ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРИЛИРОВАННОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ОЦЕНКА ЕЕ ОГНЕЗАЩИТНЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ

Изучен процесс модификации целлюлозы смесью ортофосфорной кислоты и полифосфата аммония в среде карбамида или этими же составами с добавкой соли магния. Показано, что в условиях модификации этерифицирующий состав подвергается направленной анионной реорганизации с образованием линейных короткоцепочечных полифосфатов. Установлено, что уровень огневой защищенности модифицированной целлюлозы с использованием фосфатных составов зависит как от содержания фосфора в тканях, так и от состава вводимых эфирных групп. Эффективность сопротивляемости огню полученных материалов увеличивается с ростом длины фосфатных цепей. Показано, что в процессе осуществления модификации целлюлозы с использованием обогащенных полифосфатами пропиточных составов в интервале 130–160 °С обеспечиваются условия, приводящие к получению фосфатов целлюлозы с небольшими потерями прочности хлопчатобумажных материалов (не более 10–15 %). Полученные фосфаты целлюлозы обладают уровнем сопротивляемости огню, соответствующим трудногорючим материалам.

целлюлоза, модификация, фосфорилирование, полифосфаты, ортофосфаты, огнезащищенность, сохранность прочностных характеристик, токсикология

1. Виноградов, В. В. Взаимодействие целлюлозы с водными растворами ортофосфорной кислоты. I. Результаты предварительных экспериментов / В. В. Виноградов, Л. Н. Мизеровский, О. П. Акаев // Химические волокна. – 2002. – № 3. – С. 15–18.

2. Мизеровский, Л. Н. Взаимодействие целлюлозы с водными растворами ортофосфорной кислоты. Структурные и химические аспекты реакции Н3РО4 с гидратированной целлюлозной пленкой / Л. Н. Мизеровский, В. В. Афанасьева // Химические волокна. – 2002. – № 5. – С. 20 – 24.

3. Лунева, Н. К. Фосфорилирование целлюлозы смесью ортофосфорной кислоты и полифосфата аммония в среде карбамида / Н. К. Лунева, Т. И. Езовитова // ЖПХ. – 2014. – Т. 87, № 10. – С. 1512 – 1520.

4. Лунева, Н. К. Этерификация целлюлозы разной структурной неоднородности ортофосфорной кислотой / Н. К. Лунева, Е. А. Тельпук, А. В. Онуфрейчук // ЖПХ. – 2012. – Т. 85, № 11. – С. 1818 – 1825.

5. Лунева, Н. К. Получение и изучение свойств фосфатов целлюлозы / Н. К. Лунева, Л. И. Петровская, Т. И. Езовитова // ЖПХ. 2007 – Т. 80, № 11. С. 1899 – 1903.

6. Cпособ получения антипирена: пат. 2172242 РФ: МПК B27K3/52, B27K3/34 / А. А. Леонович, А. В. Шелоумов; дата публ.: 20.08.2001.

7. Балакин, В. М. Азот-фосфорсодержащие антипирены для древесины и древесных композиционных материалов / В. М. Балакин, Е. Б. Полищук // Пожаровзрывобезопасность. – 2008. – Т. 17, № 2. – С. 43–51.

8. Состав для огнезащиты и тушения тлеющих материалов: пат. 14310 Респ. Беларусь: A62D 1/00, C09K 21/00 / В. В. Лахвич, З. В. Шукело, В. В. Богданова, Л. В. Радкевич; дата публ.: 28.02.2011.

9. Байклз, Н. Целлюлоза и ее производные: в 2 т. / Н. Байклз, Л. Сегал ; пер. с англ. под ред. З. А. Роговина. – М.: Мир, 1974. – Т. 1. – 499 с.; Т. 2. – 512 с.

10. Нифантьев, Э. Е. Фосфорилирование целлюлозы / Э. Е. Нифантьев // Успехи химии. – 1965. – Т. 34, № 14. – С. 2206–2219.

11. Karl-Kroupa, E. Use of paper chromatography for differential analyses of phosphate mixtures / E. Karl-Kroupa // Analytic Chemistry. – 1956. – Vol. 28. № 7. – P. 1091–1097. DOI: 10.1021/ac60115a008

12. ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. – М.: Стандартинформ, 2006. – 19 с.

13. ГОСТ 29104.4-91. Ткани технические. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве. – М.: Стандартинформ, 2004. – 7 с.

14. Кочергин, В. П. Взаимодействие расплавленных полифосфатов с карбонатами щелочных металлов / В. П. Ко- чергин, М. В. Падерова, В. И. Башкирцева // Журн. неорган. химии. – 1984. – Т. 29, № 12. – С. 3189–3192.

15. Падерова, Л. В. Высокотемпературное взаимодействие полифосфатов с нитратами щелочных металлов / Л. В. Падерова, С. А. Николенко, В. П. Кочергин // Журн. неорган. химии. – 1984. – Т. 29, № 12. – С. 3111–3114.

16. Watanabe, M. The Mechanism of the Hydrolyses of Polyphosphates. The Effect of Cation on the Hydrolyses of Pyro- and Thriphosphates / M. Watenale, M. Matsuura, N. Yamada // Bulletin Chemistry Society Japan. – 1981. – Vol. 54, № 3. – P. 738 – 741. DOI: 10.1246/bcsj.54.738

17. Продан, Е. А. Кинетика распада триполифосфат-иона в системе К5Р3О10 – Н5Р3О10 – Н2О / Е. А. Продан, И. Л. Шашкова, О. Э. Борич // Вес. Акад. навук БССР. Сер. хім. навyк. – 1983. – № 3. – С. 45–49.

18. Изучение пиролиза продуктов модификации целлюлозы конденсированными фосфатами / И. С. Скорынина [и др.] // Вес. Акад. навук БССР. Сер. хім. навук. – 1970. – № 3. – С. 29 – 34.

19. Продан, Е. А. Триполифосфаты и их применение / Е. А. Продан, Л. И. Продан, Н. Ф. Ермоленко. – Минск: Наука и техника, 1969. – 284 с.

20. ГОСТ 19297-2003. Ткани хлопчатобумажные с огнезащитной отделкой. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2005. – 11 с.

21. ГОСТ 12.1.044-89. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы определения. – М.: Стандартинформ, 2006. – 99 с.