Перспективным направлением в разработке антипиренов для пластических масс и композитов является создание экологически-безопасных биоантипиренов на основе природного возобновляемого сырья. В настоящей работе методом жидкофазного каталитического окисления были синтезированы растворы биоантипиренов из лигнинсодержащей биомассы. Нами установлено, что огнезащитный эффект природного биоантипирена реализуется посредством формирования при воздействии высоких температур или пламени вспененной коксовой структуры. Данная структура обеспечивает теплоизоляцию и создает барьер для диффузии как летучих продуктов пиролиза в зону горения, так и кислорода из окружающей среды к поверхности защищаемого материала. Полученный на предварительном этапе раствор биоантипирена был высушен на лабораторной дисковой распылительной установки в температурном диапазоне от 180оС до 90оС до твердого порошка бежевого цвета с размером частиц 50÷80 мкм, который использовался в качестве базового антипирена (А) в композициях с полиэфирной смолой. Настоящая работа посвящена анализу горючести полиэфирных композиций, разработанных с использованием полиэфирной смолы Полипол 3401(3403)-ТА и модифицированных биоантипиреном А, тригидратом алюминия и полифосфатом аммония (ПФА 201). Для исследования горючести образцов этих композиций, содержащих указанные добавки, был задействован масс-калориметр. Этот специализированный лабораторный прибор позволяет регистрировать скорость, с которой образцы теряют массу, что является прямым отражением скорости тепловыделения при воздействии различных внешних тепловых потоков, при этом не учитывая влияние ингибирования в газовой фазе. Дополнительно методом ДСК были изучены термические свойства композиций ПС, содержащий Al(OH)3. Анализ проводился с целью оценки влияния Аl(OH)3 на физическую структуру стеклообразной полиэфирной матрицы и теплостойкость материала. В результате проведенных термических исследований и испытаний на горючесть было установлено, что комплексное применение добавок тригидрата алюминия, полифосфата аммония и биоантипирена приводит к синергетическому эффекту ингибировании горючести ПС за счет термической стабилизации структуры пенококса в условиях горения ПС композиции.
A promising direction in the development of flame retardants for plastics and composites is the creation of environmentally friendly bio-fire retardants based on natural renewable raw materials. In this work, bioflame retardant solutions from lignin-containing biomass were synthesized by the method of liquid-phase catalytic oxidation. We have established that the fire-protective effect of natural flame retardant is realized by forming a foamed coke structure under the influence of high temperatures or flame. This structure provides thermal insulation and creates a barrier for the diffusion of both volatile pyrolysis products into the combustion zone and oxygen from the environment to the surface of the protected material. The bio-flame retardant solution obtained at the preliminary stage was dried on a laboratory disk spray unit in the temperature range from 180°C to 90°C to a solid beige powder with a particle size of 50-80 μm, which was used as a base flame retardant (A) in compositions with polyester resin. The present work is devoted to the analysis of flammability of polyester composites developed using the polyester resin Polipol 3401 (3403)-TA and modified with bio-antipyren A, aluminum trihydrate and ammonium polyphosphate (PFA 201). To study the flammability of samples of these composites containing the specified additives, a mass calorimeter was used. This specialized laboratory device allows recording the rate at which samples lose mass, which is a direct reflection of the rate of heat release under the influence of various external heat flows, without taking into account the effect of inhibition in the gas phase. In addition, the thermal properties of PE compositions containing Al(OH)3 were studied by the DSC method. The analysis was carried out to assess the effect of Al(OH)3 on the physical structure of the glassy polyester matrix and the heat resistance of the material. As a result of the thermal studies and flammability tests, it was established that the complex use of aluminum trihydrate, ammonium polyphosphate and bioflame retardant additives leads to a synergistic effect of inhibiting the flammability of PE due to thermal stabilization of the foam coke structure under the conditions of combustion of the PE composition.