Органик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси

1.

ТОШКЕНТ КИМЁ ТЕХНОЛОГИЯ ИЛМИЙ-ТАДҚИҚОТ
ИНСТИТУТИ
БУВАРАИМОВ ЗИЁДУЛЛО КАРИМЖОН ЎҒЛИ
ОЛОВБАРДОШ ПОЛИВИНИЛХЛОРИД КОМПОЗИТЛАРИ УЧУН
ОЛИГОМЕР АНТИПИРЕНЛАР ОЛИШ ВА УЛАРНИНГ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ
ИШЛАБ ЧИҚИШ
02.00.14 - «Органик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси»
Техника фанлари бўйича фалсафа доктори (PhD) илмий даражасини олиш учун ёзилган
ДИССЕРТАЦИЯ
Илмий раҳбар:техника фанлари доктори.проф
Ф.Н.Нурқулов
Тошкент– 2023

2.

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Бугунги кунда республикамизда содир бўлаётган ёнғинлар сони камайиб боришига
эришилаётган бўлсада, лекин уларнинг натижасида келиб чиқадиган моддий зарар миқдори тобора
ортиб бормоқда, бу эса замонавий қурилиш материаллари кенг қўлланилиши билан боғлиқ.
Республикамизда содир бўлаётган ёнғинларнинг тахминан 30 фоизи электр симларида юзага
келадиган қисқа туташувлар ва авария ҳолатлари натижасида содир бўлмоқда. Хароратга чидамсиз
кабелларни қўлланилиши ва улар орқали ёнғинни йирик майдонларга тарқалиши эхтимоли ортиб
бормоқда. Поливинилхлоридни термик барқарорлигини ошириш учун антипиренлар яратиш ҳамда
уларнинг фаоллигини ўрганишга қаратилган турли хил тадқиқот ишларига алоҳида эътибор
берилмоқда. ПВХ учун антипиренлар яратиш ҳамда улардан самарали фойдаланиш, яратилган
антипиренлар тўлиқ мос келиши, юқори самарали, шунингдек, электр токига чидамли бўлиши керак,
учувчан бўлмаслиги, рангсизз, миграцияга учрамайдиган, токсик бўлмаган ва арзон бўлиши керак. Бу
борада, юқорида келтирилган техник кўрсаткичларга тўлиқ мос келадиган антипиренлар олишга
алоҳида эътибор берилмоқда.
Тадқиқотнинг мақсади- поливинилхлорид кабел қопламаларини маҳаллий
хомашёлар асосида олинган полифункционал антипиренлар билан ёнғиндан
ҳимоялашнинг самарадор технологиясини ишлаб чиқишдан иборат.
2

3.

Тадқиқoтнинг вазифалари:
• меламин, полифосфат аммоний, алюминий сақлаган полифосфат,
магний сақлаган полифосфат ва рух оксиди каби кимёвий
бирикмалардан олигомер антипиренлар олиш;
• олинган антипиренларни пластификатланган поливинилхлорид
асосидаги полимер материалларига қўллашнинг оптимал нисбатларини
аниқлаш ва хоссаларини тадқиқ этиш;
• антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни физиккимёвий ва механик ҳамда оловбардошлик хоссаларни аниқлаш;
• поливинилхлорид полимерларни оловбардошлигини яхшилаш учун
антипиренлар олишнинг экологик тоза иқтисодий самарадор
технологиясини ишлаб чиқиш.
3

4.

Тадқиқотининг илмий янгилиги қуйидагилардан иборат:
• меламин, полифосфат аммоний, алюминий сақлаган полифосфат, магний сақлаган
полифосфат ва рух оксиди каби кимёвий бирикмалар асосида олигомер антипиренлар
синтез қилинди;
• олинган антипиренларни пластификатланган поливинилхлорид асосидаги полимер
материалларига қўллашнинг оптимал нисбатлари аниқланди;
• антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни физик-кимёвий ва
механик ҳамда оловбардошлик хоссалари аниқланди;
• пластификатланган поливинилхлорид полимерларни оловбардошлигини яхшилаш учун
PVX-M, ПВХ-MП-Al, ПВХ-MП-Mg ва ПВХ-MП-Zn маркали антипиренлар билан
модификaциялашнинг оптимал нисбатлари аниқланди ҳамда уларнинг физик-кимёвий ва
механик хоссалари ўрганилди;
• синтез қилинган антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни
оловбардошлик даражаси (кислород индекси) ГОСТ-12.1.044-89 асосида ўрганилди.
• PVX-M, ПВХ-MП-Al, ПВХ-MП-Mg ва ПВХ-MП-Zn маркали антипиренлар олишнинг
экологик тоза иқтисодий самарадор технологиясини ишлаб чиқилди.
4

5.

Илмий ишнинг амалий натижалари:
Олинган янги турдаги антипиренларни ишлаб чиқаришга тадбиқ этиш
мақсадида Ташкилот стандарти меъёрий хужжати лойиҳаси ишлаб чиқилди ҳамда
тегишли экспертиза ва синовлар натижасига кўра Ташкилот стандарти Ўзбекистон
Республикаси Соғлиқни сақлаш вазирлиги Санитария-эпидемиология осойишталиги
ва аҳоли саломатлигини мухофаза қилиш қўмитаси ва Фавқулодда вазиятлар
вазирлиги Давлат ёнғин назорати органи билан келишилди.
5

6.

Меламин полифосфат асосида PVX-M маркали антипиренларни хоссаларини
тадқиқ этиш.
Меламин полифосфат-алюминий асосида ПВХ-MП-Al маркали антипиренларни
хоссаларини тадқиқ этиш.
Меламин полифосфат-магний асосида ПВХ-MП-Mg маркали антипиренларни
хоссаларини тадқиқ этиш.
Меламин полифосфат-рух асосида ПВХ-MП-Zn маркали антипиренларни
хоссаларини тадқиқ этиш.
6

7.

Меламин полифосфат-алюминий асосида ПВХ-MП-Al маркали
антипиренларни хоссаларини тадқиқ этиш.
Моль нисбатлари: 1-1:0,5; 2-1:1; 3- 0,5:1
2.5-расм. ПВХ-MП-Al маркали композициясини 170ºС ҳароратда олишда
бошланғич модда масса нисбатларининг вақтга нисбатига боғлиқлиги
ПВХ-MП-Al маркали антипрен композициянинг
физик-кимёвий тавсифи
т/
р
1
Кўрсаткичлари
Ташқи кўриниши
2
3
4
5
pH
зичлиги (25°C), г/см3
Унуми, %
Эрувчанлиги
Катализаторлар: 1.Диэтил анилин. 2. Ион суюқлиги. 3.Рух оксид.
2.5-расм. ПВХ-MП-Al маркали композициясини 170ºС ҳароратда
олишга катализаторнинг таъсири.
Изоҳ
Сариқ-жигар ранг, қалин, ёпишқоқ
модда.
7
1,1
94
Сувда эримайди
Реакцияда меламин + алюминий полифосфатларни 1:1 нисбатларда тайёр
ҳолда олиб 170-200оС ҳароратда меламинни алюминий полифосфат билан
ҳосил қилган ПВХ-MП-Al маркали модификатор олинди.
7

8.

Меламин полифосфат-магний асосида ПВХ-MП-Mg
маркали антипиренларни хоссаларини тадқиқ этиш.
ПВХ-MП-Mg маркали антипрен композициянинг физик-кимёвий тавсифи
Олигомер
номи
Моль
нисбатлар
Унуми, %
Агрегат
ҳолати
pH
Қовушқоқлиги Зичлиги, Эрувчанлиги
(h)
г/см3
PVX-MПMg
1:1
88
7
0,079
1,12
1:0,5
0,5:1
58
11
Рангсиз
қовушқоқ
модда
0,077
0,068
1,11
1,09
Сувда
эрийди
ПВХ-MП-Mg маркали композициясининг
ҳосил бўлиши унумининг ҳароратга
боғлиқлиги.
Реакцияда меламин + алюминий полифосфатларни 1:1 нисбатларда тайёр
ҳолда олиб 170-200оС ҳароратда меламинни магний полифосфат билан
ҳосил қилган ПВХ-MП-Al маркали модификатор олинди.
8

9.

Антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни хусусиятларни ўрганиш.
PVX-K маркали олигомер антипиренлар билан модификацияланган
ПВХни элемент анализ таҳлили
PVX-K маркали олигомер антипиренлар билан турли
нисбатларда (10%, 15% ва 20%) модификацияланган ПВХ
аралашмаларни СЭМ таҳлили.
PVX-K маркали олигомер антипиренлар билан турли нисбатларда (20%)
модификацияланган ПВХ аралашмаларни СЭМ (E) ва (F) элемент анализ
таҳлили
9

10.

Полимерларнинг термик деструкцияси жараёнларининг асосий
қонуниятлари
3.7-расм. Олигомер антипиренларнинг термик
барқарорлиги таҳлили.
3.8-расм. Олигомер антипиренларнинг термик
барқарорлиги таҳлили.
10

11.

Олигомер антипиренлар билан модификацияланган ПВХни кислород индексга таъсири. ГОСТ-12.1.044-84
Олигомер антипирен маркаси
Олигомер антипирен концентрацияси, %
PVX-M
ПВХ-MП-Al
ПВХ-MП-Mg
ПВХ-MП-Zn
Кислородли индекс, %
Платификатланган ПВХ
27,3
31,7
30,5
29,2
15
Антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни механик бардошлилик хусусиятини тадқиқ этиш.
т/р
1
2
3
4
Композиция тумаркали ри
PVX-M
ПВХ-MП-Al
ПВХ-MП-Mg
ПВХ-MП-Zn
Деформацияси (0,10,3%) МПа
9.04493
6.95669
9.98944
8.37914
Композицияларнинг деформация кўрсаткичлари
Қабул қилинган куч
(Н)
29.6179
90.4989
48.8361
27.9045
Максимал
деформация кўчи (Н)
-2.11716
0.57062
3.17256
0.89010
Максимал куч
(Н)
476.906
359.333
362.668
346.295
Узилиш кучи,
сезгирлиги (Н)
314.929
331.678
343.612
331.273
Композицияларнинг узилиш кўрсаткичлари
11

12.

Антипиренлар билан модификацияланган поливинилхлоридни термомеханик
хусусиятларини тадқиқ этиш.
Намунага берилган ҳарорат ва деформациянинг ўзгариш интерваллари
тавсифи
т/
р
1
2
3
4
5
6
Ҳарорат (оС)
0 – 20оС
20 оС - 40 оС
40 оС - 60 оС
60 оС - 80 оС
80 оС - 100 оС
100 оС - 120 оС
Деформация
0
1 – 30
30 – 85
85 – 195
195 – 385
385 - 420
Т - ҳарорат, °C; L- деформация инверсияси.
3.18 -расм. ПВХ меламин полимер композитининг
термомеханик эгри чизиғи.
12

13.

Кабелларни синаш ГОСТ 12176 «Кабели, провода и шнуры. Методы проверки на
нераспространение горения» асосида ўтказилади.
13

14.

Кабел синовлари натижаси
№
п/п
1
2
3
4
Наименование
контролируемого параметра
Наименование параметра
Длина отрезков кабеля, mm
Диаметр кабеля, в среднем, mm
Масса кабеля, g
Время действия источника зажигания, s
По НД
После удаления горелки пламя
потухает, а после удаления с
Длина
обугленной
или поверхности образца копоти не
поврежденной пламенем части будут обнаружены обугленные
образца, mm
или поврежденные части на
расстоянии не более 50 mm от
нижнего края верхнего зажима
Наименование кабеля
6 mm
600
6,0
26,05
6,93
Среднее фактическое
значение
Результаты
исследования
После отвода горелки пламя
затухает,
обугленные
и
поврежденные
части
на
расстоянии не более 50 mm от
нижнего края верхнего зажима
не обнаружены.
Обугленная
часть
кабеля
составила 80 mm.
Соответствует
Заключение: представленный опытный образец кабеля сечением 6 mm,
горение по изоляции не распространяет.
14

15.

Меламин полифосфат-рух асосида ПВХ-MП-Zn маркали
антипиренларни олишни технологик схемаси
1-ортофосфат кислота учун сиғим; 2-рух оксид учун сиғим; 3-меламин учун сиғим;
4- реактор; 5-қурутиш печи; 6-майдалагич; 7-қадоқлаш; 8-омбор
15

16.

ХУЛОСАЛАР
1.
Хулоса қилиб шуни айтиш мумкинки, олиб борилган тадқиқот ишида олигомер антипиренларни олиш
ва қўллаш технологияси таклиф қилинди.
2.
Олигомер антипиренлар қўлланилган полимер материалларининг ИҚ-спектроскопияси,
термогравиметрик (ТГ) ва (ДТА) таҳлили ҳамда СЭМ ва элемен анализ усуллари ёрдамида таркиби ва
тузилиши ўрганилди.
3.
Полимер материаллари композитларни ёнғинбардошлигини ошириш мақсадида янги авлод олигомер
антипиренлар олиш имконини яратувчи фосфор сақлаган композициялар билан оловдан ҳимоя қилиш
жараёнининг синергетик таъсир механизми таклиф этилди.
4.
Турли маркали олигомер антипиренлар асосида полимер материалларни оловбардош хусусияти, ёнғин
таъсирида масса йўқотилиши, кислород индекси, тутун ҳосил қилиш коэффиценти ва физик-механик
хоссалари тадқиқ этилди. Яратилган олигомер антипиренлар асосан ёнғинбардошлилик самарадорлигини
тутун ҳосил қилиш хусусияти D1 – гурухига кириши аниқланди, оловбардош хусусияти қийин
алангаланувчи материалларга кириши аниқланди ҳамда кислород индекси (ПВХ 60%) гача ошганлиги
тажриба синовлар асосида аниқланди.
16

17.

5.
Ёнғинбардош полимер комопзит материалларни олишда, самарадорлиги юқори бўлган
антипиренларни ишлаб чиқаришда ҳамда чет эл аналоглари билан рақобатбардош бўлган янги
алюминий, магний ва рух сақлаган олигомер антипиренлар ишлатилиши тавсия этилди. Олинган
антипиренларнинг самарадорлиги чет эл аналоглари билан бир хил хоссага эга, шу билан бирга экологик
ва иқтисодий самарадорлиги 10-30% гача юқори эканлиги аниқланди.
6.
Олигомер антипиренлар ва ёнғинбардош қавариқланувчи композит қопламалар Тошкент кимё-
технология илмий тадқиқот институти базасида тажриба саноат миқиёсида ишлаб чиқаришга жорий
қилинган ҳамда олинган оловбардош материаллари “SEVEN SYSTEMS” МЧЖ, “STABITERM-ASIA” ҚК
МЧЖ, ва “STATERM” МЧЖ корхоналарида ҳамда “Шуртангаз кимё мажмуаси” МЧЖ мувофаққиятли
амалиётга жорий қилинган. Яратилган синергетик олигомер антипиренлар ва улар асосидаги
ёнғинбардош полимерлар композит материаллар атмосфера таъсирлари, агрессив таъсирларга ҳамда
юқори оловбардошликка эга.
17

18.

ЭЪТИБОРИНГИЗ УЧУН
РАҲМАТ
18