Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 83753 10.62980/2076-0655-2024-128-139 kufvdi ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА THERMAL STABILITY OF CASTING POLYISOCYANURATE FOAMS ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ЗАЛИВОЧНЫХ ПЕНОПОЛИИЗОЦИАНУРАТОВ Золотарев Михаил Евгеньевич Zolotarev Michail Evgenievich egaandmisha9@gmail.com Нагановский Юрий Кузьмич Naganovsky Yuri Kuzmich reut11731@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Ушков Валентин Анатольевич Ushkov Valentin Anatolyevich VA.ushkov@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation ФГБУ «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий Балашиха Россия All-Russian Research Institute for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters Balashikha Russian Federation ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва Россия National Research Moscow State University of Civil Engineering Moscow Russian Federation 03 07 2024 03 07 2024 31 2 128 139 20 05 2024 24 05 2024 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/83753/view

В современной строительной индустрии для повышения термического сопротивления конструкций и снижения тепловых потерь широко используют заливочные пенопласты на основе реакционноспособных олигомеров, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками. При этом, особое внимание уделяют применению пенополиизоциануратов (ПИР). Однако, в научно-технической литературе практически отсутствуют данные о влиянии состава пенополиизоциануратов на их термические свойства. Целью настоящей работы является установление влияния соотношения изоцианат/полиол, содержания модификатора (трихлорпропилфосфата) и кажущейся плотности пен на термические свойства заливочных ПИР. Термические свой-ства ПИР, при их нагревании в интервале температур 30-800 ⁰С в атмосфере азота и на воздухе, исследовали с помощью мультимодального термоаналитического комплекса DuPont-9900 (скорость нагрева 20°С/мин). Выявлено, что термоокислительное разложение пенополиизоциануратов является ярко выраженным, двухстадийным процессом, а деструкция ПИР в инертной сре-де (азоте) -одностадийным процессом, что свидетельствует о различных механизмах разложения пенопластов на воздухе и азоте. В результате экспериментальных исследований выявлено, что исследованные ПИР более устойчивы к термоокислительной деструкции чем к термической деструкции. Термические свойства указанных пенопластов зависят от соотношения изоцианат/полиол и содержания ТХПФ. Плотность пенополиизоциануратов незначительно влияет на их термостойкость. При оптимальном содержании исходных компонентов ПИР обладают более высокой термостойкостью по сравнению с жесткими пенополиуретанами (ППУ).

In the modern construction industry for increasing the thermal resistance of structures and reducing heat losses, casting foams based on reactive oligomers with high performance characteristics are widely used. At the same time, special attention is paid to the use of polyisocyanurate foams (PIR). However, in the scientific and technical literature there are practically no data on the influence of the composition of polyisocyanurate foams on their thermal properties. The purpose of this work is to determine the influence of isocyanate/polyol ratio, modifier content (trichloropropyl phosphate) and apparent density of foams on thermal properties of casting PIRs. The thermal properties of PIRs, when heated in the temperature range of 30-800 ⁰C in nitrogen atmosphere and in air, were investigated using a multimodal thermal analytical complex DuPont-9900 (heating rate 20°C/min). It is revealed that thermo-oxidative decomposition of polyisocyanurate foams is a pronounced, two-stage process, and the destruction of PIR in inert medium (nitrogen) is a one-stage process, which indicates different mechanisms of decomposition of foams in air and nitrogen. As a result of experimental studies, it was revealed that the investigated PIRs are more resistant to thermo-oxidative degradation than to thermal degradation. The thermal properties of the above foams depend on the isocyanate/polyol ratio and TCPP content. The density of polyisocyanurate foams insignificantly affects their thermal stability. At the optimal content of initial components PIRs have higher thermal resistance compared to rigid polyurethane foams (FPU).

 пенополиизоцианурат плотность потеря массы термическая и термоокислительная деструкция скорость разложения. polyisocyanurate foam density mass loss thermal and thermooxidative degradation decomposition rate Работа выполнена в НИУ МГСУ в рамках реализации Программы развития университета «ПРИОРИТЕТ 2030». Проект 3.1 «Научный прорыв в строительной отрасли – новые технологии, новые материалы, новые методы». The work was carried out at NIU MSCU within the framework of the University Development Program “PRIORITY 2030”. Project 3.1 “Scientific breakthrough in the construction industry - new technologies, new materials, new methods”.

Берлин А.А., Шутов Ф.А. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров. – М.: Химия, 1978. – 296 с. Berlin A.A., Shutov F.A. Penopolimery na osnove reakcionnosposobnyh oligomerov. – M.: Himiya, 1978. – 296 s. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров. – М.: Химия, 1980. – 503 с. Berlin A.A., Shutov F.A. Himiya i tehnologiya gazonapolnennyh vysokopolimerov. – M.: Himiya, 1980. – 503 s. Чистяков А.М. Легкие многослойные ограждающие конструкции. – М.: Стройиздат, 1987. – 144 с. Chistyakov A.M. Legkie mnogosloynye ograzhdayuschie konstrukcii. – M.: Stroyizdat, 1987. – 144 s. Клемпнер Д. Полимерные пены и технология их вспенивания: пер. с англ., под ред. А. М. Чеботаря. – СПб: Профессия, 2009. – 600 с. Klempner D. Polimernye peny i tehnologiya ih vspenivaniya: per. s angl., pod red. A. M. Chebotarya. – SPb: Professiya, 2009. – 600 s. Гурьев В.В., Никитин В.Н., Кофанов В.А. Учет особенностей ячеистой структуры при анализе расчетной теплопроводности газонаполненных полимерных материалов // Промышленное и гражданское стр-во. – 2018. - №9. – с. 98-104. Gur'ev V.V., Nikitin V.N., Kofanov V.A. Uchet osobennostey yacheistoy struktury pri analize raschetnoy teploprovodnosti gazonapolnennyh polimernyh materialov // Promyshlennoe i grazhdanskoe str-vo. – 2018. - №9. – s. 98-104. Гурьев В.В., Жуков А.Д., Еремеев В.Е., Жолудов В.С., Семенов В.С., Боброва Е.Ю. Тепловая изоляция в промышленности. Теория, материалы и системы изоляции. – М.: НИУ МГСУ, 2021. – 184 с. Gur'ev V.V., Zhukov A.D., Eremeev V.E., Zholudov V.S., Semenov V.S., Bobrova E.Yu. Teplovaya izolyaciya v promyshlennosti. Teoriya, materialy i sistemy izolyacii. – M.: NIU MGSU, 2021. – 184 s. Колосова А.С., Пикалов Е.С. Современные газонаполненные полимерные материалы и изделия //International journal of applied and fundamental research. – 2020/ - №10. – с. 54-67. Kolosova A.S., Pikalov E.S. Sovremennye gazonapolnennye polimernye materialy i izdeliya //International journal of applied and fundamental research. – 2020/ - №10. – s. 54-67. Аралов Е.С., Кулицкий Б.М., Бугаевский Д.О. Эффективность теплоизоляционных материалов, применяемых при строительстве наружных ограждающих конструкций // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. – 2021. - №4(25). – С. 26-31. Aralov E.S., Kulickiy B.M., Bugaevskiy D.O. Effektivnost' teploizolyacionnyh materialov, primenyaemyh pri stroitel'stve naruzhnyh ograzhdayuschih konstrukciy // Gradostroitel'stvo. Infrastruktura. Kommunikacii. – 2021. - №4(25). – S. 26-31. Серебрякова В.А. Сравнительный анализ теплоизоляционных материалов, используемых в гражданском строительстве // Высокие технологии в строительном комплексе. – 2019. – № 1. – С. 49–55. Serebryakova V.A. Sravnitel'nyy analiz teploizolyacionnyh materialov, ispol'zuemyh v grazhdanskom stroitel'stve // Vysokie tehnologii v stroitel'nom komplekse. – 2019. – № 1. – S. 49–55. Федосов С.В., Малбиев С.А., Кусенкова А.А. и др. Состояние и перспективы применения полимерных теплоизоляционных материалов в строительстве // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии. – 2018. – № 3. – С. 26–43. Fedosov S.V., Malbiev S.A., Kusenkova A.A. i dr. Sostoyanie i perspektivy primeneniya polimernyh teploizolyacionnyh materialov v stroitel'stve // Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta. Seriya: Materialy. Konstrukcii. Tehnologii. – 2018. – № 3. – S. 26–43. Сапрыкин Г.П., Максименко А.Т. Перспективы применения новых теплоизоляционных материалов в современном строительстве // Вестник СевКавГТИ. – 2009. – № 9. – С. 37–39. Saprykin G.P., Maksimenko A.T. Perspektivy primeneniya novyh teploizolyacionnyh materialov v sovremennom stroitel'stve // Vestnik SevKavGTI. – 2009. – № 9. – S. 37–39. Местников, А. Е. Прогнозирование структуры и свойств термореактивных пенопластов с использованием теории теплоустойчивости // Современные наукоемкие технологии. – 2020. – № 11-2. – С. 299-304. Mestnikov, A. E. Prognozirovanie struktury i svoystv termoreaktivnyh penoplastov s ispol'zovaniem teorii teploustoychivosti // Sovremennye naukoemkie tehnologii. – 2020. – № 11-2. – S. 299-304. Копылов И. А. PUR и PIR - новые для России теплоизоляционные материалы // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века – 2016. – №. 7-8. – С. 16-19. Kopylov I. A. PUR i PIR - novye dlya Rossii teploizolyacionnye materialy // Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tehnologii XXI veka – 2016. – №. 7-8. – S. 16-19. Глотова Ю.В. Изделия из пенополиизоцианурата в строительных системах // Бюллетень науки и практики. – 2016. - №4. – с. 82-85. Glotova Yu.V. Izdeliya iz penopoliizocianurata v stroitel'nyh sistemah // Byulleten' nauki i praktiki. – 2016. - №4. – s. 82-85. Сиренко В.С., Кандырин Л.Б., Суриков П.В. Моделирование термодеструкции полиуретанов и эпоксидной смолы в инертной атмосфере // Вопросы атомной науки и техники, Серия: ядерное приборостроение. - 2003. - Выпуск 1/20. - С. 1-8. Sirenko V.S., Kandyrin L.B., Surikov P.V. Modelirovanie termodestrukcii poliuretanov i epoksidnoy smoly v inertnoy atmosfere // Voprosy atomnoy nauki i tehniki, Seriya: yadernoe priborostroenie. - 2003. - Vypusk 1/20. - S. 1-8. Нестеров С.В., Бакирова И.Н., Самуилов Я.Д. Термическая и термоокислительная деструкция полиуретанов: механизмы протекания, факторы влияния и основные методы повышения термической стабильности. Обзор по материалам отечественных и зарубежных публикаций // Вестник Казанского технологического университета. - 2011. - №14. - С. 10-23. Nesterov S.V., Bakirova I.N., Samuilov Ya.D. Termicheskaya i termookislitel'naya destrukciya poliuretanov: mehanizmy protekaniya, faktory vliyaniya i osnovnye metody povysheniya termicheskoy stabil'nosti. Obzor po materialam otechestvennyh i zarubezhnyh publikaciy // Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. - 2011. - №14. - S. 10-23. Захарян Е.М., Максимов А.Л. Пиролиз полиуретанов. Особенности процесса и состав продуктов реакции (обзор) // Журнал прикладной химии. – 2022. – Том 95. – Выпуск 2. – С. 164-230. Zaharyan E.M., Maksimov A.L. Piroliz poliuretanov. Osobennosti processa i sostav produktov reakcii (obzor) // Zhurnal prikladnoy himii. – 2022. – Tom 95. – Vypusk 2. – S. 164-230. Мельников В.С., Кириллов С.В., Мельников М.В., Васильев В.Г., Ванин С.А., Потемкин С.А. Пожарно-структурная экспертиза повреждений теплоизоляционных материалов из минеральной ваты и пенополиизоцианурата // Интернет-журнал «Науковедение». – 2016. - Том 8. - №3. – с. 1-49. Mel'nikov V.S., Kirillov S.V., Mel'nikov M.V., Vasil'ev V.G., Vanin S.A., Potemkin S.A. Pozharno-strukturnaya ekspertiza povrezhdeniy teploizolyacionnyh materialov iz mineral'noy vaty i penopoliizocianurata // Internet-zhurnal «Naukovedenie». – 2016. - Tom 8. - №3. – s. 1-49.