Zastosowanie silikonów w ochronie przeciwpożarowej

• Autorzy: Zielecka M.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.52.4.2018.1

Warianty tytułu

EN

The Application of Silicones in Fire Protection

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Cel: Omówienie możliwości zastosowania w ochronie przeciwpożarowej polimerów silikonowych jako materiałów o unikalnych właściwościach. Wprowadzenie: Szczególne właściwości polimerów silikonowych związane są z synergią odporności termicznej i właściwości powierzchni, co wynika z budowy chemicznej tych polimerów. W zakresie ochrony przeciwpożarowej przewaga silikonów nad polimerami organicznymi wiąże się głównie z ich dobrą odpornością i izolacją termiczną. Powszechnie wiadomo, że produkty z tworzyw sztucznych stosowane w wyposażeniu wnętrz są często pierwszym łatwopalnym materiałem. Ponadto, w przeciwieństwie do konwencjonalnych materiałów polimerowych gromadzących ładunki elektrostatyczne i stwarzających ryzyko eksplozji, silikony mają bardzo dobre właściwości antystatyczne. Silikony i hybrydowe materiały polimerowe zawierające krzem wyróżniają się wysoką jakością pośród innych materiałów polimerowych, ponieważ oferują najbardziej ekonomiczne rozwiązanie problemów związanych z powlekaniem, uszczelnianiem i ochroną. Metodologia: Przegląd został przygotowany na podstawie wybranej literatury. Omówiono wpływ budowy chemicznej silikonów na ich właściwości oraz możliwości zastosowań poszczególnych typów silikonów, takich jak silikonowe kauczuki ceramizujące, powłoki termoodporne, uszczelki pęczniejące. Szczególne wymagania są stawiane kablom, co jest ściśle związane z wejściem w życie nowej normy PN-EN 50575, w której szczegółowo określono wymagania dla przewodów elektrycznych jako wyrobów budowlanych. Nakłada ona na producentów kabli i przewodów obowiązek dostarczania informacji o klasie produktu, potwierdzonej testami przeprowadzonymi w niezależnym centrum badawczym. Ważnym zagadnieniem jest również prawidłowa ochrona konstrukcji stalowych, które wymagają odpowiednich zabezpieczeń przeciwpożarowych. Obecnie, w tym celu stosuje się farby pęczniejące tworzące piankę izolacyjną po ogrzaniu powyżej temperatury krytycznej. Wnioski: Na podstawie syntetycznego przeglądu dotyczącego zastosowania silikonów w ochronie przeciwpożarowej można stwierdzić, że polimery silikonowe mają bardzo duży potencjał szerszego wprowadzania wszędzie tam, gdzie wymagane są materiały o bardzo dobrej ognio- i termoodporności. Potrzeba sprostania rosnącym wymaganiom prawdopodobnie przyczyni się do dalszego rozszerzania ich zastosowania również w osobistym sprzęcie ochronnym, takim jak hełmy, maski i rękawice itp. używanym przez strażaków podczas akcji ratowniczo-gaśniczych.

EN

Aim: Presentation of the possibilities of using silicone polymers as materials with unique properties in fire protection. Introduction: In the field of fire protection, the predominance of silicones over organic polymers is mainly related to their good thermal insulation and resistance. It is common knowledge that plastic products used in interior furnishings are often the first to catch fire. Furthermore, in contrast to conventional polymeric materials accumulating electrostatic charges and posing a risk of explosion, silicones have very good antistatic properties. Silicones and silicon-containing hybrid polymeric materials are always located at the top of high performance polymeric materials since they offer the most economic solution to coating, sealing and protection problems. Methodology: The review was prepared on the basis of selected publications. It discusses the influence of the chemical structure of silicones on their properties and the possibility to apply specific types of silicones, such as silicone ceramics rubbers, heat-resistant coatings, intumescent gaskets. Special requirements are imposed on safe cables. This is closely connected with the entry into force of the new PN-EN 50575 standard, which specifies the requirements for electrical wires as construction products. It imposes on cable and wire manufacturers the obligation to provide information about product class, confirmed by tests carried out in an independent research centre. In recent years, there has been an intense development in the field of coatings and paints used to protect steel structures which do not have fire resistance and require protection by applying appropriate coatings or other construction solutions to ensure their safety during a fire. Currently, products used for this purpose include intumescent paint which, when heated above a critical temperature, swells to form insulation foam. Conclusions: Based on the synthetic review focused on the application of silicones in fire protection it can be stated that silicone polymers have a very large potential for wider introduction wherever materials with very good fire resistance and heat resistance are required. The need to meet the growing requirements will probably contribute to the further extension of their use also in personal protective equipment such as helmets, masks and gloves etc. used by firefighters during rescue and firefighting operations.

Słowa kluczowe

PL

silikony; ochrona przeciwpożarowa; powłoki pęczniejące; ceramizujące kauczuki silikonowe

EN

silicones; fire protection; intumescent coatings; ceramisable silicone rubber

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 52, iss. 4
• Strony: 10--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Zielecka M.

• Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy / Scientific and Research Centre for Fire Protection – National Research Institute

Bibliografia

• [1] Meals R.N., Lewis F.M., Silicones, Reinhold Publ., New York 1959.
• [2] Zielecka M., Bujnowska E., Suwala K., Wenda M., Sol-Gel-Derived Silicon-Containing Hybrids Chapter from the book Recent Applications in Sol-Gel Synthesis, (red.) U. Chandra, DOI: 10.5772/65824.
• [3] Bieliński D. M., Anyszka R., Silikonowe kompozyty ceramizujące chroniące przed działaniem ognia, w: Materiały polimerowe o obniżonej palności, B. Jurkowski, H. Rydarowski, Poznań 2012.
• [4] Rościszewski P., Zielecka M., Silikony. Właściwości i zastosowania, WNT 2002.
• [5] Mazur R., Guzewski P, Ocena stopnia bezpieczeństwa w aspekcie statystyk zdarzeń za lata 2000-2012. Analiza statystyczna przypuszczalnych przyczyn pożarów obiektów mieszkalnych w skali kraju i miasta, BITP Vol. 35 Issue 3, 2014, pp. 47–59.
• [6] Holborn P. G., Nolan P.F., Golt J., An analysis of fatal unintentional dwelling fires investigated by London Fire Brigade between 1996 and 2000, “Fire Safety Journal” 2003, 38(1) .
• [7] Passia H., Kędzierski P., Antystatyzacja tworzyw sztucznych w celu uniknięcia zagrożenia wybuchem, BiTP Vol. 38 Issue 2, 2015, pp. 45–51
• [8] Jianhua G., Xiwang Y., Xuming Ch., Xingrong Z., Improved antistatic properties and mechanism of silicone rubber/low-melting-point-alloy composites induced by high-temperature cyclic stretching, ”Journal of Alloys and Compounds” 2018, 739, 9–18, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.231.
• [9] Properties of Structured Polysiloxane-Polytetrafluoroethylene Coating Systems, Z. Dobkowski, M. Zielecka (red.) ICRI, 2001, 1–100.
• [10] Characteristic properties of Silicone Rubber Compounds, Shin-Etsu Silicone catalogue, https://www.shinetsusilicone-global.com/catalog/pdf/rubber_e.pdf [dostęp: 10.2019].
• [11] Hamdani S., Longuet C., Perrin D., Jose´-Marie Lopez-cuesta J-M., Ganachaud F., Flame retardancy of silicone-based materials, „Polymer Degradation and Stability” 2009, 94 (,465–495, doi:10.1016/j. polymdegradstab.2008.11.019.
• [12] Kartmann S., Koch F., Koltaya P., Zengerle R., Ernst A, Single-use capacitive pressure sensor employing radial expansion of a silicone tube, ”Sensors and Actuators A” 2016, 247, 656–662, http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2016.05.017.
• [13] Jianhua G., Xuming Ch., Yong Z., Improving the Mechanical and Electrical Properties of Ceramizable Silicone Rubber/Halloysite Composites and Their Ceramic Residues by Incorporation of Different Borates, ”Polymers 2018” 388, 10, doi:10.3390/polym10040388.
• [14] Patent PL/EP 2032655.
• [15] Hermansson A., Hjertberg T., Sultan B-A., The flame retardant mechanism of polyolefins modified with chalk and silicone elastomer, ”Fire Mater.” 2003, 27, 51–70.
• [16] Clerc L., Ferry L., Leroy E., Lopez-Cuesta J-M., Influence of talc physical properties on the fire retarding behaviour of poly(ethylene-vinyl acetate) copolymer/magnesium hydroxide/talc composites, ”Polym. Degr. Stabil.” 2005, 88(3), 504–511.
• [17] Dębska D, Fiertak M., Efektywność działania silikonowych powłok ogniochronnych, BiTP Vol. 37 Issue 1, 2015, pp. 45–55, DOI:10.12845/bitp.37.1.2015.4
• [18] Yakovchuk R.S., Veselivskiy R.B., Effectiveness Testing of Filled Silicon Organic Coatings for Concrete, BiTP Vol. 36 Issue 4, 2014, pp. 59–64, DOI:10.12845/bitp.36.4.2014.6.
• [19] Gardellea B., Duquesnea S., Rerate V., Bourbigota S., Thermal degradation and fire performance of intumescent silicone-based coatings, ”Polym. Adv. Technol.” 2013, 24 62–69, DOI: 10.1002/pat.3050.
• [20] Zhou W., Yang H., Guo X., Lu J., Thermal degradation behaviours of some branched and linear. Polysiloxanes, ”Polym. Degrad. Stab.” 2006, 91, 1471.
• [21] Puri R.G., Khanna A. S., Intumescent coatings: A review on recent progres, ”J. Coat. Technol. Res.”, 2017, 14 (1), 1–20, DOI 10.1007/s11998-016-9815-3.
• [22] Gardellea B., Duquesnea S., Vandereeckenb P., Bellayera S., Bourbigota S., Resistance to fire of intumescent silicone based coating: The role of organoclay, ”Progress in Organic Coatings” 2013, 76, 1633–1641, doi.org/10.1016/j.porgcoat.2013.07.011.
• [23] Sędłak B., Kinowski J., Sulik P., Miejsca krytyczne elementów próbnych przeszklonych ścian osłonowych pod względem izolacyjności ogniowej, BiTP Vol. 45 Issue 1, 2017, pp. 38–50, 10.12845/bitp.45.1.2017.3.
• [24] Sędłak B., Systemy przegród aluminiowo-szklanych o określonej klasie odporności ogniowej, „Świat Szkła” 2013, 18, 10, 30–33, 41.
• [25] Sędłak B. Bezszprosowe szklane ściany działowe o określonej klasie odporności ogniowej, „Świat Szkła”, 2014, nr 11, 24, 26, 28, 30.