ࡱ> wzxG 4bjbjَ *z0]  < & & & & & & & & $u> & & & & & & & & & & & & & & &  & & n&  &   & UVOD Primjena polimernih materijala u pomorstvu otvorila je i jo uvijek otvara niz problema u smislu izbora polimera relevantnih fizikih i kemijskih karakteristika vanih u uvjetima more-zrak. Vee brzine brodova, zahtjevi za to lakom konstrukcijom zbog veeg prijevoza roba, antikorozivnost - sve su to imbenici koji su prisilili brodograditelje, a time i znanstvene institucije na zamjenu dijela klasinih brodograevnih materijala: metala ili drva, polimerima. Organska priroda polimernih materijala uzrok je njihove nestabilnosti pri povienim temperaturama to dovodi do promjene njihovih kemijskih i fizikih svojstava. Kao posljedica toplinske razgradnje materijala mogu nastati niskomolekulni lako zapaljivi i otrovni spojevi, a to je sa aspekta sigurnosti na moru od posebna znaaja. Postoji niz empirijskih metoda procjene zapaljivosti od kojih se najee koristi utvrivanje gorivosti u uvjetima poveane koncentracije kisika a oznaava se kao granini indeks kisika. 1. ZAPALJIVOST POLIMERNIH MATERIJALA Zapaljivost polimernih materijala ovisi o njihovoj temperaturnoj stabilnosti i procesu degradacije. Vezano s tim definirane su temperature zapaljivosti polimera (ASTM D 1929-69). Temperatura zapaljenja je najnia poetna temperatura zraka okoline kod koje se iz uzorka razvija dovoljna koliina gorivih plinova da uz pomo standarnog plamena dolazi do zapaljenja. Temperatura samozapaljenja je najnia temperatura zraka okoline uzorka kod koje, bez prisutnosti drugog izvora paljenja dolazi do samozapaljenja uzorka. Temperature samozapaljenja za neke polimere dane su u tablici 1. Tablica 1. Temperatura samozapaljenja za neke polimere POLIMER Temperatura samozapaljenja T/ 0C ------------------------------------------------------------------------------------------ Polietilen 349 Polipropilen 570 Polistiren 491 Poli(vinil-klorid) 454 Politetrafluoroetilen 530 Poliamid 532 Polioksietilen 450 - 462 _________________________________________________________ Kada razgradni produkti i kisik stalno protjeu kroz zonu izgaranja i ukoliko je osloboena energija vea od gubitka toplinske energije konvekcijom u okolinu, tada se odrava potrebna temperatura zapaljivosti sustava, a proces se nastavlja do potpunog gubitka ili materijala ili kisika. Nastala toplina izgaranja ovisi o brzini procesa gorenja, kao i o svakoj kemijskoj reakciji. Ona eksponencijalno raste s porastom temperature dok se potpunom konverzijom ne postignu maksimalne vrijednosti. 2. MEHANIZAM GORENJA Budui su gorivi produkti pirolitike razgrdnje organskih polimera odgovarajui ugljikovodici, vei broj autora posstavio je tzv. molekularni model po kojem je njihovo izgaranje vrlo slino izgaranju niskomolekulnih ugljikovodika, pa se kao model za utvrivanje mehanizma uzima smjesa metan - kisik. Proces se dijeli na etiri zone: a) poetna hladna zona kada se smjesa naglo zagrijava strmim gradijentom prelaza topline, b) prva zona oksidacije gdje uslijed izgaranja dolazi do naglog smanjenja koncentracije ugljikovodika uz nastajanje CH2O, CO, H2O i radikala H, OH i O u koncentraciji veoj od ravnotene, c) druga zona oksidacije gdje dolazi do konverzije CO u CO2 i d) iroka zona difuzije u kojoj dolazi do rekombinacije radikala i uspostavljanja ravnotene koncentracije komponenata. Smanjenje gorivosti polimernih materijala, posebno u skladu sa zahtjevima meunarodne konvencije SOLAS (Save of Life at Sea), osniva se na zaustavljanju, inhibiciji jednog ili vie procesa u ciklusu izgaranja. Bez obzira na metodu, konani rezultat procesa mora biti smanjenje procesa prijenosa topline na vrsti vrsti polimer to smanjuje ili u potpunosti zaustavlja proces termike degradacije i nastajanja gorivih produkata. Inhibicija procesa postie se dodatkom odreenih kemijskih spojeva, retardanata i usporavala gorenja osnovnom polimeru. 3. METODA GRANINOG INDEKSA KISIKA ( GIO ) Postoji veliki broj testova namjenjenih pojedinanim ili vrlo specifinim namjenama polimernog materijala. Uobiajena klasifikacija materijala s obzirom na gorivost je: zapaljiv - oznaava materijal koji je lagano upaljiv, pod normalnim uvjetima izgara brzo i burno, negoriv - obino se odnosi na anorganske materijale, samogasiv - materijal je zapaljiv, ali nakon odstranjivanja izvora zapaljenja dolazi do gaenja polimera. U ovu grupu spadaju i materijali koji se zagrijavanjem raspadaju na produkte koji sprijeavaju dalje irenje plamena (npr. PVC). Metoda graninog indeksa kisika predloena je od Fenimore i Martin-a 1966. godine, kao test za mjerenje relativne zapaljivosti polimernih materijala. Od tada je ona prihvaena kao standardna metoda i to ne samo za utvrivanje gorivosti polimernih materijala, ve i kao metoda za istraivanje polimera i utjecaja aditiva koji izgaraju u uvjetima poviene koncentracije kisika. Metoda daje prikladne, reproducibilne vrijednosti izraene numeriki kao stupanj zapaljivosti i po tome se razlikuje od veine kvalitativnih testova za odreivanje zapaljivosti. Po definiciji granini indeks kisika (GIO) je najmanja koliina kisika u smjesi kisik - duik, koja je potrebna da ispitani uzorak gori pod standardnim uvjetima. O2 GIO(%) = --------- x 100 O2+N2 - gdje su O2 i N2 volumne koncentracije plinova. to je vea sklonost materijala gorivosti, manja je koncentracija kisika potrebna, tj. manji je granini indeks kisika. Za izgarenje u zraku GIO = 20,9 % meutim iz dobivenih eksperimentalnih podataka smatra se da materijal samogasiv ukoliko mu je granini indeks kisika iznad 25 %. U tablici 2 prikazane su vrijednosti graninog indeksa kisika za neke materijale: Tablica 2. Granini indeks kisika za neke materijale _____________________________________________________________________________ Polimer GIO% Polimer GIO% _____________________________________________________________________________ Poli(metil metakrilat) 17 Poliamid 23 Poli(akrilonitril) 18 Vuna 25 Polipropilen 18 Polikarbonat 27 Poliizopren 18,5 Poli(m-fenilen izoftalamid) 28,5 Polibutadien 18,5 Fenol formaldehidna smola 35 Polistiren 18,5 Kloropren 40 Celuloza 19 Poli(vinil-klorid) 42 Poli(etilen tereftalat) 21 Poli(viniliden fluorid) 44 Poli(tetrafluoretilen) 95 Poli(viniliden klorid) 60 Teflon Poli(vinil alkohol) 22 Grafit 60 _____________________________________________________________________________ Pomou graninog indeksa kisika moe se izvriti klasifikacija materijala, na slijedei nain: Klasifikacija gorivosti Raspon graninog indeksa kisika __________________________________________________________ veoma samogasiv GIO>50 samogasiv 258Title $<56CJ8KH2.2 TOA Heading x5..TOC 1 ! $ 5CJ..TOC 2" $ 5..TOC 3# $ 5**TOC 4$ $ ..TOC 5% $ 5..TOC 6& $ CJ..TOC 7' $ CJ..TOC 8( $ CJ..TOC 9) $ CJ0 0Footer * !CJ00Header + !CJ*)@* Page NumberCJ8+8 Endnote Text-$CJmH :: Footnote Text.$CJmH 22Naslov/$56@CJ$0z43 (I+.144678:;<')459hik/D:\My Documents\Projekti\171004Zvonko\hell2.doc0<@.@..@<...@....@ < .....@ L< ......@  <.......@  <........@ <......... @00p@GTimes New Roman5Symbol3& Arial"1h.%.%[(V!01UVODhikhikOh+'0L    ,4<DUVODfVODhikikNormalhik1kMicrosoft Word 8.0@@dݱ@dݱ[(՜.+,D՜.+,0 hp|   UVV1  UVOD Title 6> _PID_GUIDAN{9A707668-F159-11D1-AFB8-306107C10000}  !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=?@ABCDEFHIJKLMNPQRSTUVYRoot Entry F`[1Table>WordDocument*zSummaryInformation(GDocumentSummaryInformation8OCompObjj  FMicrosoft Word Document MSWordDocWord.Document.89qOh+'0L    ,4<DUVODfVODhikikNormalhik2kMicrosoft Word 8.0@zT@dݱ@ީ1n'՜.+,D՜.+,0 hp|   UVTl0  UVOD Title 6> _PID_GUIDAN{9A707669-F159-11D1-AFB8-306107C10000}*  7Zw%,fpjJ''D*E*H*I***4+@+G+R+////10<0C0E0V1v14FzHz~zzzzzz{5H*H*H*5K(&P . A!"n#$4%7  ~       ~  ~ ~    ~~    ~        ~~~        ~   ~     ~             11S1T1U1V1k1&2244zzzz$0 [,@,Normal1$CJmH V@V Heading 1$ & F<@& h5;CJ KHmH N@N Heading 2$ & F<@&  5;mH L@L Heading 3$ & F <@& ;mH T@T Heading 4$ & F <@& 5OJQJmH <@< Heading 5$<@&5mH 6@6 Heading 6$@& 56mH H@H Heading 7$1$<@&CJOJQJmH L@L Heading 8$1$<@&6CJOJQJmH N @N Heading 9 $1$<@&56CJOJQJmH <A@<Default Paragraph Font8"@8Caption$1$xxCJmH B'@BComment ReferenceCJOJQJkH:@: Comment Text$1$CJmH 6*@!6Endnote ReferenceH*8&@18Footnote ReferenceH*D @DIndex 1$1$ r  5CJmH @ @@Index 2$1$ r CJmH @ @@Index 3$1$ r CJmH @ @@Index 4$1$ r CJmH @@@Index 5$1$ r CJmH @@@Index 6$1$ r CJmH @@@Index 7$1$ r CJmH @@@Index 8$1$ r CJmH @@@Index 9$1$p r CJmH H!@BH Index Heading$1$x 5CJmH bI@bMessage Header,$1$n$d%d&d'd-DCJmH 8>@8Title $<56CJ8KH2.@2 TOA Heading x5.@.TOC 1 ! $ 5CJ.@.TOC 2" $ 5.@.TOC 3# $ 5*@*TOC 4$ $ .@.TOC 5% $ 5.@.TOC 6& $ CJ.@.TOC 7' $ CJ.@.TOC 8( $ CJ.@.TOC 9) $ CJ0 @0Footer * !CJ0@0Header + !CJ*)@* Page NumberCJ8+@8 Endnote Text-$CJmH :@: Footnote Text.$CJmH 2O2Naslov/$56@CJ$/z+I=A a : ; 6 7 Q [Q34l(NN sReM  k T!!"G"H"####$$$$$$$$$ &&&B&&& ' 'I''')),*-*(+)+k+l+5,6,K,--//{3 (I+.1z4678:;<')459UnknownPomorski Fakultethikhik/D:\My Documents\Projekti\171004Zvonko\hell2.doc0<@.@..@<...@....@ < .....@ L< ......@  <.......@  <........@ <......... @//0//OJQJ $OJQJ >?rs$%z{}~  WXvwu v ^ _ | }   X Y ~dewx34HIrs23()hi67abxy  NOpq;</0  W X ""6#7#V#W#o#p#D$E$$$<%=%W%X%%%%%'''(( (!(#($((((((());)<)u)v))))),*;*<*a*b***++++6,G,H,z,{,,,,,--7-8-f-g---g.h.......////q@p@q*zq" @q,zqf @q.zq @q0zq @q2zq~ @q4zqH @q6zqb @q8zq @q:zpJ@qzq@q@zq@qBzq\@qDzq@qFzp@qHzq@qJzq@qLzq@qNzp@qPzp@qRzq@qTzq@@qVzq`@qXzp@qZzq @q\zq @q^zqP!@q`zqx!@qbzq*"@qdzq"@qfzp6#@qhzpn#@qjzq~%@qlzp%@qnzp&@qpzq'@qrzq)@qtzq)@qvzq)@qxzq:*@qzzq*@q|zp*@q~zp+@qzqh,@qzq,@qzp,@qzp-@qzpf.@qzpR0@qzq0@qzq1@qzq2@qzqn2@qzq2@qzq2@qzq4@qzq,4@qzq4@qzp4@qzqJ5@qzp5@qzqx8@qzq09@qzq9@qzp`:@qzp;@pzp\;@qzp;@qzqfG@qzqvG@qzqG@qzqH@qzpH@qzpH@qzqM@qzqfN@qzqN@qzpN@qzpP@qzqtR@qzqR@qzq.S@qzqS@qzp\T@qzpW@qX@qzqXY@qzqxY@qzq~Y@qzqZZ@qzqhZ@qzqZ@qzq\[@qzq[@qzp"\@qzq\@qzp\@p ^@qzq*^@qzqv^@qzq^@qzp_@qzpa@qb@qzpb@qzq6c@qzqc@q{p(d@q{qld@q{qd@q{pe@q{qe@q {qg@q {qg@q{qg@q{q0h@q{pi@pi@GTimes New Roman5Symbol3& Arial"1h.%Q%n'T!0dl0UVODhikhikG 4bjbjَ |/]  vvvv < $~$t%h'>  B  ~ ~n ~uLF vvRoot Entry F`uLF|1Table>WordDocumentu|SummaryInformation( |  !"#$%&'()*+,-./012^56789:;`?@ABCDEF4_bcdefghijklmnopqrstvy{DocumentSummaryInformation8CompObjj0Tablea' 7669-F159-11D1-AFB8-306107C10000}Oh+'0L    ,4<DUVODfVODhikikNormalhik2kMicrosoft Word 8.0@zT@dݱ@ީ1n'  FMicrosoft Word Document MSWordDocWord.Document.89q՜.+,D՜.+,0 hp|   UVTl0  UVOD Title 6> _PID_GUIDAN{9A70