ДОСЛІДЖЕННЯ ФОСФОРВМІСНИХ КРЕМНЕЗЕМИСТИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ РІДКОГО СКЛА ДЛЯ ВОГНЕЗАХИСТУ ТЕКСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Abstract

Встановлено, що введення розбавленої ортофосфорної кислоти (рН 1) в розчин кремнекислоти з рН 5–6 не змінює його в інтервалі вмісту 0,1–4 об.% Н3РО4. Композиції характеризувалися прозорістю, великою текучістю та малою в`язкістю. Було встановлено, що з підвищенням вмісту ортофосфорної кислоти термін життя композиції декілька зменшувався: від 110 хв (2 % Н3РО4) до 75 хв (4 % Н3РО4). Аналіз кривих змінення оптичної густини цих композицій показав, що процес зростання колоїдних частинок золю та їх об’єднання в крупні асоціати розпочинається приблизно через 45 хвилин у композиції з 0,1 % та 4 % Н3РО4 після приготування та через 60 хв у композиції з 2 % Н3РО4, що відповідає підвищенню кута нахилу дотичної до кривих оптичної густини. Після завершення процесу коагуляції композиції залишаються прозорими. Тонкі плівки композиції нанесені на полімерну основу мають однорідну щільну структуру, м’які та еластичні. Водні розчини амоній дігідрофосфату характеризуються рН 6, тому в золь кремнекислоти додавали водні розчини АДГФ в рівній кількості, але різної концентрації: 10, 15 та 20 %. Дослідження композицій показало, що незалежно від концентрації розчину добавки термін живучості композиції складав близько 1 години. Не зважаючи на те, що рН АДГФ практично дорівнює рН золю кремнекислоти, процес зростання колоїдних частинок золю та їх об`єднання в крупні асоціати розпочинається раніше ніж в композиціях з ортофосфорною кислотою та складає близько 25 хв для композицій що містять 15 та 20 % АДГФ та близько 30 хв для композицій з меншою концентрацією АДГФ. Це, ймовірно, можна пояснити перебігом обмінної реакції між АДГФ та ацетатом натрію, який утворився в результаті попередньої реакції рідкого скла з оцтовою кислотою. Різка зміна рН в локальних реакційних об’ємах золю кремнекислоти призводе до часткового компенсування зарядів на колоїдних частинках кремнекислоти та прискорює коагуляцію. Структура гелевої плівки дещо відрізняється від плівки одержаної з композицій з ортофосфорною кислотою: вона порувата та менш однорідна але також еластична та прозора. Враховуючи, що амоній дігідрофосфат здатний розкладатися під дією високих температур на метафосфорну кислоту, аміак та воду, очікувано отримати спучений шар на поверхні обробленого текстильного матеріалу після вогневих випробувань. Зразки бавовняної тканини просочували композиціями з ортофосфорною кислотою та амоній дігідрофосфатом. Наносили одношарове покриття ванним методом, видаляли залишки золю на віджимних валках та сушили в сушильній шафі за температур 80–100 0С. Висушені зразки піддавали вогневим випробуванням на лабораторній установці, визначаючи час початку обвуглення, час початку руйнування та площу пошкодження тканини. Встановлено, що після дії вогню структура зразків тканини просочених композиціями з ортофосфорною кислотою залишається щільною, покриття не руйнується навіть в місці безпосередньої дії вогню, що підтверджено мікроскопічним методом аналізу. Зразки просочені амоній гідрофосфатом, в місці дії вогню легше руйнуються за рахунок розкладання АДГФ під дією вогню. Використання малих добавок ортофосфорної кислоти сприяє утворенню суцільних тонких кремнеземних плівок на поверхні волокон ниток бавовняної тканини та значно підвищує час початку руйнування тканини під дією вогню.