Кремнийорганические соединения для огнезащиты тканей

Что такое кремнийорганические соединения?

Кремнийорганические соединения – это вещества, содержащие связи между атомами кремния и углерода. Они обладают уникальными свойствами, такими как высокая термостойкость, устойчивость к воздействию агрессивных сред и способность образовывать защитные пленки на поверхности материалов. Эти свойства делают их идеальными кандидатами для создания огнезащитных составов.

Кремнийорганические полимеры (иначе называемые силиконами) – это соединения, содержащие цепочку атомов –Si–O–Si–O–, модифицированную различными органическими группами. Продукты на основе силоксановых каучуков обеспечивают высокую термическую стойкость, атмосферостойкость, стойкость к действию кислорода и озона при повышенных температурах, радиационную стойкость, нетоксичность и биологическую инертность, хорошие изоляционные свойства. Серьезным преимуществом силоксановых эластомерных материалов является морозостойкость, а также способность длительно сохранять высокие эксплуатационные свойства при длительном воздействии агрессивных сред и высоких температур. Именно эти свойства вещества и вызвали научный интерес использования смолы в качестве компонента огнезащитного состава.

Диоксид кремния SiO₂ – высший, четырехвалентный кислотный оксид кремния. Он обладает идеальной устойчивостью к действию кислорода, различных кислот (при температуре плавления, равной 1600 ºС, растворяется плавиковой кислотой, щелочами). Диоксид кремния не растворяется водой, не проводит электрический ток. Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент. Но по мере исследований учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Принцип действия кремнийорганических огнезащитных составов

При воздействии высоких температур кремнийорганические покрытия начинают разлагаться, выделяя газообразные продукты, такие как диоксид кремния и воду. Этот процесс создает барьер, который препятствует проникновению кислорода к материалу и замедляет распространение пламени. Ткани, обработанные составами с добавлением кремнийорганических соединений, могут относиться к трудновоспламеняемым.

Преимущества огнезащитных составов с добавлением кремнийорганических соединений

Высокая эффективность: покрытия на основе кремнийорганических смол или диоксида кремния обеспечивают надежную защиту от огня даже при длительном воздействии высоких температур

Долговечность: покрытия устойчивы к износу и сохраняют свои свойства в течение длительного времени и после многократных стирок.

Экологичность: большинство кремнийорганических соединений являются экологически чистыми и не содержат токсичных веществ.

Вот несколько научных разработок в области создания материалов с пониженными показателями пожарной опасности при использовании соединений кремния:

1. RU 2203993 C1 «Огнестойкий текстильный материал». Получен огнестойкий текстильный материал, состоящий из тканевой основы и нанесенного на основу огнезащитного полимерного покрытия. В качестве тканевой основы он содержит капроновую ткань, а в качестве полимерного огнезащитного покрытия - отвержденное покрытие на основе низкомолекулярного силоксанового каучука толщиной 0,05-0,25 мм. Полученные материалы обладают значительной огнестойкостью и не загораются при выдержке в открытом пламени в течение 15-25 с.

2. RU 2394858 C1 «Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала». Получена композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала, включающая также этилсиликат-40 в качестве отвердителя и катализатор, который содержит олеиновую кислоту и окта(п-бромфенил)-тетраазапорфиринатокобальт. Заявленная композиция обладает высокой огнестойкостью материала - до 65 с.

3. RU 2605187C2 «Огнезащитный состав для тканей специального назначения типа молескин на основе Афламмита-SAP и диоксида кремния». Предложен способ нанесения коммерческого препарата «Афламмит-SAP» на молескин, альтернативный многостадийному, пожаровзрыво- и экологически опасному промышленному способу. В исследовании использовался препарат «Ковелос®», изготовленный на основе синтетического аморфного диоксида кремния (SiO₂). Обработанные составом образцы молескина выдерживают открытое пламя 20 с.

Текстильные материалы с огнезащитой на основе соединений кремния широко применяются для обивки сидений автомобилей, поездов и самолетов, для изготовления одежды специального назначения (боевая одежда пожарных, спецодежда работников химической, нефтехимической и и нефтеперерабатывающей промышленностей), для создания огнеустойчивых предметов интерьера (матрасов, ковров, обивки мебели и штор).

Кремнийорганические соединения представляют собой перспективное направление развития огнезащитных технологий. Их уникальные свойства позволяют создавать эффективные и долговечные покрытия, обеспечивающие высокий уровень пожарной безопасности. Применение таких составов способствует снижению риска пожаров и защите жизни и здоровья людей.

Источники:

1. https://www1.fips.ru/elektronnye-servisy/informatsionno-poiskovaya-sistema/