронов В.В., Экспериментальное исследование прочности резиноподобной коксующейся теплозащиты / В. В. Миронов, М. А. Толкач, В. В. Тлевцежев // Теплофизика высоких температур. - 2022. - Т. 60, № 4. - С. 575-583. - DOI 10.31857/S0040364422030140.

30. Кузнецов Г. В., Рудзинский В. П., Высокотемпературный тепломассоперенос в слое кокса теплозащитных материалов // Теплофизика высоких температур. - 2000. - Т. 38, № 4. - С. 654-660.

31. Семенова С.Н., Этиленпропилендиеновый каучук и его применение

в резинотехнических материалах специального назначения (обзор) / С.Н. Семенова, А.М. Чайкун, Р.Р. Сулейманов. // Авиационные материалы и технологии. - 2019. №3 (56). - С. 23.

32. Fire Retardancy of Polymers: New Strategies and Mechanisms/ Ed. by T. Richard Hull and Baljinder K. Kandola // Royal Society of Chemistry: Thomas Graham House,Cambridge, 2009. 454 p.

33. Горение полимеров и материалы, понижающие их горючесть http://polikonta.by/index.php?mod=look_items_more&id_item=175&id_cat_prec= 36&cat_part=1

34. Иличкин В.С., Васильев В. Г., Смирнов В: Л., Комова М.А. Полимерные материалы с пониженной горючестью. // Тезисы докладов 4 международной конференции.-Волгоград, 2000.-С.84-85.

35. Белов В.П., Тепловая защита элементов конструкции ракетных двигателей на твёрдом топливе : учебное пособие / В. П. Белов. — Санкт-Петербург : БГТУ "Военмех" им. Д.Ф. Устинова, 2010. — 51 с. — ISBN 9785-85546-505-1. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://elanbook.com/book/64100

36. Гайдадин А.Н., Порообразование в пространственно сшитых эластомерах, подвергающихся высокотемпературному воздействию / А.Н. Гайдадин, И.П. Петрюк, В.Ф. Каблов // Каучук и резина. - 2008. - №2 1.- C. 7-10.

37. Гаращенко А.Н., Определение свойств резиноподобных ТЗП, необходимых для проведения математического моделирования их работы / А.Н. Гаращенко, В.Ф. Каблов, А.Н. Гайдадин // Вопросы оборонной техники. Серия 15. Композиционные неметаллические материалы в машиностроении. - 2010. - Вып. 4. - C. 47-52.

38. Панкратов Б.М., Полежаев Ю.В., Рудько А.К. Взаимодействие материалов с газовыми потоками.-М.: Машиностроение,1975.-224с.

39. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. -М.: Энергия,1976. -392с.

40. Горение твердых топлив при обдуве высокоскоростным газовым потоком (обзор) / В. А. Архипов, В. Е. Зарко, И. К. Жарова [и др.] // Физика горения и взрыва. - 2016. - Т. 52, № 5. - С. 3-22. - DOI 10.15372/FGV20160501

41. Волчков Э.П., Лукашов В.В., Терехов В.В., Об условиях срыва пламени в пограничном слое со вдувом и горением водорода - Режим доступа: http://www.itmo.by/conferences/abstracts/mif-14/Section_5/5-54.pdf

42. Патент № US4425465A United States, C09K3/10. Aqueous coating compositions : publ. 10.01.1994 / John C. Padget, Kevin T. McAloon, Anthony J. Burgess. - 7p.

43. Патент № 2403934 C1 Российская Федерация, МПК A62D 1/00. Огнегасящий состав и способ его получения : № 2009113724/12 : заявл. 14.04.2009 : опубл. 20.11.2010 / В. В. Серегин, И. В. Близнец ; заявитель Закрытое акционерное общество "ПироХимика".

44. Одинцова О. И. , Перспективные технологии огнезащитной отделки текстильных материалов / О. И. Одинцова, А. С. Федоринов, К. А. Ерзунов // Актуальные вопросы совершенствования инженерных систем обеспечения пожарной безопасности объектов : Сборник материалов IX Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию образования гражданской обороны, Иваново, 19 апреля 2022 года. - Иваново: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановская пожарно-спасательная академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий», 2022. - С. 269-273.

45. ПироПластина Ф-65 // Российские противопожарные системы URL: https://rosfiresystem.ru/magazin-2/product/piroplastina-f-65 (дата обращения: 15.05.2023).

46. Гайдадин А.Н., Дисс. канд. техн. наук, Волгоградский

государственный технический университет, Волгоград, 1995. 157 с.

47. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров.-М.: Наука,1980.-504с.

48. Исследование процессов порообразования и вспучивания эластомерных ТЗМ при температурах ниже температуры начала их термического разложения / В.Ф. Каблов, А.Н. Гаращенко, А.Н. Гайдадин, В.Л. Страхов, В.С. Кулямин // Вопросы оборонной техники. Сер.15. - 2000. -Вып.1. - 31-35.

49. Гайдадин А.Н., Особенности механического поведения резин на основе СКЭПТ при температурах начала деструкции / А.Н. Гайдадин, В.Ф. Каблов // Каучук и резина. - 2000. - N3. - 15-17.

50. Особенности поведения эластомеров при высокотемпературном воздействии / А.Н. Гайдадин, И.П. Петрюк, Ж.Н. Малышева, В.Ф. Каблов // Каучук и резина. - 2002. - №4. - 2-3.

51. Каблов В.Ф., Особенности поведения эластомеров в условиях воздействия пламени / В.Ф. Каблов, А.Н. Гайдадин // Бутлеровские сообщения. - 2006. - 8, №1-3(1). - 46-49.

52. Гайдадин А.Н., Влияние порообразования на теплофизические характеристики резин, предназначенных для защиты от воздействия пламени / А.Н. Гайдадин, В.Ф. Каблов, И.П. Петрюк // Вестник Казанского технологического уни-верситета. - 2015. - Т. 18, № 3. - 141-143.

53. Большой справочник резинщика, Часть 1, Каучуки и ингредиенты, Резниченко С.В., Морозов Ю.Л., 2012

54. Marl, S.; Giesen, R.-U.; Heim, H.-P. Liquid Silicone Rubber Foamed with Thermoplastic Expandable Microspheres. Materials 2022, 15, 3779.

55. Marl S., Hartung M., Giesen R.U., Heim H.P., Flexible Foams made of LSR and Expandable Microspheres // University of Kassel. 2023. P1-4, DOI: 10.17170/kobra-202204266098

56. Hofmann T., Giesen R.-U., Heim H.-P., High Consistency Silicone

Rubber Foams. Polymers 2024, 16, 1181. https://doi.org/10.3390/polym16091181

57. Frohberg R., Wiesel Clemens Thorben, Leuchtenberger Lisa, et al. Investigation of the Foam Density Development of EPDM Rubber Foam using Thermoplastic Expandable Microspheres // KGK. 2024. Vol 77(2), p60-64.

58. Patent US20210230406A1 United States, C08L15/02. Expandable thermoplastic microsphere doped tire innerliner: № 3491193/23-04: applic. 05.02.2019: publ. 29.07.2021/ Xin Jin, Michael B. Rodgers, Peite Bao, Shanawas Ck, Babu Shanmugasundaram. -23p.

59. Patent US4108806A United States, C08J9/32. Thermoplastic expandable microsphere process and product / № US05/427,298: applic. 21.12.1973: publ. 22.08.1995/ William E. Cohrs, Roland E. Gunderman. -5p.

60. Patent US11746205B2 United States, C08J9/20. Heat-expandable microspheres, process for producing the same, and application thereof: № US16/966,297: applic. 16.01.2019: publ. 05.09.2023/ Naoya Tayagaki, Katsushi Miki. -29p.

61. Patent EP3678768B1 Euro Patent, C08J9/20. Thermally expandable microspheres from bio-based monomers: № EP18765839.8A: applic. 04.09.2018: publ. 14.07.2021/ Ove Nordin, Magnus Jonsson. -17p.

62. Patent SE2450866A1 Sweden, C08J9/32. Heat-expandable microspheres and use thereof: № SE2450866A: applic. 20.02.2023: publ. 26.08.2024/ Jun Takeuchi, Naoya Shimizu, Tomoya Uda. - 5p

63. Patent CN111315473B China, B01J13/14. Thermally expandable microspheres from bio-based monomers: № CN201880072366.6A: applic. 20.11.2018: publ. 11.01.2022/ O. Nordin, A. Ekmark, E. Watterson. - 14p.

64. Patent US20030008932A1 United States, B01J13/02. Expandable polymeric microspheres, their preparation and use: № US10/235,418: applic. 05.09.2002: publ. 09.01.2003/ David Soane, Michael Houston. - 16p

65. Robert Grace, Nouryon Begins Production of Expancel in Wisconsin // Plastics Eng. 2023. Режим доступа: URL:

https://www.plasticsengineering.org/2023/11/nouryon-begins-commercial-production-of-expandable-microspheres-in-wisconsin-002513/#!

66. Wei J. et al. Lightweight and Highly Compressible Expandable Polymer Microsphere/Silver Nanowire Composites for Wideband Electromagnetic Interference Shielding // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society, 2022. Т. 14, № 4. С. 5940-5950.

67. Sekisui's ADVANCELL EM is a functional microsphere that foams when mixed with resin and heated // SEKISUI CHEMICAL URL: https://www.sekisui.co.jp/cs/eng/products/1323372_33175.html (дата обращения: 22.09.2023).

68. Meghan E. Lamm, Kai Li, Jerald Atchley et al. Tailorable thermoplastic insulation foam composites enabled by porous-shell hollow glass spheres and expandable thermoplastic microspheres // Polymer, Volume 267, 2023. p125652. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2022.125652.

69. Advancell EM - Thermoplastic-expandable microspheres // SEKISUI CHEMICAL URL: https://www. sekisuichemical-hppc.com/en/products/detail/201/ (дата обращения: 22.02.2024).

70. Deli Yang, Yanxiang Wang, Yanqiu Feng et al. Effect of Monomer Composition on the Core-Shell Structure and Expansion Performance of Thermally Expandable Microspheres // J. Compos. Sci. 2025, 9(4), 163; https://doi.org/10.3390/jcs9040163

71. Кузьминский А.С., Седов В.В. Химические превращения эластомеров.-М.: Химия, -1984.-230с.

72. Федюкин Д.Л., Махлис Д.А. Технические и технологические свойства резин.-М.: Химия,1985.-240с.

73. Пиотровский К.Б., Тарасова З.Н. Старение и стабилизация синтетических каучуков и вулканизатов.-М.: Химия,1980.-264с

74. Блох Г. А., Органические ускорители вулканизации каучуков. -Л.: Химия, 1972.-560с.

75. Вулканизация эластомеров/ Под ред. Аллигера Г., Сьетуна И., -М.:Химия, 1967,-428с.

76. Гофманн В., Вулканизация и вулканизующие агенты.-Л.: Химия,1968,-464с.

77. Смирнова А.И., Жук Н.А. Функциональные материалы в производстве пластмасс: Стабилизаторы: учебное пособие/ВШТЭСПбГУПТД. - СПб., 2016. - 48 с.

78. Каблов В.Ф., Исследование влияния стабилизаторов различной природы на поведение эластомерных композиций при температурах интенсивного старения и пиролиза / В.Ф. Каблов, А.Н. Гайдадин // Бутлеровские сообщения. - 2007. - Т. 11, № 1-3 (3). - 50-53.

79. Влияние содержания кристаллизационной воды в наполнителе на огнезащитные характеристики эластомерной композиции / И.П. Петрюк, А.Н. Гайдадин, С.М. Москвичев, Н.Н. Литинская // Вестник Казанского гос. технологического ун-та. - 2015. - Т. 18, № 13. - 85-88.

80. Каблов В.Ф., Использование аминокислот в функционально-активных соединениях для повышения теплостойкости резин при температурах интенсивного старения / В.Ф. Каблов, А.Н. Гайдадин, И.П. Петрюк // Вестник технологического университета. - 2020. - Т. 23, № 2. - 54-58.

81. Применение реакционноспособных соединений для повышения теплостойкости резин при температурах интенсивного старения / В.Ф. Каблов, А.Н. Гайдадин, И.П. Петрюк, В.Г. Кочетков // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, № 24. - 169-172.

82. Шварц Е.М., Взаимодействие борной кислоты со спиртами и оксикислотами / Е.М. Шварц. - Рига: Зинатне, 1990. - 414с.

83. Сапелин А.Н., Теплоизоляционно-конструкционные композиты с применением алюмосиликатных микросфер: дис. ... к.т.н.: 05.23.05 -Строительные материалы и изделия. Москва. - 2014. 219с.

84. Tang X., Ivanov P., Müller A. Promising Thermal Insulation Silicone Rubber Composite Foams with High Expansion Ratios via Fluorosilicone Rubber Blending and Cell Structure Design // Ind. Eng. Chem. Res.—2025.—Vol. 64, No. 7.—P. 1210-1218 .

85. Liang J., Li H., Simulation of Heat Transfer in HGM-Filled Polypropylene Composites by FEM // Polym. Test.—2007; neperog. 2024.—Vol. 26, No. 3.—P. 310-319 .

86. Suwarno A., Tanaka Y, Müller F. Research on the Sound Insulation Performance of Composite Rubber Reinforced with Hollow Glass Microsphere Based on Acoustic Finite Element Simulation // Polymers.—2023.—Vol. 15, No.

3.—P. 112-123

87. Calovi F., Li X., Singh P. Mechanical and Thermal Insulation Properties of Hollow Glass Microspheres Coated with Al2O3 in Polyester-Based Composite Coatings // SSRN.—2024.—No. 4567.—P. 1-12

88. Hu L., Peng Q., Schmidt T., Enhanced Thermal Insulation of the HGM/Glass Fiber Fabric Textile Composite // Polymers.—2021.—Vol. 13, No.

4.—P. 310-322

89. Patent US12281194B2 United States, C08G59/4071. Environment-friendly and flame-retardant abradable seal coating material with ultra-low density and use method thereof: № US17/844,321: applic. 20.06.2022: publ. 22.04.2025/ Haixia Cui, Lei Chen, Yue Zhang, Yanping Wu, Hongxuan LI, Huidi ZHOU, Jianmin Chen. - 8p

90. Patent US20090221203A1 United States, C09D5/18. Compositions and methods for the protection of substrates from heat flux and fire: № US12/364,281: applic. 02.02.2009: publ. 03.09.2009/ Thomas Nosker, Jennifer K. Lynch, Mark N. Mazar, Patrick L. Nosker. - 14p

91. Patent CN114752232A China, C09C1/28. Elastomer-coated hollow glass bead and preparation method and application thereof: № CN202210421332.1A: applic. 21.04.2022: publ. 15.07.2022/ Cai Yaowu, Sun Xiaokang, Tao Xinliang, et al. - 12p.

92. Исследование эластомерных огнетеплозащитных материалов, содержащих микросферы, обработанные плазмой / В.Ф. Каблов, Н.А. Кейбал, В.Г. Кочетков, О.М. Новопольцева, Д.А. Крюкова, Д.А. Уржумов, В.П. Токарь // Клеи. Герметики. Технологии. - 2023. - № 10. - C. 17-21. - DOI: 10.31044/1813-7008-2021 -0-10-17-21.

93. Композиты на основе ABS-пластика, наполненные корундовыми микросферами / В.Ф. Каблов, В.Г. Кочетков, Н.А. Кейбал, О.М. Новопольцева, Д.О. Поздняков // Вестник машиностроения. - 2023. - Т. 102, № 2. - C. 149-152. - DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-2-149-152.

94. Влияние алюмосиликатных микросфер на адгезионные и теплозащитные свойства эластомерных материалов / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, Н.А. Кейбал, В.Г. Кочетков, А.И. Залыбина // Клеи. Герметики. Технологии. - 2021. - № 6. - C. 26-31. - DOI: 10.31044/1813-7008-2021-0-6-26-31.

95. Физико-механические, теплофизические и огнезащитные свойства эластомерных композиций на основе этиленпропиленового каучука, наполненных полыми алюмосиликатными микросферами / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, В.Г. Кочетков, В.В. Пудовкин // Журнал прикладной химии. -2017. - Т. 90, вып. 2. - C. 236-240.

96. Эластомерные теплозащитные материалы, содержащие алюмосиликатные микросферы / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, В.Г. Кочетков, А.Г. Лапина, В.В. Пудовкин // Вестник машиностроения. - 2017. -№ 9. - C. 72-73.

97. Эластомерные теплозащитные материалы, содержащие микросферы, модифицированные элементоорганическим модификатором / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, Н.А. Кейбал, В.Г. Кочетков, В.В. Пудовкин // Каучук и резина. - 2017. - Т. 76, № 4. - C. 244-247

98. Sangita Singh, P K Guchhait, N K Singha, and T K Chaki., EPDM Nanocomposites using Polyimide as Ablator: Morphology and Thermophysical Properties // American Journal of Macromolecular Science (2014). - Vol. 1. - No.

1. - pp. 1-16.

99. Заявка 2554114 (Франция) Изоляционные материалы, не содержащие асбеста, для внутренних стенок ракетных двигателей/ - Опубл. ВРЖХим, 1986, ЗУ83П

100. H Series Hollow glass microspheres // SINOSTEEL MAANSHAN NEW MATERIAL TECHNOLOGY URL: https://www.glass-bubble.com/category/H-Series-Hollow-glass-microspheres-7.html (дата обращения: 07.04.2022).

101. Стеклянные полые микросферы // ForeSphere URL: https://foresphere.com/catalog/steklyannye-mikrosfery/ (дата обращения: 07.09.2022).

102. 3M™ Полые Стеклянные Микросферы К15 mir3m.ru // Мир 3М URL: https://mir3m.ru/dobstroika/7000033742 (дата обращения: 10.09.2022).

103. ПСМ-37 // Стеклянная микросфера URL: https://microsphere.info/product/psm-37/#page-content (дата обращения:

10.09.2022).

104. Полимеры пониженной горючести на основе фосфорсодержащих метакрилатов / С. В. Борисов, М. А. Ваниев, А. Б. Кочнов [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия С. - 2024. - Т. 66, № 1. - С. 17-27. -DOI 10.31857/S2308114724010028.

105. Expancel® microspheres is a lightweight filler and blowing agent all in one // Nouryon URL: https://www.nouryon.com/products/expancel-microspheres/ (дата обращения: 09.12.2023).

106. Микросферы Expancel // Лега URL: https://lega-nn.ru/products/produkcziya-ooo-lega/mikrosferyi-expancel/ (дата обращения:

12.12.2023).

107. Фам Ким Дао, Влияние поли-n,n-диаллил-n,n-диметиламмонийхлорида на вулканизацию натурального каучука и его смеси с поливинилхлоридом / Фам Ким Дао, Горковенко Д.А., Гайдадин А.Н.,

Навроцкий В.А.// Известия ВолгГТУ Сер. Химия и технология полимерных материалов. - Волгоград, 2018. - № 4 (214). - C. 69-76

108. Догадкин Б. А., Донцов А. А., Шершнев В. А. Химия эластомеров. 2-ое изд., перераб. и доп.—М.: Химия, 1981, 376с

109. Фатнева А.Ю., Активаторы вулканизации каучуков со сниженным содержанием оксида цинка: дис. канд. техн. наук: 05.17.06 Технология и переработка полимеров и композитов / Фатнева Анастасия Юрьевна. -Воронеж, 2020. - 127 с.

110. Карманова О.В., Особенности формирования структуры вулканизатов / О. В. Карманова, В. В. Калмыков // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2006. - Т. 8, № 2. - С. 112-116.

111. Han S, Gu B, Kim S, et al. Effect of Sulfur Variation on the Vulcanizate Structure of Silica-Filled Styrene-Butadiene Rubber Compounds with a Sulfide-Silane Coupling Agent. Polymers (Basel). 2020 Nov 27;12(12):2815. doi: 10.3390/polym12122815.

112. Lijuan Chen, Zhixin Jia, Yuhan Tang, et al. Novel functional silica nanoparticles for rubber vulcanization and reinforcement, Composites Science and Technology, Volume 144, 2017, Pages 11-17, ISSN 0266-3538, https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2016.11.005.

113. Infrared Spectra and Binding Energies of Chemical Warfare Nerve Agent Simulants on the Surface of Amorphous Silica / A. R.Wilmsmeyer, W. O. Gordon, E. D. Davis, D.Troya, B. A. Mantooth, T. A. Lalain, J. R. Morris // The Journal of Physical Chemistry C. - 2013, 117(30), p15685-15697. doi:10.1021/jp404265s

114. Исследование теплозащитных материалов, содержащих микроволокнистый алюмосиликатный наполнитель / В.Ф. Каблов, О.М. Новопольцева, В.Г. Кочетков, Д.А. Крюкова, О.И. Чернова // Известия ВолгГТУ. Сер. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов. - Волгоград, 2017. - № 4 (199). - C. 102-105

115. Тарасевич Б.Н., ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. // МГУ - Москова. - 2012. - С. 55.

116. Наканиси К., Инфракрасные спектры и строение органических соединений. / пер. с англ. Н. Б. Куплетской // «Мир». - Москва. - 1965. - С. 220.

117. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике: Учебник для авиационных специальностей вузов / В. С. Авдуевский, Б. М. Галицейский, Г. А. Глебов и др.; Под общ. ред. В. С. Авдуевского, В. К. Кошкина. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1992. 528 с.

118. Donkers, Pim Sogutoglu, Leyla-Cann Huinink, et al. A review of salt hydrates for seasonal heat storage in domestic applications. Applied Energy. 2017. Volume 199, Pages 45-68, 10.1016/j.apenergy.2017.04.080.

119. Богданова В. В., Кобец О. И., Исследование влияния термических превращений компонентов вспениваемых композиций на их огнетермозащитные свойства // Горение и взрыв. - 2020. - Т. 13, № 4. - С. 108-115. DOI 0.30826/CE20130411.

120. Modesti M., Lorenzetti A, Simioni F, Camino G, Expandable graphite as an intumescent flame retardant in polyisocyanurate-polyurethane foams // Polymer Degradation and Stability. 2002. № 2 (77). C. 195-202.

121. Hejna A., Expandable graphite as intumescent flame retardant for polyurethane foams: Mini review and application guidelines // Environmental Chemistry and Safety. 2025. Т. 1, № 1. С. 9600003.

122. Гаращенко А.Н., Кузнецов Г.В., Ткачев А.И., Механизм высокотемпературного разрушения резиноподобных теплозащитных материалов в поле массовых сил // Теплофизика высоких температур. -1995 -T 33 №3, c458-464.

Приложение

Приложение 1

УТВЕРЖ,

Генераль

¿0 „Ч&ЦУ

АКТ ИСПЫТАН1 ОПЫТНЫХ-ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБРАЗЦОВ ОТЗМ

на основе этиленпропилендиенового каучука СКЭПТ, содержащих функциональные модификаторы.

Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) 24 апреля 2025 на безвозмездной основе передал ООО «Интов-Эласт» шесть образцов композиций на основе этиленпропиленового каучука для оценки их огнетеплозащитных характеристик. Для испытаний представлен образец промышленного огнетеплозащитного материала (ОТЗМ) и пять экспериментальных образцов, разработанных в университете и изготовленных в промышленных условиях.

Упруго-прочностные свойства композиций определяли по ГОСТ 27075. Определение огнетеплозащитных характеристик проводились по методике № МТИ-12. Теплозащитные свойства композиций оценивали по времени прогрева образцов до температуры 100°С на необогреваемой (внутренняя сторона образца) поверхности при высокотемпературном нагреве обогреваемой (наружная сторона образца) поверхности. Источником нагрева выступала высокотемпературная газопламенная струя температурой 1200°С, генерируемая плазмотроном МиШр1аг 3500. Результаты испытаний приведены в таблице.

Наименование образца Время прогрева образцов до достижения температуры 100°С на необогреваемой поверхности, тт, с

Образец промышленного огнетеплозащитного материала 218

Экспериментальг-лй образец № 1 232

Экспериментальный образец № 2 228

Экспериментальный образец № 3 467

Экспериментальный образец № 4 281

Экспериментальный образец № 5 209

Результаты сравнения показателей показывают, что экспериментальные образцы № 1-4 по уровню огнетеплозащитных характеристик превосходят образец промышленного ОТЗМ. Они могут быть рекомендованы для изготовления перспективных огнетеплозащитных покрытий и монолитных жертвенных огнетеплозащитных изделий.

ООО «Интов-Эласт» рассматривает возможность применения разработанных композиций с повышенными огнетеплозащитными характеристиками для изготовления защитных манжет и зонтичных куполов надводного оборудования, наружных слоев трубопроводов транспортировки углеводородов плавучих нефтебуровых платформ и наземных сооружений добычи, транспортировки и первичной переработки жидких и газообразных углеводородов.

ВЫВОДЫ:

1. Образцы композиций, изготовленных в ВолгГТУ, по упруго-прочностным свойствам соответствуют промышленному образцу. По огнетеплозащитным характеристикам композиции превосходят образец промышленного ОТЗМ.

2. Образцы получены на основе отечественных ингредиентов, формирование из них защитных покрытий и выпуск жертвенных изделии проводится по технологиям изготовления РТИ.

3. ООО «Интов-Эласт» готов рассмотреть возможность использования разработанных в ВолгГТУ материалов для изготовления защитных элементов нефтебуровой техники.

от ВолгГТУ

Профессор кафедры «Химическая технология полимеров промышленная экология» В1 (филиал) ВолгГТУ), д.т.н.

Аспирант

Каблов В.Ф.

Доцент кафедры «Химия и технология переработки

переработки

Гайдадин А.Н.

эластомеров, к.т.н.

от ООО «Интов-Эласт» Главный технолог, к.т.н. Директор по научной работе, к.т.н.

Сафронов С.А.

Куцов Дм. А.