Мария Александровна Комарова, канд. хим. наук, руководитель научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве,
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428.
Maria A. Komarova, Cand. Sci. (Chem.), Bureau Head, Scientific Expert Bureau of Fire and Environmental Safety in Construction,
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428.
Иван Иванович Ведяков, д-р техн. наук, профессор, директор,
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428.
Ivan I. Vedyakov, Dr. Sci. (Engineering), Professor, Director,
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428.
Михаил Валерьевич Шалабин, аспирант, заведующий лабораторией научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве,
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428.
Mikhail V. Shalabin, Graduate Student, Laboratory Head, Scientific Expert Bureau of Fire and Environmental Safety in Construction,
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428.
Игорь Андреевич Власкин, инженер научного экспертного бюро пожарной, экологической безопасности в строительстве; студент 1-го курса магистратуры кафедры техносферной безопасности,
2-я Институтская ул., д. 6, к. 1, г. Москва, 109428;
Миусская площадь, д. 9, стр. 1, г. Москва, 125047.
Igor A. Vlaskin, Engineer, Scientific Expert Bureau of Fire and Environmental Safety in Construction; 1st year student of the Master’s degree in Technosphere Security Department,
2nd Institutskaya str., 6, bld. 1, Moscow, 109428;
Miusskaya Square, 9, bld. 1, Moscow, 125047.
Введение. Долговечность и сохранение огнезащитных свойств тонкослойных вспучивающихся покрытий в значительной степени определяются стойкостью их химического состава к атмосферным воздействиям, в первую очередь к влаге. Прямые натурные наблюдения за процессами деструкции требуют длительного времени, что делает актуальным применение инструментальных аналитических методов, таких как инфракрасная спектроскопия, для оперативной диагностики состояния и выявления механизмов деградации. В статье рассмотрены особенности применения ИК-Фурье спектроскопии для сравнительного анализа химического состояния огнезащитного покрытия после эксплуатации в различных климатических условиях.
Цель. Проведение сравнительной идентификации функциональных групп и оценка степени химической деструкции огнезащитного покрытия на эпоксидно- акрилатном связующем после длительного (в течение 2 лет) воздействия атмосферной влаги при эксплуатации в открытой промышленной атмосфере холодного климата (открытый контур) по сравнению с условиями защищенной эксплуатации (закрытый контур).
Материалы и методы. В работе проведен анализ образцов огнезащитного покрытия, отобранных с объектов эксплуатации. Инфракрасные спектры поглощения снимали на Фурье-спектрометре в диапазоне 4000–400 см-1 в форме таблеток с KBr в соответствии с ГОСТ Р 57941-2017. Качественная интерпретация спектров проведена на основе анализа характеристических полос поглощения функциональных групп полимерной матрицы, фосфорорганического антипирена и минерального наполнителя.
Результаты. Методом ИК-спектроскопии установлены значительные различия в химическом состоянии образцов. У образца из открытого контура зафиксировано практически полное исчезновение полос в области 1240–980 см-1, характерных для валентных колебаний связей P=O и P–O–P полифосфатного антипирена, что свидетельствует о его глубоком гидролитическом разрушении и вымывании. Одновременно наблюдается существенное усиление широкой полосы связанных ОН-групп (3600–3200 см-1) и ослабление сигнатур эпоксидной матрицы. В образце из закрытого контура ключевые полосы антипирена и полимера сохраняются, однако наличие полосы ОН-группы указывает на начальные стадии гидролиза.
Выводы. Установлено, что доминирующим механизмом деградации огнезащитного покрытия является гидролитическое разрушение, интенсивность которого напрямую зависит от уровня влажностной нагрузки. Результаты подтверждают высокую чувствительность фосфорорганического антипирена и полимерной матрицы огнезащитного покрытия на эпоксидно-акрилатном связующем к длительному воздействию влаги.
Introduction. The durability and retention of fire-retardant properties of thin-film intumescent coatings are largely determined by the resistance of their chemical composition to atmospheric influences, primarily moisture. Direct in-situ observations of degradation processes require extensive time, making the use of instrumental analytical methods, such as infrared spectroscopy, essential for rapid diagnostics and identification of degradation mechanisms. This article discusses the application of Fourier-transform IR spectroscopy for comparative analysis of the chemical state of fire-retardant coatings after operation in various climatic conditions.
Aim. To conduct a comparative identification of functional groups and assess the degree of chemical degradation of an epoxy-acrylate-based fire-retardant coating after prolonged (2 years) exposure to atmospheric moisture during operation in an open industrial atmosphere in a cold climate (open circuit) compared to protected operating conditions (closed circuit).
Materials and methods. This study analyzed fire-retardant coating samples collected from operational sites. Infrared absorption spectra were recorded on a Fourier spectrometer in the range of 4000–400 cm-1 using KBr pellets in accordance with State Standard R 57941-2017. Qualitative interpretation of the spectra was based on an analysis of the characteristic absorption bands of the functional groups of the polymer matrix, organophosphorus flame retardant, and mineral filler.
Results. IR spectroscopy revealed significant differences in the chemical state of the samples. The open-loop sample showed the almost complete disappearance of bands in the range of 1240–980 cm-1, characteristic of the stretching vibrations of the P=O and P–O–P bonds of the polyphosphate flame retardant, indicating its profound hydrolytic degradation and leaching. Concurrently, a significant strengthening of the broad band of bound OH groups (3600–3200 cm-1) and a weakening of the epoxy matrix signatures were observed. In the closed-loop sample, the key bands of the flame retardant and polymer are preserved, but the presence of the OH band indicates the initial stages of hydrolysis.
Conclusions. It was established that the dominant degradation mechanism of the fire-retardant coating is hydrolytic degradation, the intensity of which directly depends on the level of moisture load. The results confirm the high sensitivity of the organophosphorus flame retardant and the polymer matrix of the epoxy-acrylate-based fire-retardant coating to long-term exposure to moisture.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.