Важкогорюча віброзахисна мастика для залізничного рухомого складу

 

Скрипинець Анна Василівна

Харківський національний університет міського

господарства імені О.М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0002-3845-8303

 

Саєнко Наталія Вячеславівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-4873-5316

 

Григоренко Олександр Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-4629-1010

 

Афанасенко Костянтин Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1877-1551

 

Макаренко Ольга Валеріївна

Харківський національний університет міського

господарства імені О.М. Бекетова

http://orcid.org/0000-0002-4125-2365

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-39-20

 

Ключові слова: епоксиуретанова мастика, в’язкопружні дослідження, демпфування, пожежна безпека, токсичність, залізничний рухомий склад

 

Анотація

 

Розроблено важкогорючу епоксиуретанову мастику з підвищеними вібродемпфуючими властивостями та необхідними фізико-механічними властивостями для облицювання внутрішніх металевих поверхонь рухомого складу залізничного транспорту. В якості полімерної матриці використовували епоксиуретанові сітчасті полімери. Для зниження горючості використовували вогнезахисну добавку поліфосфат амонію, для надання тиксотропних властивостей – наповнювач із гідрофобізованою поверхнею Аеросил. Як метод дослідження в’язкопружних властивостей застосовували динамічну механічну спектроскопію, за допомогою динамічного релаксометра. Вивчення в’язкопружних властивостей проводили в області ультра низьких частот 0,7–1,0 Гц, що мінімізує дію зовнішніх механічних впливів на зміну структури полімерної матриці в температурному інтервалі від –100 °С до +100 °С. Визначено, що склади на основі олігоефірциклокарбонату, модифікованого епоксидіановим олігомером характеризуються кращими показниками демпфуючої здатності (tgδ=0,97). Встановлено, що розроблена мастична композиція із вмістом антипірену та тиксотропної добавки має найбільші значення демпфуючої здатності (tgδ=0,45–0,47) у високоеластичній області, даний склад може бути використаний як вібропоглинаючий матеріал, працездатний при температурі від –60 °С до +60 °С. В результаті комплексної оцінки пожежної небезпеки було встановлено, що розроблена мастика відноситься до групи вогнехахисних матеріалів з повільним поширенням полум’я, володіє помірною димоутворювальною здатністю і відноситься до категорії помірнонебезпечних матеріалів з точки зору токсичності. Досягнутий рівень характеристик розробленої важкогорючої вібропоглинаючої мастики вказує на перспективу подальшого використання її для облицювання внутрішньої металевої поверхні кузова залізничного рухомого складу з метою забезпечення пожежної безпеки та акустичного комфорту.

 

Посилання

 

  1. Raja S., Tauseef S. M., Abbasi T., Abbasi S. A. Risk of fuel spills and the transient models of spill area forecasting. Journal of Failure Analysis and Prevention. 2018. Vol. 18. Р. 445–455. URL: doi: https://doi.org/10.1007/s11668-018-0429-1
  2. Zhang J., Ji W., Yuan Z., Yuan Y. Pyrolysis, combustion, and fire spread characteristics of the railway train carriages: A review of development. Energy and Built Environment. 2023. Vol. 4(6). Р. 743–759. URL: doi: https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2022.07.001
  3. Lattimer B. Y., McKinnon M. A review of fire growth and fully developed fires in railcars. Fire and Materials. 2018. Vol. 42(6). Р. 603–619. URL: doi: https://doi.org/10.1002/fam.2514
  4. Irikovich Z. O., Vyacheslavovich R. R., Mahmod W. Development of new polymer composite materials for the flooring of rail carriage. International Journal of Engineering & Technology. 2020. Vol. 9(2). Р. 378–381. URL: doi: https://doi.org/10.14416/j.asep.2022.02.005
  5. Jagadeesh P., Puttegowda M., Rangappa S. M., Siengchin S. Role of polymer composites in railway sector: an overview. Applied Science and Engineering Progress. 2022. Vol. 15(2). Р. 5745–5745. URL: doi: https://doi.org/10.14416/j.asep.2022.02.005
  6. Andronov V. A., Bukhman O. M., Danchenko Y. M., Skripinets A. V. Efficiency of utilization of vibration-absorbing polimer coating for reducing local vibration. Науковий Вiсник Нацiонального Гiрничого унiверситету. 2014. (6). С. 85–91.
  7. Wei Z., Xi Z., Zhuo-fu W. Experiment study of performances of fire detection and fire extinguishing systems in a subway train. Procedia Engineering. 2016. Vol. 135. Р. 393–402. URL: doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.01.147
  8. Shcholokov E., Otrosh Y., Rashkevich N., Melezhyk, R. Simulation of human evacuation in case of fire using pathfinder software. Mechanics and mathematical methods. 2023. Vol. 2. Р. 61–71 URL: doi: https://doi.org/10.31650/2618-0650-2023-5-2-61-71
  9. Skripinets A., Saienko N., Hryhorenko O., Berezovskiy A. Development and Evaluation of the Possibility of Using Epoxyurethane Mastic in Railway Transport. In Materials Science Forum. 2020. Vol. 1006. Р. 273–281. Trans Tech Publications Ltd. URL: doi: https://www.scientific.net/MSF.1006.273
  10. Hohenwarter D. Experience Gained from Fire Tests According to EN 45 545-2 and DIN 5510-2 for Testing of Seats. Problemy Kolejnictwa. 2016. Z. 171. Р. 27–38. URL: https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-650169a0-2e94-41af-ac24-dd4776d03c48
  11. Saienko N. V., Demidov D. V., Bikov R. A., Younis B. N. Effect of mineral fillers on the wetting of water-based polymer dispersions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 708(1). 012103. URL: doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012103
  12. Weibo H., Fengchang Z. Studies on the dynamic mechanical and vibration damping properties of polyether urethane and epoxy composites. Journal of applied polymer science. 1993. Vol. 50(2). Р. 277–283. URL: doi: https://doi.org/10.1002/app.1993.070500209
  13. Plugin A. A., Plugin D. A., Pluhin O. A., Borziak O. S. The influence of the molecular structure of polyurethane on vibro- and electroinsulation properties of the tramway structures. in proceedings of cee 2019: Advances in resource-saving technologies and materials in civil and environmental engineering. Springer International Publishing. 2020. Р. 346–353. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-27011-7_44
  14. Skripinets A., Saienko N., Bikov R., Maladyka I., Saienko L. Study of viscoelastic properties of epoxyurethane compositions for vibration protection of metal products. AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2684(1). 040024. URL: doi: https://doi.org/10.1063/5.0133582
  15. Skrypinets А. V., Danchenko Yu. M., Kabus O. V. A research on technological and physicochemical laws of manufacturing vibration-absorbing products based on epoxy-urethane polymer compositions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2015. № 3. 11(75). Р. 4–8. URL: doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.43324
  16. Perez J. The study of polymer materials by mechanical spectrometry. Polymer Science. 1988. Vol. 40(1). Р. 102–135.
  17. Roderique J. D., Josef C. S., Feldman M. J., Spiess B. D. A modern literature review of carbon monoxide poisoning theories, therapies, and potential targets for therapy advancement. Toxicology. 2015. Vol. 334. Р. 45–58. URL: doi: https://doi.org/10.1016/j.tox.2015.05.004
  18. Hampson N. B. Carboxyhemoglobin: a primer for clinicians. Undersea Hyperb Med. 2018. Vol. 45(2). Р. 165–171. URL: https://neilhampson.com/uploads/3/4/7/0/34704948/2018carboxyhemoglobin_primer_uhm.pdf
  19. Tabian D., Bulgaru Iliescu D., Iov T., Barna B., Toma S. I., Drochioiu G. Hydrogen cyanide and carboxyhemoglobin assessment in an open space fire‐related fatality. Journal of forensic sciences. 2021. Vol. 66(3). Р. 1171–1175. URL: doi: https://doi.org/10.1111/1556-4029.14649
  20. Özdemir A., Önder A. An environmental life cycle comparison of various sandwich composite panels for railway passenger vehicle applications. Environ Sci Pollut Res. 2020. №. 27. Р. 45076–45094. URL: doi: https://doi.org/10.1007/s11356-020-10352-8
  21. Zeltmann S. E., Prakash K. A., Doddamani M., Gupta N. Prediction of modulus at various strain rates from dynamic mechanical analysis data for polymer matrix composites. Composites Part B: Engineering. 2017. № 120. Р. 27–34. URL: doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.03.062
  22. Nashif A. D., Jones D. I. G., Henderson J. P. Vibration damping. John Wiley & Sons, 1991. 472 р.
  23. Hryhorenko O., Saienko N., Lypovyi V., Harbuz S. Research of effectiveness of wood fire protection by modified epoxy polymers. In Wood & Fire Safety: Proceedings of the 9th International Conference on Wood & Fire Safety. 2020. Vol. 9. Р. 125–128. Springer International Publishing. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-41235-7_19