Przeciwogniowe zabezpieczanie materiałów palnych

• Autorzy: Kozłowski R. M. , Wertejuk Z. , Muzyczek M.

Warianty tytułu

EN

Fire retardancy of flammable materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przeglądowym artykule podano informacje związane z przeciwogniowym zabezpieczeniem palnych materiałów, a zawłaszcza polimerów, kompozytów oraz materiałów włókienniczych [1,2]. Artykuł opisuje mechanizmy działania ognioochronnego najczęściej stosowanych środków uniepalniających, które to mechanizmy sklasyfikowano w czterech grupach. Mechanizmy te opierają się na zasadzie fizycznego rozcieńczania palnych gazów (tworzących płomień) niepalnymi gazami, przerywającymi wolnorodnikową reakcję łańcuchową zachodzącą w palnych gazach, chemicznego oddziaływania poprzez wbudowanie w strukturę polimeru niepalnych struktur, hamowania przenikania ciepła oraz jego odbijania, a także stosowania pęczniejących powłok ochronnych. Powszechnie stosowane środki uniepalniające to: trójtlenek glinu, tlenek magnezu, tlenki antymonu, związki chloru i bromu, melamina i jej pochodne, związki fosforowe, związki boru, grafit, grafen i nanorurki węglowe oraz glinokrzemiany. Główne dziedziny ich stosowania to tworzywa sztuczne, kompozyty, drewno i produkty drewnopochodne, papier, materiały włókiennicze, farby i lakiery, a także powłoki ognioochronne konstrukcji stołowych i drewnianych. Ostatnie, bardziej efektywne rozwiązania to środki ognioochronne w postaci nanocząstek, pozwalające na znaczne zmniejszenie ilości wprowadzanych środków ognioochronnych, nawet poniżej 3% wagowych. W większości krajów obowiązują określone regulacje prawne co do stosowania środków ognioochronnych, głównie z powodu ich toksycznych właściwości i problemów związanych z recyklingiem wyrobów, zawierających te środki. Skuteczność zabezpieczenia różnorodnych materiałów przed działaniem ognia, stosowanych w różnych dziedzinach działalności gospodarczej, badano zgodnie z normami ISO oraz normami krajowymi.

EN

The review article consist data connected with flame and fire retardancy of different materials, including polymers, composites, wood, and wooden products, fibres and textiles [1,2]. In paper are presented different mechanisms of flame retardancy, which is classified into 4 different groups. These mechanisms rely on: physical dilution of flammable gases, by inflammable gases, and braking the free-radical reaction of flame, chemical intrinsically built non-flammable structures in structure of polymers, insulation, and reflection of heat transfer, application of protective, especially intumescent coatings. Flame retardants, used and produced in global scale, generally are based on aluminium oxide, magnesium oxide, anti-mony oxide, chlorine and bromine compounds, melamine and their relatives, phosphorus compounds, boron compounds, graphite, graphen, carbon nano-tubes and aluminum silicates. The main area of their application are polymers and composites, wood and wooden products, paper, fibres and textiles, paints, and varnishes and fire retardant coatings e.g. intumescent also for steel and wood constructions. The nano-flame retardants, introduced recently allow for decreasing their dose, even below 3% of their mass. In the most of the world countries, in different area of economy, there are standards to obey, regarding using of flame retardants e.g. ISO standards and domestic in particular countries, mainly due to the existing problems with toxic properties of flame retardants and with recycling of products, which consist flame retardants.

Słowa kluczowe

PL

środki ognioochronne; mechanizmy działania ognioochronnego; uniepalnianie polimerów; powłoki pęczniejące; bariera ognioochronna; nano-środki ognioochronne

EN

fire retardants; mechanisms of flame retardancy; flame retardancy; intumescent coatings; fire barriers; nano-flame retardants

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 17, nr 2
• Strony: 7--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab.

Twórcy

autor

Kozłowski R. M.

• Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Oddział Elastomerów i Technologii Gumy w Piastowie

autor

Wertejuk Z.

• Instytut Włókien Naturalnych i Barwników w Poznaniu

autor

Muzyczek M.

• Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii

Bibliografia

• 1. Kozłowski R., Mieleniak B., Muzyczek M., Kubacki A.: Flexible Fire Barriers Based on Natural Nonwoven Textiles. Fire and Materials 2002, No. 6, p. 243 - 246.
• 2. Zaikov G.E., Lomakin S.M. Polymer flame retardancy a new approach. J. Appl. Polym. Sci. 1968 (5), 719- 725.
• 3. Lu Sy, Hamerton J. Recent development in the chemistry of halogen free flame retardant polymer. Prog. Polym. Sci. 2002, 27(8), 1661 -1712.
• 4. Levchik S.V., Weil Ed. Overview of recent developments in the flame retardancy of polycarbonates. Polym. Int. 2005. 54 (7), 981 - 998.
• 5. Kozłowski R., Muzyczek M., Mieleniak B. Upholstery fire Barriers based on Natural Fibres. Essential Result in Chemical Physics and Physical Chemistry. Nova Science Publishing NJ 2005, p. 87 - 97.
• 6. Yang B.N., Willkie C.A. The effect of clay on the thermal degradation of polyamide 6 in polyamide 6 / clay nanocomposites. Polymer 2005, 46 (10), 3264 - 3274.
• 7. Leszczyńska A., Njuguna J., Pielichowski K., Baneree J.R. Polymer/montmorillonite nanocomposites with improved thermal properties. Thermohim Acta 2007, 453(2), 75-96.
• 8. Ciesielski M., Diederichs J., Döring M., Schëfer A. - Advanced Flame Retardant Epoxy Resins for Composite Matarials, Fire and Polymers. Chapter 11, pp.174 -190, 2009, ACS Symp Series vol. 1013.
• 9. Kozłowski R., Muzyczek M. - Encyclopedia of Composites 2012, Ed. John Willey & Sons - Flame retardancy and protection agains biodeterioration of natural fibers
• 10. Kozłowski R. & a. - Thermal degradation and combustible behaviour polypropylene MWCNT Composites. Molecular Crystals & Liquid Crystals 2012.
• 11. Janowska G., Przygodzki Wł., Włochowicz A. Palność Polimerów i Materiałów Polimerowych - Wyd. Nauk. Tech. 2007, Warszawa.
• 12. Kozłowski R., Muzyczek M. - Improving the flame retardancy of natural fibres. Handbook of natural fibres, vol. 2, p. 30-59 - Ed. R. Kozłowski - Woodhead Publishing Series in Textiles 2012.
• 13. Kozłowski R., Wesołek D., Zaikov G.E., Pyrzyński K., Andrzejewska M. - Pęczniejący ognioodporny lakier do zabezpieczania drewna i tworzyw lignocelulozowych. VII Międzynarodowa Konferencja „Fire Safety of Construction Works" - Inst. Tech. Budowlanej, Warszawa, 6 - 8 listopada 2012.
• 14. Boelens Ch., Grabner R. - Melamine based flame retardants - A promising future - 10th Annual BCC Conference on Fleme Retardancy - Stanford 1999, USA.
• 15. Birbaum L.S., Bergman A. - Brominated and Chlorinated Flame retardants. The San Antonio Statesment A514 Environmental Health Perspectives - December 2010, vol. 118, No. 12