Огнестойкие полимеры. Чем обусловлена огнестойкость?

Не следует путать огнестойкость и термостойкость полимеров, так как взаимосвязь между этими двумя параметрами не всегда линейна. Устойчивость к высоким температурам еще не означает, что вещество не выделяет горючих газов и не поддерживает огонь. Более того: материалы с высокой температурой плавления иногда являются отличным топливом для огня, позволяя ему быстро распространяться при пожаре.

Как полимеры становятся огнестойкими?

Огнестойкость – это неподверженность материала горению. Существует два типа огнестойких полимеров:

• Самозатухающие – гаснут при удалении из огня, однако находясь в огне медленно тлеют.

• Негорючие – полностью не поддерживающие горение, однако могут накаливаться до высоких температур и при неблагоприятном стечении обстоятельств могут распространять огонь из-за разбрызгивания расплава.

Существует два подхода к модификации свойств полимеров для придания им огнестойкости: это изменение условий полимеризации для изменения структуры самого вещества либо введение специальных добавок и присадок. Вот распространенные на практике способы:

• Введение в состав антипиренов. Применяются инертные огнезащитные добавки, которые не изменяют химических свойств, но встраиваются в структуру, сдерживают процесс распространения пламени. Также могут использоваться активные добавки, которые модифицируют структуру вещества. Они более эффективны с точки зрения снижения горючести, но могут влиять на прочие физико-химические свойства материала.

• Изготовление композитных материалов с пониженной горючестью. Негорючим составом может покрываться поверхность изделия либо могут изготавливаться комбинированные многослойные решения.

• Повышение плотности кристаллической решетки. Чем плотнее упакованы молекулярные группы, чем выше процент кристалличности, тем менее он подвержен огню.

• Повышение термостойкости. Несмотря на имеющиеся исключения, для большинства полимеров повышение устойчивости к высоким температурам дает позитивный эффект с точки зрения огнестойкости.

Огнестойкие полимеры на практике

Широкое распространение получил огнестойкий полипропилен, причем в нескольких его модификациях:

• PPs – материал со введенным в состав антипиреном, за счет которого устойчивость к высоким температурам повышается до 200 °С, а при мгновенном кратковременном нагреве допускается температура до 250 °С.

•  ПП-FR-1 – огнеупорный материал, который благодаря модификации молекулярной структуре, введению в состав галогенов вообще не поддерживает горение, при этом теряет прочность и форму при температурах свыше 250 °С.

Применяются эти виды полимеров преимущественно для электротехнической промышленности, в качестве изоляционных материалов повышенной надежности. Также они применяются для изготовления емкостей и контейнеров, предназначенных для проведения высокотемпературных процессов (например, химических реакторов и гальванических ванн).