Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН
В.И. Таранов,
ООО «Апотекс»
О.В. Сачков,
ООО «Наукоемкие технологии»
Разработка и использование современных полимерных материалов должны предусматривать придание им специальных функциональных свойств — огнезащищенности, биоцидности, олеофобности. Особенно актуальна проблема снижения воспламеняемости, горючести полимеров и повышения их огнестойкости. Однако эффективных и экологически безопасных препаратов, которые обеспечивали бы получение материалов со свойствами огнезащиты, термостойкости, биоцидности и не меняли при этом исходные физико-механические параметры полимеров, почти не существует, хотя потребность в таких полимерных материалах постоянно возрастает.
На основе многоплановых исследований, проведенных в Институт химии растворов им. Г. А. Крестова РАН (ИХР РАН), были разработаны композиционные безгалогенные, бесформальдегидные замедлители горения (антипирены) под общим названием «Тезагран» (текстильный замедлитель горения Российской академии наук) и впоследствии на единой базовой основе — препараты для многофункциональной отделки, включающей огнебиозащищенность, гряземаслоотталкивание различных по природе текстильных и полимерных конструкционных материалов. В композиционные составы входит высокоэффективная антипирирующая синергетическая система на основе азотсодержащих фосфоновых соединений, интумесцентные добавки, увеличивающие степень коксования при термическом воздействии, активные биодобавки, катализаторы целенаправленного действия, а также в некоторых случаях наноструктурирующая система.
Научной основой создаваемых препаратов и технологий их применения являются результаты изучения сущности процессов термолиза, карбонизации полимерных материалов, химических превращений функциональных групп. Были проведены дериватографические исследования, определена коксообразующая способность основных компонентов, их антибактериальные свойства. Применение разработанных составов позволяет получить уникальный комплекс важных эксплуатационных функциональных характеристик полимерсодержащих материалов.
Для композиционных составов разработан технологический процесс совмещенного крашения огне- и/или биозащитной отделки целлюлозосодержащих тканей, разработана безотходная технология одностадийного способа крашения и огнебиозащитной отделки льносодержащих технических тканей поверхностной плотностью до 600 г/м2.
В настоящее время указанные препараты выпускаются серийно ООО «Апотекс» и предназначены для огнебиозащитной, гряземаслоотталкивающей, а также полифункциональной комплексной отделки различных по природе текстильных полимерных материалов из натуральных и синтетических волокон (тканей, трикотажа, нетканых материалов изо льна, хлопка, полиэфира, полипропилена и их смесок).
Обрабатываемым высокоэффективными композиционными отделочными препаратами серии «Тезагран» волокнистым материалам придаются улучшенные огнезащитные свойства — кислородный индекс 37–41% в комплексе с маслонефтеотталкиванием и биоцидностью, повышенная термостойкость — устойчивость к прожиганию при t –800 °С льнохлопковой технической ткани с поверхностной плотностью 300–350 г/м2 составляет 100–120 сек, у тканей с поверхностной плотностью 450 и более г/м2 — 250–300 сек.
Спецодежда, изготовленная из обработанных тканей (костюмы, головные уборы), имеет высокую степень защиты от открытого пламени, брызг расплавленного металла, искр и продуктов горения при сварке, а также гигиеничность, антистатические свойства, комфорт при носке готовых изделий.
В настоящее время с использованием препаратов «Тезагран-Био» выпускаются промышленные партии огнебиозащищенных экологически безопасных нетканых материалов на основе льноволокна и синтетических полиэфирных волокон. Они могут быть использованы в качестве огнезащитных термостойких прокладок в конструкциях диванов, кресел и полок пассажирских вагонов, салонах самолетов и автомобилей (см. рис.), для изготовления фильтрующих элементов в системах кондиционирования на транспорте и пожароопасных производствах, в многослойных огнетеплозащитных костюмах для пожарных, сотрудников МЧС.
Композиционный огнебиозащищенный нетканый материал, дублированный слоем алюминиевой фольги, обеспечивает, высокую звукоизоляцию различных конструкций и кроме того, обладает радиоэкранирующими свойствами (см. таблицу 1).
В отличие от существующих аналогов, новые композиты обеспечивают коэффициент звукопоглощения на уровне 0,8–0,9 в широком диапазоне частот, соответствуют требованиям, предъявляемым к трудногорючим материалам.
Огнебиозащищенный нетканый материал НО–Л–1А обладает высоким уровнем светоотражающих и радиоэкранирующих свойств, паронепроницаемостью, минимальной гигроскопичностью и водопоглощением. При этом стоимость разработанных композитных текстильных материалов в сравнении с отечественными и импортными аналогами в 1,5–3 раза ниже. Объемные огнебиозащищенные нетканые материалы, изготавливаемые на основе низкономерного льноволокна, могут применяться как утеплители в стройиндустрии и на транспорте. У предлагаемых нетканых и композиционных материалов огнебиозащищенность повышена примерно в 1,4 раза по сравнению с существующими аналогами (например, с нетканым материалом «Огнетекс ф. Кадотекс»), при этом кислородный индекс составляет 37–41% против 27–28%, а коэффициент дымообразования снижается на 30–35%.
ИХР РАН, ООО «Апотекс» (г. Иваново) совместно с ООО «Наукоемкие технологии» (Москва) разработаны и выпускаются антипирирующие системы для фенолформальдегидных смол и конструкционных материалов. На их основе производятся сотовые трехслойные панели, обладающие малым весом, повышенными огнезащитными и прочностными характеристиками. Область применения таких материалов — вагоно- и судостроение, авиация, другие отрасли промышленности и строительства.
Все разработки защищены патентами РФ, отмечены золотыми медалями на Международных салонах инноваций и инвестиций в Брюсселе и Москве, а в 2013 году удостоены Гран-при III Московского салона инноваций и инвестиций.