Российские ученые предложили новый огнетеплозащитный материал из каучука
Новую рецептуру каучуковых огнетеплозащитных материалов (ОТЗМ) разработали ученые ВолгГТУ. По их словам, это позволяет улучшить технические характеристики ОТЗМ и повысить с их помощью безопасность на предприятиях. В вузе считают, что модификация позволяет изделиям дольше выдерживать критические температуры и препятствовать распространению огня при производственных авариях. Результаты исследования опубликованы в Molecules.
Огнетеплозащитные материалы используются для изоляции элементов промышленного оборудования и техники от воздействия сверхвысоких температур. Это особенно значимо в авиакосмической, морской, нефтегазовой промышленности, где часть производственного процесса происходит в экстремальных условиях, пояснили в Волгоградском государственном техническом университете (ВолгГТУ).
Так как ОТЗМ чаще всего взаимодействуют с огнем, их ценность определяется скоростью нагрева до критических температур, теплопроводимостью и прочностью. Из этих показателей складывается срок службы защитной оболочки. По словам исследователей вуза, разработанный ими состав огнетеплозащитных материалов на основе каучука позволил повысить все ключевые характеристики продукта и выдерживает температуры порядка 2500 градусов.«
"Результаты свидетельствуют об увеличении времени нагрева внутренней поверхности образца на 8–17% и снижении его линейной скорости горения на 6–17% по сравнению с известными аналогами. Стоит также отметить, что время прогрева до критических температур стало больше на четверть", — уточнил доцент кафедры химической технологии полимеров и промышленной экологии (ВТПЭ) Владимир Кочетков.
Эксперт обратил внимание, что добиться сбалансированного повышения характеристик позволило особое сочетание алюмосиликатных микросфер, углеродного микроволокна и элементоорганического модификатора. Полученные характеристики предполагают эффективное использование материалов в качестве покрытий для огнетеплозащиты камер сгорания, сопел ракетных двигателей, крышек газогенераторов и других схожих конструкций, добавили в вузе.
Установка для определения времени достижения критических температур разработанных огнетеплозащитных материалов
Вид образца ОТЗМ при высокотемпературном испытании
Микрофотография алюмосиликатных микросферУстановка для определения времени достижения критических температур разработанных огнетеплозащитных материаловВид образца ОТЗМ при высокотемпературном испытанииМикрофотография алюмосиликатных микросфер
«Зачастую значительное улучшение какого-либо одного параметра приводит к столь же значительному ухудшению остальных свойств материала. Поэтому решение этой проблемы лежит в области поиска оптимума между основными свойствами ОТЗМ», — пояснил Кочетков.
Также предложенный состав обеспечивает низкую температуропроводность материала. За счет этого его использование на предприятиях с высоким уровнем аварий или возгорания снижает риски возникновения чрезвычайных ситуаций.
В результате процессов карбонизации защищаемая поверхность покрывается низкотеплопроводным коксовым слоем, который препятствует дальнейшей деструкции как самого ОТЗМ, так и защищаемой поверхности.
«При действии огня на подобное оборудование быстрая карбонизация ОТЗМ способствует локализации пожара и препятствует его дальнейшему распространению. Такие свойства более всего востребованы для защиты газогенераторов или нефтедобывающего оборудования», — пояснил Кочетков.
Научный коллектив ВолгГТУ продолжает работу по синтезу новых модификаторов, усиливающих процессы коксообразования. Также исследователи ведут поиск новых компонентов, обеспечивающих равномерное распределение наполнителей по объему материала, добавили в вузе.
ВолгГТУ – участник программы государственной поддержки университетов РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».