techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2024-14-4-71-80techusgu-300Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEОгнестойкость текстильных материалов, обработанных антипиреном на основе электроэрозионного порошка гидроксида алюминияFire resistance of textile materials treated with flame retardant based on electroerosive Aluminum hydroxide powderhttps://orcid.org/0009-0001-1809-037XАгееваА. Е.AgeevaA. E.

Агеева Анна Евгеньевна - студент.

ул. 50 лет Октября, д. 94, Курск 305040

Anna E. Ageeva - Student, Southwest State University.

50 let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ageevaanna2004@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Агеева Екатерина Владимировна - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии материалов и транспорта.

ул. 50 лет Октября, д. 94, Курск 305040

Ekaterina V. Ageeva - Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Technology of Materials and Transport, Southwest State University.

50 let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

ageeva-ev@yandex.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation2024131220241447180Copyright © Агеева А.Е., Агеева Е.В., 20242024Агеева А.Е., Агеева Е.В.Ageeva A.E., Ageeva E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/300

Целью настоящей работы являлось исследование огнестойкости текстильных материалов, обработанных антипиреном на основе электроэрозионного порошка гидроксида алюминия.

Методы

Методы. На экспериментальной установке диспергировали алюминиевые металлоотходы марки АД0Е в дистиллированной воде при массе загрузки 250 г. Полученный электроэрозионный порошок алюминия исследовали различными методами. Микроанализ выполняли на микроскопе QUANTA 600 FEG. Фазовый состав исследовали на дифрактометре Rigaku Ultima IV. Исследование огнестойкости обработанной ткани проводили по следующей методике: полоску ткани шириной 5 см, длиной 10 см подвешивали в вертикальном положении за один конец в зажим штатива (другой конец остается свободно висеть). Под нижний конец образца подводили пламя спиртовой горелки на 12 с (по секундомеру). По истечении указанного времени пламя горелки убирали и отмечали время горения и тления образца после прекращения действия пламени. После окончания опыта измеряли площадь обуглившейся части образца.

Результаты

Результаты. Экспериментальные исследования огнестойкости текстильных материалов, обработанных антипиреном, показали высокую эффективность применения для этих целей электроэрозионного порошка гидроксида алюминия. Порошок гидроксида алюминия был получен в дистиллированной воде из металлотходов электротехнического алюминия. Особенность применения полученного гидроксида алюминия связана с тем, что он обеспечивает получение трудновоспламеняемой ткани, уменьшает способность материала к воспламенению, локализует пламя; обеспечивает долговременный огнезащитный и одновременно антисептический эффект; обработанные ткани не имеют запаха, безвредны для человека и животных; расход для пропитки тканей: 100-250 г/м2 в зависимости от плотности ткани.

Заключение

Заключение. Эффективность антипирена на основе электроэрозионного порошка гидроксида алюминия подтверждается тем, что для его производства применяются дешевые металлоотходы и прогрессивная экологически чистая (без сточных вод и выбросов) малоэнергоемкая технология (до 5 кВтч/кг).

The purpose of this work was to study the fire resistance of technical materials treated with flame retardants based on electroerosion powder of Aluminum hydroxide.

Methods

Methods. Aluminum metal wastes of the AD0E brand were dispersed in distilled water at a loading weight of 250 g at an experimental installation. The resulting electroerosive aluminum powder was studied by various methods. The microanalysis was performed on a QUANTA 600 FEG microscope. The phase composition was studied using a Rigaku Ultima IV diffractometer. The fire resistance of the treated fabric was studied according to the following method: a strip of fabric 5 cm wide and 10 cm long was suspended in an upright position by one end in a tripod clamp (the other end remains hanging freely). The flame of an alcohol burner was placed under the lower end of the sample for 12 seconds (according to a stopwatch). After the specified time, the flame of the burner was removed and the burning and smoldering time of the sample was noted after the flame ceased to act. Gorenje After the end of the experiment, the area of the charred part of the sample was measured.

Results

Results. Experimental studies of the fire resistance of textile materials treated with flame retardants have shown high efficiency of using an electroerosive aluminum hydroxide powder for these purposes. Aluminum hydroxide powder was obtained in distilled water from electrical aluminum metal waste. The peculiarity of the use of the obtained aluminum hydroxide is due to the fact that it provides a difficult-to-ignite fabric, reduces the ability of the material to ignite, localizes the flame; provides a long-term flame retardant and at the same time antiseptic effect; treated fabrics are odorless, harmless to humans and animals; consumption for impregnating fabrics: 100-250 g/m2, depending on the density of the fabric.

Conclusion

Conclusion. The effectiveness of flame retardants based on electroerosive Aluminum hydroxide powder is confirmed by the fact that cheap metal waste and progressive environmentally friendly (without wastewater and emissions), low- energy technology (up to 5 kWh/kg) are used for its production.

антипиренгидроксид алюминияогнестойкостьтекстильный материалflame retardantAluminum hydroxidefire resistancetech-stylish materialReferencesДайронас М.В., Курбатов В.Л., Шумилова Е.Ю. Эффективность современных антипиренов // Университетская наука. 2024. № 1(17). С. 45-52. EDN ESOHUZDayronas M.V., Kurbatov V.L., Shumilova E.Y. Effectiveness of modern flame retardants. Universitetskaya nauka = University science. 2024;(1):45-52. (In Russ.) EDN ESOHUZЭффект добавок антипиренов на горючесть и дымообразование стеклопластиков на основе эпоксидных смол / С.А. Трубачев, А.А. Палецкий, А.Р. Сагитов, И.В. Куликов, Е.А Соснин, А.Г. Шмаков // Химическая физика и мезоскопия. 2024. Т. 26, № 3. С. 331-340. https://doi.org/10.62669/17270227.2024.3.28, EDN JZRPNJTrubachev S.A., Paletsky A.A., Sagitov A.R., Kulikov I.V., Sosnin E.A., Shmakov A.G. The effect of flame retardants additives on the flammability and smoke formation of epoxy resin-based plastics. Khimicheskaya fizika i mezoskopiya = Chemical Physics and Mesoscopy. 2024;26(3):331- 340. (In Russ.) https://doi.org/10.62669/17270227.2024.3.28, EDN JZRPNJОбоснование актуальных подходов к оценке пожароопасных свойств текстильных материалов и способов огнезащиты тканей различного функционального назначения / В.Г. Спиридонова, Д.В. Сорокин, А.Л. Никифоров, О.Г. Циркина // Современные проблемы гражданской защиты. 2023. № 2(47). С. 125-132. EDN UCBLRBSpiridonova V.G., Sorokin D.V., Nikiforov A.L., Tsikina O.G. Substantiation of relevant approaches to assessing the fire-hazardous properties of textile materials and methods of fire protection of fabrics of various functional purposes. Ovremennye problemy grazhdanskoi zashchity = Modern problems of civil protection. 2023;(2):125-132. (In Russ.) EDN UCBLRBНовиков Е.П., Поданов В.О., Агеева А.Е. Исследование фазового состава порошка электрокорунда, полученного электродиспергированием отходов сплава АД0Е // Современные инновации в науке и технике: сборник научных статей 12-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Курск: Университетская книга, 2022. С. 186-190. EDN JBOFHLNovikov E.P., Podanov V.O., Ageeva A.E. Investigation of the phase composition of the electrocorunde powder obtained by electrodispersion of AD0E alloy waste. In: Sovremennye innovatsii v nauke i tekhnike: sbornik nauchnykh statei 12-i Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem = Modern innovations in science and technology: collection of scientific articles of the 12th All-Russian scientific and technical conference with international participation. Kursk: Universitetskaya kniga; 2022. P. 186-190. (In Russ.) EDN JBOFHLАгеева А. Е. Огнезащитное средство для текстильных материалов на основе электроэрозионного порошка гидроксида алюминия // Современные проблемы и направления развития металловедения и термической обработки металлов и сплавов: сборник научных статей 3-й Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Байкова. Курск: Университетская книга, 2022. С. 29-35. EDN KDAYDVAgeeva A.E. Flame retardant for textile materials based on electroerosive Aluminum hydroxide powder. In: Sovremennye problemy i napravleniya razvitiya metallovedeniya i termicheskoi obrabotki metallov i splavov: sbornik nauchnykh statei 3-i Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi pamyati akademika A.A. Baikova = Modern problems and directions of development of metallurgy and thermal processing of metals and alloys: collection of scientific articles of the 3rd International scientific and practical conference dedicated to the memory of academician A.A. Baykov. Kursk: Universitetskaya kniga; 2022. P. 29-35. (In Russ.) EDN KDAYDVКузьмина Н.Н., Циркина О.Г. Формальдегидсодержащие антипирены в отделке целлюлозосодержащих тканей // Молодые ученые - развитию Национальной технологической инициативы (ПОИСК). 2024. № 1. С. 511-512. EDN QYPKYXKuzmina N.N., Tsirkina O.G. Formaldehyde-containing flame retardants in the finishing of cellulose-containing fabrics. Molodye uchenye - razvitiyu natsional'noi tekhnologicheskoi initsiativy (POISK) = Young scientists - development of the National Technological Initiative (SEARCH). 2024;(1):511-512. (In Russ.) EDN QYPKYXТехнология получения и изучение свойств антипиренов на основе эпихлоргидрина с азотсодержащими соединениями для полиакрилонитрильных волокон / Р.И. Исмаилов, У.М. Эшмухамедов, И.Н. Хайдаров, Р.М. Исмаилова // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2023. № 3(405). С. 162-168. https://doi.org/10.47367/0021-3497_2023_3_162. EDN LLUKSIIsmailov R.I., Eshmukhamedov U.M., Khaidarov I.N., Ismailova R.M. Technology of obtaining and studying the properties of flame retardants based on epichlorohydrin with nitrogen-containing compounds for polyacrylonitrile fibers. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Tekhnologiya tekstil'noi promyshlennosti = Proceedings of higher educational institutions. Textile Industry Technology. 2023;(3):162-168. https://doi.org/10.47367/0021-3497_2023_3_162. (In Russ.) EDN LLUKSIУлучшение огнезащитных свойств тканей на основе полиоксадиазольных волокон путем отделки фосфорорганическими антипиренами / Ю.В. Матвеенко, Ю.С. Шатилов, А.С. Лукьянов, Ж.В. Игнатович, А.А. Рогачев, В.Е. Агабеков // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. 2023. № 2(54). С. 116-119. EDN BEKBVBMatveenko Yu.V., Shatilov Yu.S., Lukyanov A.S., Ignatovich Zh.V., Rogachev A.A., Agabekov V.E. Improvement of flame-retardant properties of fabrics based on polyoxadiene fibers by finishing with organophosphorus flame retardants. Chrezvychainye situatsii: preduprezhdenie i likvidatsiya = Emergency situations: prevention and elimination. 2023;(2):116-119. (In Russ.) EDN BEKBVB.Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами / В.Н. Гадалов, В.Г. Сальников, Е.В. Агеев, Д.Н. Романенко. М.: Инфра-М, 2011. 468 с. EDN SDQRQTGadalov V.N., Salnikov V.G., Ageev E.V., Romanenko D.N. Metallography of metals, powder materials and coatings obtained by electric spark methods. Moscow: Infra-M; 2011. 468 p. (In Russ.) EDN SDQRQT.Получение и исследование порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов электроэрозионным диспергированием / Е.В. Агеев, Р.А. Латыпов, Е.В. Агеева, А.А. Давыдов. Курск: ИП Горохов А.А., 2013. 200 с. EDN RZROALAgeev E.V., Latypov R.A., Ageeva E.V., Davydov A.A. Preparation and research of powders from waste of tungsten-containing hard alloys by electroerosive dispersion. Kursk: IP Gorokhov A.A.; 2013. 200 p. (In Russ.) EDN RZROAL.Исследование алюминиевого порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде / Р.А. Латыпов, Е.В. Агеев, Е.В. Агеева, Е.П. Новиков // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 4. С. 19-22. EDN VSKPXRLatypov R.A., Ageev E.V., Ageeva E.V., Novikov E.P. Investigation of Aluminum powder obtained by electroerosion dispersion in distilled water. Vse materialy. Entsiklopedicheskii spravochnik = All materials. Encyclopedic reference book. 2016;(4):19-22. (In Russ.) EDN VSKPXRРентгеноспектральный микроанализ нихромового порошка, полученного методом электроэрозионного диспергирования в среде керосина / Е.В. Агеев, А.А. Горохов, А.Ю. Алтухов, А.В. Щербаков, С.В. Хардиков // Известия Юго-Западного государственного университета. 2016. № 1(64). С. 26-31. EDN VXDVNXAgeev E.V., Gorokhov A.A., Altukhov A.Yu., Shcherbakov A.V., Khardikov S.V. X-ray spectral microanalysis of nichrome powder obtained by the method of electroerosive dispersion in a kerosene medium. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University. 2016;(1):26-31. (In Russ.) EDN VXDVNXАгеев Е.В., Агеева Е.В., Воробьев Е.А. Гранулометрический и фазовый составы порошка, полученного из вольфрамсодержащих отходов инструментальных материалов электроэрозионным диспергированием в керосине // Упрочняющие технологии и покрытия. 2014. № 4(112). С. 11-14. EDN SAMGBHAgeev E.V., Ageeva E.V., Vorobyov E.A. Granulometric and phase compositions of powder obtained from tungsten-containing waste of tool materials by electroerosive dispersion in kerosene. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya = Hardening technologies and coatings. 2014;(4):11-14. (In Russ.) EDN SAMGBHАгеева А.Е., Хмелевская А.Г. Хлопок: всё о ткани // Проблемы развития современного общества: сборник научных статей 9-й Всероссийской национальной научно-практической конференции: в 3 т. Т. 3. Курск: Университетская книга, 2024. С. 593-596. EDN GJPULZAgeeva A.E., Khmelevskaya A.G. Cotton: all about fabric. In: Problemy razvitiya sovremen- nogo obshchestva: sbornik nauchnykh statei 9-i Vserossiiskoi natsional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Problems of development of modern society: collection of scientific articles of the 9th All-Russian national scientific and practical conference. Vol. 3. Kursk: Universitetskaya kniga; 2024. P. 593-596. EDN GJPULZАгеева А.Е., Хмелевская А.Г. Синтетика: всё о ткани // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 7-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. Курск: Университетская книга, 2024. С. 284-287. EDN MVTOITAgeeva A.E., Khmelevskaya A.G. Synthetics: all about fabric. Molodezh' i nauka: shag k uspekhu: sbornik nauchnykh statei 7-i Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii perspektivnykh razrabotok molodykh uchenykh = Youth and science: a step to success : collection of scientific articles of the 7th All-Russian Scientific Conference of promising developments of young scientists. Kursk: Universi- tetskaya kniga; 2024. P. 284-287. EDN MVTOITРазработка методов придания огнестойкости целлюлозным и смесовым тканям для защитной одежды / О.В. Рева, В.В. Богданова, А.С. Лукьянов, С.Ю. Мойсеюк // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. 2020. № 1(47). С. 138-149. EDN OUNJMBReva O.V., Bogdanova V.V., Lukyanov A.S., Moiseyuk S.Yu. Development of methods of fire resistance to cellulose and mixed fabrics for protective clothing. Chrezvychainye situatsii: preduprezhdenie i likvidatsiya = Emergency situations: prevention and liquidation. 2020;(1):138-149. (In Russ.) EDN OUNJMBНуркулов Ф.Н., Раупов А.Р., Джалилов А.Т. Повышение огнестойкости текстильных тканей на основе целлюлозы // Universum: технические науки. 2021. № 7-2(88). С. 79-82. https://doi.org/10.32743/UniTech.2021.88.7.12111. EDN BBPUNMNurkulov F.N., Raupov A.R., Jalilov A.T. Increasing the fire resistance of textile fabrics based on cellulose. Universum: tekhnicheskie nauki = Universum: technical sciences. 2021;(7-2):79-82. (In Russ.) https://doi.org/10.32743/UniTech.2021.88.7.12111, EDN BBPUNMШинкарева Е.В., Симаш Н.А. Водная вермикулитовая дисперсия для повышения огнестойкости тканей в фактуре стекловолокнистой матрицы // Лакокрасочные материалы и их применение. 2022. № 10(548). С. 26-31. EDN CAJBOIShinkareva E.V., Simash N.A. Aqueous vermiculite dispersion for increasing the fire resistance of fabrics in the texture of a fiberglass matrix. Lakokrasochnye materialy i ikh primenenie = Paint and varnish materials and their application. 2022;(10):26-31. (In Russ.) EDN CAJBOIРева О.В., Зарубицкая Т.И. Придание перманентной огнестойкости хлопковым тканям и волокнам путем хемопривязки неорганических огнезащитных композиций к их поверхности // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация. 2016. № 1(39). С. 77-85. EDN YSPYOJReva O.V., Zarubitskaya T.I. Giving permanent fire resistance to cotton fabrics and fibers by chemo-binding inorganic flame-retardant compounds to their surface. Chrezvychainye situatsii: preduprezhdenie i likvidatsiya = Emergency situations: prevention and elimination. 2016;(1):77-85. (In Russ.) EDN YSPYOJ

The authors declare that there are no conflicts of interest present.