Особенности горения и тушения полимеров.

К полимерам относятся: пластмассы, каучуки, синтетические волокна и изделия из них. Это высокомолекулярные вещества с молекулярной массой от 10000 до нескольких миллионов, молекулы состоят из многократно повторяющихся одинаковых звеньев.

Под воздействием кислорода воздуха, тепла, воды, кислот, щелочей и др. полимеры изменяют свои свойства и теряют прочность. Устойчивость полимеров зависит от их строения и состава. Различные добавки (наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, отвердители, смазки, красители и пигменты) позволяют замедлить старение, придать полимерам необходимые свойства. Негорючие добавки снижают пожарную опасность полимеров.

По отношению к нагреванию полимеры делятся на термопластичные (плавящиеся) и термореактивные (неплавкие и нерастворимые). Последние являются менее пожароопасными, выдерживают без изменения прочности достаточно высокие температуры, некоторые из них даже негорючие. При нагревании полимеры разлагаются либо сразу из твёрдого состояния, либо в процессе плавления (при 120-150 ^оС и выше). Большинство полимеров при нагревании плавится и в процессе горения образует на горизонтальной поверхности жидкий слой толщиной 6-8 мм. С вертикальных и наклонных поверхностей жидкость стекает, распространяя горение на значительное расстояние.

Продукты разложения токсичны, могут образовывать взрывоопасные смеси. Полимеры отличаются высоким содержанием углерода (63-89%), большинство из них не содержит кислорода, поэтому при горении расходуется большой объём воздуха (10-12 м³/кг), образуется сажа и др. продукты неполного горения, часто токсичные: СО, H₂S, НСN, NН₃, др. соединения азота, HCl, альдегиды и др. В связи с этим при тушении личный состав должен использовать изолирующие противогазы.

Пламя обычно светящее, часто сильно коптящее. Пыли часто взрывоопасны.

Рекомендуемые средства тушения: вода, лучше со смачивателями, воздушно-механическая пена, порошок ПФ.

Ниже приведены некоторые показатели пожарной опасности для отдельных полимеров.

ПЛАСТМАССЫ

Пластическими массами называют материалы на основе полимеров, содержащие различные добавки, и способные под влиянием температуры и давления формоваться, становиться пластичными. Пластмассы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства и в быту.

а) Термопластичные полимеры (полиэтилен, полистирол, оргстекло, поливинилхлорид и др.) получают полимеризацией, под действием источника зажигания они плавятся, разлагаются; продукты разложения образуют с воздухом горючие смеси. В составе продуктов разложения могут находиться синильная кислота НСN, оксид углерода СО, оксиды азота NО, NО₂, хлористый водород НСl и др. токсичные соединения.

Температура воспл. пластмасс выше 200 ^оС, температура сам. - выше 400 ^оС, теплота сгорания - более 31500 кДж/кг, температура горения - до 1300 ^оС, пыли - взрывоопасны. Плохо смачиваются водой, поэтому при тушении желательно применять смачиватели.

б) термореактивные полимеры на основе фенолформальдегидных и меламиноформальдегидных смол получают поликонденсацией. Они, как правило, более устойчивы к действию химических реактивов, воды, высоких температур. Температура воспламенения выше 350 ^оС, температура самовоспламенения - выше 490 ^оС, теплота сгорания - более 22400 кДж/кг, пыли - взрывоопасны. Прессованием с добавкой наполнителей получают облицовочные плиты, стеклопластики, текстолит, электроустановочные изделия,ДВП, ДСП и др. При горении выделятся большое количество токсичных продуктов разложения (оксиды углерода и азота).

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Качество натуральных волокон (хлопка, льна, пеньки, шерсти, шёлка, асбеста) и объём их производства не всегда удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям, поэтому в настоящее время в различных отраслях промышленности широко используются искусственные и синтетические волокна. Их производство более экономично, не зависит от природно-климатических условий, можно получать волокна с заданными свойствами.

Синтетические волокна получают прядением из раствора или расплава полимера, продавливая его через мелкие отверстия – фильеры. При последующей обработке (вытягивании, скручивании, термофиксации) волокну придают определённые физико – механические свойства. Волокна и изделия из них при нагревании плавятся, могут растекаться.

Капрон - наиболее распространён. Химически нестоек. Основное применение - шинная промышленность (корд), транспортёрные ленты, приводные ремни, рукава, верёвки, рыболовные снасти и т.д. (температуры плавления - 208-215 ^оС, разложения - 300 ^оС, воспламенения - 395 ^оС, Q _сгор - 31206 кДж/кг ),

Лавсан - химически устойчив, высоко прочный, стоек термически, хороший диэлектрик, изделия не сминаемы. По свойствам близок к шерсти. Применяют для изготовления шлангов для нефтепродуктов, пожарных рукавов, корда, транспортёрных лент, ремней, как заменитель шерсти и добавки к ней в тканях. (температуры: воспл. - 390 ^оС, сам. - 440 ^оС, Q_сгор - 22638 кДж/кг ),.

Нитрон - негигроскопичен, очень прочен, упруг и эластичен, светостоек, химическая стойкость - между капроном и лавсаном. Похож на шерсть. Применяют для изготовления тканей, верхнего трикотажа, спецодежды, технических изделий (шланги). (температура плав. - 220-230 ^оС, разлож. - 220-230 ^оС, воспл. - 200 ^оС, сам. - 505 ^оС, Q_сгор - 30828 кДж/кг ),

Хлорин - стоек к действию кислот и щелочей, большинству растворителей, кроме ацетона, альдегидов и кетонов. Относится к трудно сгораемым материалам. Изготовляют фильтры, спецодежду, лечебное бельё, (температура плав. - выше 70 ^оС, разлож. - 180 ^оС, воспл. - 200 ^оС, сам. - 540 ^оС, Q_сгор - 12130 кДж/кг ),

КАУЧУКИ :

Натуральный - производят из сока тропического дерева гевея. По химическому составу - смесь высокомолекулярных непредельных углеводородов. Высокоэластичное смолоподобное вещество светло-коричневого цвета. Хорошо растворяется во многих органических растворителях: бензоле, толуоле, эфирах и др. Широко используется в автомобилестроении, авиастроении, в военной технике для производства шин самолётов, большегрузных автомобилей. (температуры: плав.- 120 ^оС, разлож.- 250 ^оС, воспл.- 129 ^оС, сам. - 275, горения- 1500-1700, Q_сгор- 44768 кДж/кг ). Пламя- яркое, коптящее, с большим тепловым излучением. При горении разбрызгиваются горящие капли, каучук плавится и растекается, образуя подвижную среду, увеличивая площадь пожара и сложность тушения.

Синтетические каучуки получают из нефтяных газов, этилового спирта, ацетилена. Производство более экономично, не зависит от климатических условий, можно получать заранее заданные свойства.

Натрий-бутадиеновый (СКБ). Близок к натуральному, но при окислении становится твёрдым и жёстким. Применяют в резиновой, обувной, кабельной и др. отраслях промышленности; каучук общего назначения. (температуры: воспл. - 220 ^оС, сам. - 352 ^оС, горения - 1550-1560 ^оС, Q _сгор - 45360 кДж/кг ).

Хлоропреновый (наирит) Стоек к действию озона, света, масла, истирания, некоторые не горючи, изготовляют транспортёрные ленты, приводные ремни, рукава, оболочки кабелей (1 т каучука заменяет 6 т свинца) , формовые изделия.

Бутадиен-стирольный (СКС, Буна S) по износостойкости, тепловому сопротивлению, озонному и естественному старению, пароводонепроницаемости превосходит натуральный, но уступает по морозостойкости. (температуры: воспл. - 285 ^оС, сам. - 336 ^оС, горения - 1500-1600 ^оС, Q_сгор - 43680-44100 кДж/кг ).