ИСТИНА

Этиленвинилацетат (ЭВА) — наиболее распространенный из сополимеров этилена, широко используемый в промышленности (до 4 млн. т в 2018 году). Для снижения горючести материала в ЭВА вводят до 60–70% минеральных наполнителей (гидроксиды алюминия, магния, алюмосиликаты и т.п.). Разложение ЭВА как на воздухе, так и в инертной среде, происходит в две независимые стадии: на первом этапе (250–400оС) происходит деацетилирование винилацетатных (ВАц) звеньев; на втором (400–500оС) — разложение цепи по механизму, аналогичному механизму разложения полиэтилена (ПЭ). Традиционно, при изучении продуктов пиролиза внимания 1 этапу уделяется недостаточно: деацетилирование описывается качественно и считается протекающим полностью, с количественным выходом уксусной кислоты (УК) и следами CO2. Однако, в первичных реакциях разложения могут выделяться как УК (по механизму Норриша, тип 2), так и ацетона, ацетальдегида и CO2 (Норриша, тип 1,3), существенны и вторичные реакции (окисление кислородом воздуха, восстановление до ацетона в присутствии Mg(OH)2 и др.). Для композитов с минеральными наполнителями экспериментально показано, что параметры поджига и горения непосредственно определяются характером и степенью взаимодействия полимера с наполнителем, однако их влияние на термодеструкцию ЭВА и состав продуктов тоже недостаточно изучено. Методом ТГА с ИК-спектральным анализом выделяющихся газов нами количественно исследован характер и продукты термодеструкции ЭВА с содержанием ВАц 10–30% и композитов в инертной и окислительной средах. Показан существенный (до 75–80%) вклад деацетилирования по Норришу 1 при разложении ненаполненных ЭВА. В азоте разложение происходит исключительно на первом этапе с выделением CO2; на воздухе часть ВАц разлагается на втором этапе с выделением ацетона/ацетальдегида. Характер разложения определяется преимущественно молекулярной массой полимера. Введение органоглины повышает выход УК до 90–100%, вследствие катализа на слабых кислотных центрах поверхности. Для композитов с диатомитом этот эффект менее выражен, и при высоком наполнении выход УК падает. Температура начала разложения для диатомитсодержащих композитов существенно зависит от степени смачивания наполнителя полимером: в отдельных случаях наблюдается её снижение на 80–120оС, отсутствующее для диатомита с наличием закрытых, несмачиваемых полимером, пор. Разработан метод, позволяющий определить эффективность и необходимое содержание минерального наполнителя для снижения горючести ЭВА, в том числе в многокомпонентных рецептурах. Измерена эффективность наполнителей в ЭВА и ПЭ по сравнению с распространенными антипиренами и вклад физических эффектов в снижение горючести. Показано, что диатомит не является полностью инертным, а органоглина не проявляет синергии в сочетании с Mg(OH)2.