ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Строительное материаловедение

Получение заливочных пенофенопластов пониженной токсичности

  • Нгуен Вьет Кыонг - Ханойский архитектурный институт
  • Сосновский Николай Юрьевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Янчук Валентин Петрович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Смирнова Анастасия Максимовна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Григорьева Лариса Станиславовна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2019.9.1132-1139
Страницы: 1132-1139
Введение. Газонаполненные полимеры являются высокоэффективными строительными теплоизоляционными материалами, в связи с чем, проведение исследований с целью развития технологий их создания — актуальная задача. Фенолформальдегидные пенопласты могут оказаться перспективным материалом, который обладает рядом значительных преимуществ, однако высокая токсичность выделяемых им соединений фенола и формальдегида служит существенным сдерживающим их применение фактором. Цель данного исследования — поиски путей снижения токсичности пенофенопластов. Рассмотрен метод использования катионов железа в качестве комплексо­образователя, связывающего фенол, при одновременном применении гексафторосиликата натрия с целью снижения материалоемкости. Материалы и методы. Исследования проведены на фенолформальдегидной смоле ФРВ-1А (ТУ 6-05-1104-78 «Смола фенолоформальдегидная вспенивающаяся марки ФРВ-1А») и отверждающем агенте ВАГ-3 (ТУ 6-55-1116-88 «Продукт ВАГ-3»). Количество свободных мономеров фенола определено методом газовой хроматографии в соответствии с ГОСТ 11235-2017 «Смолы фенолоформальдегидные. Методы определения свободного фенола». Испытания осуществлены с использованием хроматографа «Цвет-4». Испытания по определению кратности вспенивания проведены согласно ТУ 6-05-1104-78 «Смола фенолоформальдегидная вспенивающаяся марки ФРВ-1А». Плотность образцов замеряли исходя из соотношения масс образцов к их объему. Прочность определена при применении образцов размерами 50 × 50 × 50 мм при 10-процентном сжатии на испытательном прессе. Результаты. Проведенные исследования показали снижение содержания свободных мономеров фенола в образцах, модифицированных хлоридом железа (III), использование гексафторосиликата натрия позволяет значительно понизить плотность готового материала и, как следствие, понизить токсичность пенофенопласта на единицу массы материала. Выводы. Согласно полученным результатам, наиболее эффективным для детоксикации заливочного пенофенопласта было принято использование хлорида железа (III) в количестве 2 % от массы олигомера ФРВ-1А при добавлении 0,5 масс. % гексафторосиликата натрия. Использование данного метода модификации резольного фенолформальдегидного пенопласта в перспективе может позволить получать значительно более безопасный материал и расширить область его применения.
  • мономер;
  • фенол;
  • формальдегид;
  • пенопласт;
  • заливочный пенопласт;
  • пенофенопласт;
  • токсичность;
  • смола;
Литература
  1. Ушков В.А. Горючесть газонаполненных полимеров // Строительство: наука и образование. 2017. Т. 7. № 3 (24). С. 60–68. DOI: 10.22227/2305-5502.2017.3.5
  2. Ушков В.А., Сокорева Е.В., Славин А.М., Орлова А.М. Пожарная опасность резольных пенофенопластов и жестких пенополиуретанов // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 5. С. 65–68.
  3. Ушков В.А., Сокорева Е.В., Горюнова А.В., Демьяненко С.А. Пожарная опасность фосфорсодержащих жестких заливочных пенополиуретанов // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 12 (123). С. 1524–1532. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.12.1524-1532
  4. Xiao W., Huang Z., Ding J. The mechanical and thermal characteristics of phenolic foam reinforced with kaolin powder and glass fiber fabric // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 274. P. 012013. DOI: 10.1088/1757-899x/274/1/012013
  5. Ma Y., Wang J., Xu Y., Wang C., Chu F. Preparation and characterization of phenolic foams with eco-friendly halogen-free flame retardant // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2013. Vol. 114. Issue 3. Pp. 1143–1151. DOI: 10.1007/s10973-013-3180-6
  6. Deng D.Q., Xu L. Measurements of thermal expansion coefficient of phenolic foam at low temperatures // Cryogenics. 2003. Vol. 43. Issue 8. Pр. 465–468. DOI: 10.1016/S0011-2275(03)00122-X
  7. Tseng C.J., Kuo K.T. Thermal radiative properties of phenolic foam insulation // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2002. Vol. 72. Issue 4. Pp. 349–359. DOI: 10.1016/S0022-4073(01)00129-7
  8. Gao M., Wu W., Wang Y., Wang Y. Phenolic foam modified with dicyandiamide as toughening agent // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2016. Vol. 124. Issue 1. Pp. 189–195. DOI: 10.1007/s10973-015-5156-1
  9. Львов С.А., Филиппова В.В. Пенопласт пониженной токсичности. Методы снижения содержания свободного фенола в пенофенопластах // Дни студенческой науки : сб. док. науч.-техн. конф. по итогам науч.-исследов. работ студентов института строительства и архитектуры, Москва, 12–16 марта 2018 г. 2018. С. 1175–1177.
  10. Бруяко М.Г., Григорьева Л.С., Васильева М.А., Киселева О.В. Способы снижения содержания свободного фенола в пенофенопласте // Вестник МГСУ. 2012. Т. 7. № 12. С. 134–138. DOI: 10.22227/1997-0935.2012.12
  11. Мельников С.Ф., Ахмадиева Л.В., Моисеенко В.А., Шаповалов В.М. Экологические аспекты изготовления машиностроительных материалов на основе фенольных смол // Горная механика и машиностроение. 2012. № 2. С. 101–106.
  12. Бруяко М.Г. Эффективные теплоизоляционные материалы на основе модифицированных резольных пенофенопластов : автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2009. 19 с.
  13. Del Saz-Orozco B., Oliet M., Alonso M.V., Rojo E., Rodríguez F. Formulation optimization of unreinforced and lignin nanoparticle-reinforced phenolic foams using an analysis of variance approach // Composites Science and Technology. 2012. Vol. 72. Issue 6. Pp. 667–674. DOI: 10.1016/j.compscitech.2012.01.013
  14. Парахин И.В., Туманов А.С. Фенольно-каучуковый пенопласт марки ВПП-4 // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 1 (30). С. 42–46.
  15. Саматадзе А.И., Парахин И.В., Поросова Н.Ф., Туманов А.С. Выбор пластификатора для фенольно-каучукового пенопласта // Композиты и наноструктуры. 2014. Т. 6. № 2 (22). С. 117–124.
  16. Саматадзе А.И., Парахин И.В., Поросова Н.Ф., Туманов А.С. Получение фенольно-каучуковых пенопластов методом «бессерной» вулканизации // Авиационные материалы и технологии. 2013. № 3 (28). С. 49–52.
  17. Коваленко А.В., Тундайкин К.О., Парахин И.В., Лукина А.И. Фенолокаучуковые пенопласты, некоррозионно-активные к цветным металлам // Новости материаловедения. Наука и техника. 2017. № 3–4 (27). С. 5.
  18. Qian Xu, Rui Gong, Meng-ya Cui, Chuan Liu, Rui-hai Li. Preparation of high-strength microporous phenolic open-cell foams with physical foaming method // High Performance Polymers. 2015. Vol. 27. Issue 7. Pp. 852–867. DOI: 10.1177/0954008314564197
  19. Li Q., Chen L., Ding J., Zhang J., Li X., Zheng K. et al. Open-cell phenolic carbon foam and electromagnetic interference shielding properties // Carbon. 2016. Vol. 104. Pp. 90–105. DOI: 10.1016/j.carbon.2016.03.055
  20. Wang B., Li H.-J., Guo L.-J., Zhang Y.-L., Li Y.-Y., Xu J.-X. Preparation and properties of precursor of phenolic-based carbon foams // Guti Huojian Jishu. 2014. Vol. 37. No. 1. Pp. 113–117. DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2014.01.022
  21. Rangari V.K., Hassan T.A., Zhou Y., Mahfuz H., Jeelani S., Prorok B.C. Cloisite clay-infused phenolic foam nanocomposites // Journal of Applied Polymer Science. 2007. Vol. 103. Issue 1. Pp. 308–314. DOI: 10.1002/app.25287
СКАЧАТЬ (RUS)