Общая характеристика работы

ФИО
Начало обучения	2013
Конец обучения	2015
Тема магистерской диссертации
Разработка наноструктурированных покрытий для текстильных материалов специального назначения с пониженной пожарной опасностью
Руководитель
Автореферат
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. В настоящее время проблема огнезащитных текстильных материалов приобретает исключительное внимание исследователей, работающих в области создания новых типов замедлителей горения, внимание уделяется вопросам создания текстильных материалов, обладающих комплексом заданных свойств, которые необходимы для использования, как в быту, так и в специальных отраслях. Наиболее перспективным направлением  индивидуальной защиты человека является разработка «умных» текстильных материалов с огнезащитной отделкой. Существенным недостатком большинства промышленно выпускаемых текстильных материалов является их легкая воспламеняемость и горючесть. Несмотря на практическую ценность текстильных материалов, пожарная опасность сдерживает их использование в различных областях. Пожары, связанные с горением волокнистых полимерных материалов, приносят ежегодно миллиардные убытки и приводят к гибели людей. В связи с этим весьма актуальна разработка тканей, обладающих пониженной воспламеняемостью, горючестью и сохраняющих свои эксплуатационные свойства в течение длительного времени. Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является обоснование и разработка ресурсосберегающей технологии модификации текстильных материалов замедлителями горения  на основе жидких модифицированных низкомолекулярных силоксановых каучуков в сочетании  с модификаторами различной химической природы. Научно-практическая новизна и значимость полученных результатов заключается в обосновании научного подхода к созданию технологии заключительной огнезащитной отделки текстильного материала на основе СКТН (силоксановые каучуки технического назначения) с введением некоторых неорганических солей, наночастиц углерод, капсулированных хладонов для придания текстилю пониженной пожарной опасности. Впервые получены следующие научные результаты: – в условиях  проведенных лабораторных и научных экспериментов с участием широкого спектра компонентов, выявлены базовые композиции антипиренов; – определены оптимальные концентрации составляющих отделочных препаратов для огнезащитной отделки текстильных материалов; – показана возможность применения полученных композиций в качестве антипиренов для отделки  текстильных материалов специального назначения; – в соответствии данными ТГА установлено, что антипирены увеличивают выход угольного остатка и газообразных продуктов, а также уменьшают выход смол; – показано специфическое действие антипиренов состоящее в том, что в их присутствии на первых стадиях термообработки более интенсивно протекает дегидратация целлюлозы, вследствие чего подавляются реакции, приводящие к образованию смолообразных продуктов. Практическая значимость. Разработанные методики получения и нанесения огнестойких составов на основе модифицированных СКТН имеют большое практическое значение для  придания огнезащитной отделки тканям для  костюмов специального назначения. Разработка технологии создания огнезащитного текстиля нового поколения является перспективным для пошива одежды пожарной охраны, нефтегазовой, энергетической и металлургической промышленностей. Апробация результатов диссертации. Основные положения магистерской диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: - IX Региональная студенческая научная конференция с международным участием Фундаментальные Науки – Специалисту Нового Века; - «Молодые ученые-развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2013): Конференция аспирантов и студентов Иваново: ИГТА, 2013 - Дни науки-2013 «Фундаментальные науки - специалисту нового века»(22 апреля-24мая 2013г.); - Дни науки-2014 «Фундаментальные науки - специалисту нового века»(22 -24 апреля 2014г.); - Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2014); - Региональная студенческая научная конференция «Фундаментальные науки – специалисту нового века» (2014); - Региональная студенческая научная конференция «Фундаментальные науки – специалисту нового века» (2015); - Всероссийская научная конференции молодых ученых «Инновации молодежной науки» в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна (2015). Публикации. Основные результаты исследований, выполненных в рамках данной диссертационной работы, опубликованы в 1 статье и 8 тезисах Международных и Всероссийских конференций. Другие результаты - Диплом за  участие в конкурсе грантов студенческих научно-исследовательских работ на 2012/2013 учебный год, ИГХТУ. - Диплом за участие в межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности»(ПОИСК-2013). - Диплом за третье место на региональной научной конференции «ДНИ НАУКИ 2013» «Фундаментальные науки - специалисту нового века» в секции кафедры химической технологии волокнистых материалов(22 апреля - 24 мая 2013г.) - Победитель конкурса грантов для поддержки студенческих НИР на 2013-2014 учебный год (по направлению «Органические материалы и технология их получения, текстильная химия») - Диплом за активное участие в работе секции «Актуальные проблемы прикладной химии» межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной промышленного кластера»(ПОИСК-2014); Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 3 глав и заключения. Диссертация изложена на 79 страницах машинописного текста, библиография включает 62 наименований. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность исследования, показывается степень разработанности обозначенной проблемы, ставится цель, формулируются задачи, определяются методы исследования, раскрывается практическая значимость полученных результатов. В первой главемы проведен анализ литературы по исследуемой теме. Первый параграф литературного обзора  посвящен теоретическим аспектам снижения горючести текстильных материалов. Рассмотрены механизмы горения текстильных материалов, способы получения волокон и текстильных материалов с пониженной горючестью, а так же приведена классификацию веществам замедляющим горение материалов. Второй параграф первой главы подробно раскрывает технологию применения огнезащитных составов на текстильных материалах. Приведены примеры коммерческих огнезащитных композиций, применяющихся в текстильной отрасли такие как: AFLAMMIT, FLAMMENTIN и AFLAMMAN, их физические и химические свойства. Третий параграф литературного обзора демонстрирует возможности применения  полиорганосилоксанов для получения текстильных материалов с пониженной горючестью. Описано  подробное строение макромолекул полиорганосилоксанов, их физические и химические свойства. Дано теоретическое обоснование актуальности применения этого класса веществ для создания композиций огнезащитных составов. Приведены характеристики наиболее перспективных марок препаратов фирмы Dow Corning и их технологических характеристик. Заключительный четвертый параграф первой главы  посвящен методам испытания текстильных материалов и оценке эффективности огнезащиты. Для объективной оценки качества огнезащищенности текстильных материалов использованы следующие показатели: устойчивость к воздействию теплового потока по ИСО 6942,  температуропроводность при воздействии пламени по ИСО/ДИС, разрывная  нагрузка  и удлинение  при разрыве, качество огнезащиты, визуальный контроль (толщина материала; макроструктура: однородность, многослойность, наличие включений и другое), метод термического анализа. Во второй главе представлена экспериментальная  часть диссертации. В первом параграфе приведены характеристики объектов исследования: их физические и химические свойства. Второй параграф включает методики исследования и оценку эффективности использования огнезащитных композиций. Третья глава посвящена обсуждению результатов. В ней обосновывается выбор огнезащитной композиции оптимального технологического состава. Приводятся и описываются показатели ТГА. На основании полученных данных дается оценка технических показателей качества отделанных текстильных материалов. ВЫВОДЫ 1.Оценена возможность применения для огнезащитной отделки полиорганосилоксанов фирмы DowCorning. Показано возможность получения тканей пониженной пожарной опасности с использованием композиций  полиорганосилаксанов с модификаторами различной природы. 2.Определены оптимальные концентрации составляющих отделочных композиций. Комплексный анализ полученных результатов позволяет рекомендовать композицию полиорганосилоксанов, включающую мелкодисперсный углерод и капсулированный хладон, для придания огнезащитных свойств хлопчатобумажным и хлопкополиэфирным текстильным материалам. 3.В соответствии данными ТГА установлено, что антипирены увеличивают выход угольного остатка и газообразных продуктов, а также уменьшают выход смол. Специфическое действие антипиренов заключается в том, что в их присутствии на первых стадиях термообработки более интенсивно протекает дегидратация целлюлозы, вследствие чего подавляются реакции, приводящие к образованию смолообразных продуктов. 4.Определены технические результаты огнезащитной отделки хлопчатобумажных и хлопкополиэфирных тканей. Установлено, что нанесение огнезащитной композиции способствует увеличению прочности текстильных материалов на 3-8%. 5. Показано, что текстильные материалы, обработанные предлагаемыми составами, обладают водо - и маслонепроницаемостью. СПИСОК ОПУБЛИКОВАНЫХ РАБОТ Статьи в журналах, сборниках: - Васильев, полиоргансилоксанов для получения материалов пониженной пожарной опасности/ , , //Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология.- 2013. Тезисы докладов: - Васильев, огнезащитной отделки текстильных материалов/ , //«Молодые ученые-развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2013): Конференция аспирантов и студентов Иваново: ИГТА.- 2013. - Васильев, силоксановых покрытий для получения текстильных материалов пониженной пожарной опасности/ , //Дни науки-2013 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2013. - Васильев, модифицированных полиоргансилоксанов для придания огнезащитных свойств текстильным материалам/ , , // Дни науки-2014 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2014. - Васильев, отделка текстильных материалов на основе модифицированных полиорганосилоксанов/ , , //Молодые ученые-развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2014): Конференция аспирантов и студентов Иваново : ИГТА.-2014. - Васильев, модифицированных полиорганосилоксанов для отделки текстильных материалов с пониженной пожарной опасностью/// Всероссийская научная конференции молодых ученых «Инновации молодежной науки» в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна.-2015. - Наноструктурированные покрытия для текстильных материалов специального назначения с пониженной пожарной опасностью/, //Дни науки-2015 «Фундаментальные науки - специалисту нового века» ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново.-2015.
Рецензент
д. т.н.,проф.
Ответственная кафедра
Кафедра химической технологии волокнистых материалов
Заведующий кафедрой	Подписи
д. т.н., проф.
Дата