Пожаробезопасность полимерных материалов

Группа горючести материалов определяется по ГОСТ 30244-94 "Материалы строительные. Методы испытания на горючесть", который соответствует Международному стандарту ISO 1182-80 "Fire tests - Building materials - Non-combastibility test". Материалы в зависимости от значений параметров горючести, определяемых по этому ГОСТу подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г).

Материалы относят к негорючим при следующих значениях параметров горючести:

1. прирост температуры в печи не более 50°С
2. потеря массы образца не более 50%
3.  продолжительность устойчивого пламенного горения не более 10 сек

Материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных значений параметров, относятся к горючим.

Горючие материалы в зависимости от значений параметров горючести подразделяют на четыре группы горючести в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Группы горючести материалов

Группа воспламеняемости материалов определяется по ГОСТ 30402-96 "Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость", который соответствует международному стандарту ISO 5657-86. При этом испытании поверхность образца подвергают воздействию лучистого теплового потока и воздействию пламени от источника зажигания. При этом измеряют поверхностную плотность теплового потока (ППТП), то есть величину лучистого теплового потока, воздействующего на единицу площади поверхности образца. В конечном итоге определяют Критическую поверхностную плотность теплового потока (КППТП) - минимальное значение поверхностной плотности теплового потока (ППТП), при котором возникает устойчивое пламенное горение образца после воздействия на него пламени. В зависимости от значений КППТП материалы подразделяют на три группы воспламеняемости, указанные в таблице 2.

Широко в мире используется табличный критерий горючести полимерных материалов, определяемый по американской методике UL 94 (Understanding Laboratory 94, Global Engineering Documents 800-854-7179). По мере снижения горючести материалов имеются следующие критерии UL 94: 94НB, 94V-2, 94V-1 и 94V-0.

Таблица 2. Группы воспламеняемости материалов

Для классификации материалов по дымообразующей способности используют значение коэффициента дымообразования, который определяется по ГОСТ 12.1.044. Коэффициент дымообразования - показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний.

В зависимости от величины относительной плотности дыма материалы подразделяются на три группы:

1. Д1 - с малой дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования до 50 м²/кг включительно;
2. Д2 - с умеренной дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования от 50 м²/кг до 500 м²/кг включительно;
3. Д3 - с умеренной дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования свыше 500 м²/кг включительно.

Группа по токсичности продуктов горения строительных материалов определяется по ГОСТ 12.1.044. Продукты горения образца материала направляются в специальную камеру, где находятся подопытные животные (мыши). В зависимости от состояния подопытных животных после воздействия на них продуктов горения (включая летальный случай) материалы подразделяются на четыре группы:

1. Т1 - мало опасные
2. Т2 - умеренно опасные
3. Т3 - высоко опасные
4. Т4 - чрезвычайно опасные

Пожароопасность материала определяется сочетанием всех четырех вышеуказанных показателей - Г, В, Т и Д. Для большинства многотоннажных листовых полимерных материалов, используемых в строительных, рекламных, авто-, судостроительных технологиях, сочетание таких показателей чаще всего не поднимается выше Г2, В2, Д2 и Т3, что указывает на высокую пожароопасность материалов. Такими показателями обладают листовые ПЭ, ПП, ПММА, ПС, АВС, САН. Материалы, имеющие значения КИ выше 21% , такие как монолитный ПК, сотовый ПК, ПЭТГ, сплошной и вспененный ПВХ обладают меньшей пожароопасно стью с возможным сочетанием показателей по группам Г1, В2, Т2 и Д2. К материалам с низкой пожароопасностью относятся композитные материалы, состоящие из внутреннего слоя ПЭ и двух внешних слоем из тонкого (0,3-0,5 мм) листового алюминия, для которых сочетание показателей самое "высокое" для всей группы горючих материалов - Г1, В1, Д1, Т1. Такие композиты можно отнести к материалам с низкой пожароопасностью.

С целью снижения горючести и пожароопасности композитных материалов в настоящее время выпускаются и поставляются на российский рынок рекламных и строительных материалов специально разработанные "огнестойкие" марки композитных материалов. "Сердечник" таких материалов состоит в основном из гидроокиси алюминия с минимальным содержанием полиэтилена в качестве связующего. Как известно, гидроокись алюминия является эффективным "нейтральным" ингибитором (замедлителем) горения различных полимерных материалов, особенно полиолефинов (ПЭ, ПП). При повышенных температурах такой ингибитор разлагается с интенсивным выделением большого количества воды, что приводит к затуханию горящего полимера и снижению его горючести и пожароопасности. Однако и для таких "огнестойких" марок композитов сочетание всех показателей не классифицирует материал как негорючий (НГ).