Россия
УДК 544.42 Формальная кинетика
Возможность возгорания полимерных материалов в условиях пожара зависит от их химической природы и кинетических параметров процесса термоокислительной деструкции в частности, полученных при исследовании материалов в условиях, максимально приближенных к условиям пожара. Изучена кинетика термоокислительной деструкции термопластичных полимеров с разной степенью кристалличности (полипропилен, сотовый поликарбонат, поливинилхлорид, пенополистирол, полиэтилентерефталат) с использованием метода динамической термогравиметрии при скорости нагрева 20 °К·мин‒1. Целью исследований являлась оценка возможности применимости метода Бройдо для определения кинетических параметров (энергия активации, предэкспоненциальный множитель, порядок реакции) процесса термоокислительной деструкции для дальнейшей диагностики их возгорания. Результаты исследований показали, что порядок реакций термоокислительной деструкции исследуемых полимеров равен или близок к единице. Для диагностики применимости метода Бройдо к описанию кинетики термоокислительной деструкции полимеров проведена проверка линейности графических зависимостей в заданных координатах. Доказана возможность и целесообразность применения метода Бройдо как простого и надежного при оценке кинетических параметров процесса термоокислительной деструкции полимеров.
термоокислительная деструкция, термопластичные полимеры, термогравиметрический анализ, энергия активации, вторичные очаги пожара
1. Беззапонная О.В., Макаркин С.В., Глухих П.А. Идентификация термопластичных полимеров методом синхронного термического анализа // Пожаровзрывобезопасность. 2024. Т. 33. № 1. С. 24–35.
2. Беззапонная О.В. Определение температуры самовоспламенения веществ и материалов методом синхронного термического анализа // Технологии техносферной безопасности. 2024. № 2 (104). С. 177–187.
3. Charde S., Sonawane S., Sonawane S. Degradation kinetics of polycarbonate composites // Chem. Biochem. Eng. Q. 2018. № 32 (2). Р. 151–165.
4. Predictions of polymer thermal degradation: relevance of selecting the proper kinetic model / P.E. Sánchez Jiménez [et al.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2021. № 147 (3). P. 1–7.
5. Characterisation of pyrolysis kinetics and detailed gas species formations of engineering polymers via reactive molecular dynamics / T.B.Yu. Chen [et al.] // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2021. Vol. 153. P. 104931.
6. Simple direct method to obtain kinetic parameters for polymer thermal decomposition /D. Lázaro [et al.] // Appl. Sci. 2021. № 11. P. 11300.
7. Лобова С.Ф., Принцева М.Ю. Оценка влияния исходных данных на результаты моделирования распространения горения при оценке эффективности работы автоматической установки пожарной сигнализации // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2019. № 3. С. 70–80.
8. Experimental and modelling studies on the kinetics and mechanisms of thermal degradation of polymethyl methacrylate in nitrogen and air / T. Fateh [et al.] // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2016. Vol. 120. P. 423–433.
9. Возможности методов термического анализа в применении к исследованию кинетики термического разложения полимеров / А.А. Коптелов [и др.] // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. Вып. 9. С. 1163–1169.
10. Broido A.A. Simple, sensitive graphical method of treating thermogravimetric analysis data // Journal of Polymer Science. 1969. Pt. A-2. Vol. 7. № 10. P. 1761–1773.
11. Галузо О.Г., Эксанова С.Ш. Долговечность изделий для инженерно-технических систем в строительстве // Журнал Механика и технология. 2022. № 1 (6). С. 203–207.
12. Новый подход к анализу инициированной термодеструкции поликарбоната /А.В. Куценова [и др.] // Химическая физика. 2020. Т. 39. № 12. С. 74–80.
13. Закономерности термоокислительной деструкции полистирольной теплоизоляции пониженной горючести / А.А. Кобелев [и др.] // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2018. № 2. С. 74–80.
14. Wellen R.M., Canedo E.L. On the Kissinger equation and the estimate of activation energies for non-isothermal cold crystallization of PET // Polymer Testing. 2014. № 40. P. 33–38.
