ࡱ> G  Rbjbjَ %G] \kD        CCCCCCC$aEUGC     ChC   hChChC 6  C^6^ ChCDhCCC $`좻8r CMOGUCNOSTI UGRADNJE TVRDE PVC FOLIJE U PLOVNE OBJEKTE U SKLADU SA MEUNARODNOM KONVENCIJOM SOLAS Zvonko Hell Pomorski fakultet Sveuilita Split Zoran Junakovic Pomorski fakultet Sveuilista Split Ivo Subat Tehnoloski fakultet Sveuilita Split Milan Ravlic Adriachem, K. Sucurac Kljucne rijeci: Sazetak: Pregledni clanak polimerni materijali, Primjena polimernih materijala u brodogradnji otvara niz brodogradnja, pomorstvo, problema kod njihovog izbora koji mora biti u skladu sa PVC folija, modifikatori, meunarodnom konvencijom SOLAS. U sluajevima pozara zapaljivost, granicni mogu se degradacijskim procesom razvijati plinovi koji su indeks kisika opasni za osoblje. U radu je prikazana ovisnost gorivosti tvrde PVC folije o vrsti i koncentraciji modifikatora. Ispitni uzorci sadrzavali su modifikatora u omjerima od I do 50 tezinskih djelova na 100 djelova PVC-a. Rezultati su dobijeni odreivanjem "indeksa kisika", obraeni su grafiki i izradeni su matematicki modeli. Izraunavanjem koeficijenta korelacije potvrdeno je slaganje eksperimentalno dobijenih podataka sa raunskim. Abstract: Subject review The application of polymers on shipbuilding raises a series of questions regarding their selection and the obligation to comply with the International SOLAS convention, particularly in respect to the cases of fre because in the process od degrading the gasse.s dangerous to the crew can be developed The paper illustrates the dependence of flamability of the rigid PIrC foil to the type and concentration of the mod fying resins. The tests samples covrtained the mod fying resins in the ratio of I to 50 weight parts to I00 P VC parts. The results are obtained by determining the "oxygen index" and are processed graphically to create malhematic models. By calculating the correlation coeffcient the correspondence of the experimental data to the computed ones has been confirmed UVOD Primjena polimernih materijala u pomorstvu otvorilaje ijo uvijek otvara niz problema u smislu izbora polimera relevantnih fizikih i kemijskih karakteristika vaznih u uvjetima more-zrak. Vee brzine brodova, zahtjevi za to lakom konstrukcijom zbog veceg prijevoza roba, antikorozivnost - sve su to imbenici koji su prisilili brodograditelje, a time i znanstvene institucije na zamjenu dijela klasinih brodogradevnih 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 najece koristi utvrivanje gorivosti u uvjetima povecane koncentracije kisika a oznaava se kao granicni 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- I 969). Temperatura zapaljenja je najnia poetna temperatura zraka okoline kod koje se iz uzorka razvija dovoljna koliina gorivih plinova da uz pomoc standarnog plamena dolazi do zapaljenja. Temperatura samozapaljenja je najniia 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 smozapaljenja T/ C 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 oslobodena energija veca od gubitka toplinske energije konvekcijom u okolinu, tada se odrzava 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. MEHANIZAM GORENJA Buduci su gorivi produkti piroliticke razgrdnje organskih polimera odgovarauci ugljikovodici, veci broj autora posstavio je tzv. molekularni model po kojem je njihovo izgaranje vrlo slino izgaranju niskomolekulnih ugljikovodika, pa se kao model za utvrdivanje mehanizma uzima smjesa metan - kisik. Proces se dijeli na detiri zone: a) podetna 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, H20 i radikala H, OH i O u koncentraciji veEoj od ravnotezne, c) druga zona oksidacije gdje dolazi do konverzije CO u COZ i d) iroka zona difuzije u kojoj dolazi do rekombinacije radikala i uspostavljanja ravnotezne koncentracije komponenata. Smanjenje gorivosti polimernih materijala, posebno u skladu sa zahtjevima medunarodne konvencije SOLAS (Save of Life at Sea), osniva se na zaustavljanju, inhibiciji jednog ili vise procesa u ciklusu izgaranja. Bez obzira na metodu, konacni rezultat procesa mora biti smanjenje procesa prijenosa topline na cvrsti dvrsti polimer to smanjuje ili u potpunosti zaustavlja proces termike degradacije i nastajanja gorivih produkata. lnhibicija procesa postize se dodatkom odredenih kemijskih spojeva, retardanata i usporavala gorenja osnovnom polimeru. METODA GRANICNOG INDEKSA KISIKA ( GIO )"4 Postoji veliki broj testova namjenjenih pojedinanim ili vrlo specifinim namenama polimernog materijala. Uobicajena klasifikacija materijala s obzirom na gorivostje: zapaljiv - oznadava materijal koji je lagano upaljiv, pod normalnim uvjetima izgara brzo i burno, negoriv - obidno se odnosi na anorganske materijale, samogasiv - materijal je zapaljiv, ali nakon odstranjivanja izvora zapaljenja dolazi do gasenja polimera. U ovu grupu spadaju i materijali koji se zagrijavanjem raspadaju na produkte koji sprijedavaju dalje sirenje plamena (npr. PVC). Metoda granicnog indeksa kisika predlozena je od Fenimore i Martin-a 1966. godine, kao test za mjerenje relativne zapaljivosti polimernih materijala. Od tada je ona prihvacena kao standardna metoda i to ne samo za utvrdivanje gorivosti polimernih materijala, vec i kao metoda za istrazivanje polimera i utjecaja aditiva koji izgaraju u uvjetima povisene koncentracije kisika. Metoda daje prikladne, reproducibilne vrijednosti izrazene numeriki kao stupanj zapaljivosti i po tome se razlikuje od vecine kvalitativnih testova za odredivanje zapaljivosti. Po definiciji granidni indeks kisika (GIO) je najmanja kolidina kisika u smjesi kisik - duik, kojaje potrebna da ispitani uzorak gori pod standardnim uvjetima. GIO(o/a) = OZ x 100 Oz + NZ - gdje su OZ i Nz volumne koncentracije plinova. Sto je veca sklonost materijala gorivosti, manja je koncentracija kisika potrebna, tj. manji je granini indeks kisika. Za izgarenje u zraku GIO = 20,9 % medutim iz dobivenih eksperimentalnih podataka smatra se da materijal samogasiv ukoliko mu je granidni indeks kisika iznad 25 %. U tablici 2 prikazane su vrijednosti granidnog indeksa kisika za neke materijale: Tablica 2. Granini indeks kisika za neke materijale3 Polimer GIO% Polimer GIO% Poli(metil metakrilat) 17 Poliamid 23 Poli(akrilonitril) 18 Vuna 25 Polipropilen 18 Polikarbonat 27 Polzopren 18,5 Poli(m-fenilen izoftalamid) 28,5 Polibutadien 18,5 Fenol formaldehidna smola 35 Polistiren 18,5 Kloropren 40 1 Celuloza 19 Poli(vinil-klorid) 42 Poli(etilen tereftalat) 21 Poli(viniliden fluorid) 44 Poli(tetrafluoretilen) Teflon 95 Poli(viniliden klorid) 60 Poli(vinil alkohol) 22 Grafit 60 Pomocu graninog indeksa kisika moze se izvriti klasifikacija materijala, na slijedeci nain: Klasifikacija gorivosti Raspon graninog indeksa kisika 4 veoma samogasiv GIO>50 samogasiv 25>?~??F@@@@@@@@@ AOAPAAA(BpBBCWCCC>?~??F@@@@@@@@@ AOAPAAA(BpBBBCWCCCDSYZ\]d%'135^jmuvx%+.679:BCDEMNPQ\]c  !07# ( k u ~      ' ( ) * 3 4 B C I L T Z ^ i m n t u | ~     # - 8 9 ; < C D J K T U c d n p v w z {      ()2345=>GMWajkuv*+12:;GHJKPT\]dnyz&(24>@EJRTacnpqsz &'2389@ADEIMOY_`ghpqyz  "#'256ABHIOPXY_cqrx  ITUc3=ost#1TXYbcklmnstz{  )*67>BHLUYabijmnxy| %(,45@ACMUV`al   "#()+,34=>BCIJSTcdqy|#$+,3:>?CDNOST[\eflpvw  "&0:;BHIMNVY^_eivw;AEGHUWabhilmqry| "#-.45=>IJKLVW^_hjtu|}!"&'./:;GHKLPQ\]fgqr|~  %&',07=CGMNPQ[\fjsv %./12:;?@LMRSZ[bdgouv          " # - . 4 5 6 : < = A B D E P Q Z [ e f p r u v w x { | ! !!!!!"!+!,!/!0!7!8!D!E!F!G!I!R![!\!^!_!e!f!s!t!{!|!~!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""""""!"""&"+"6"7"?""""""""""""""""""""""""""""########%#'#)#+#0#1#3#4#<#=#C#D#J#L#N#O#X#[#`#n#u#v#x#y##############################$ $ $$$$$$$%$,$-$3$4$6$7$;$<$F$X$_$c$k$l$r$s$y$z$|$}$$$$$$$$$$$$$%%#%$%0%E%I%e%q%%%%%%%%%%%%&&!&"&/&0&5&?&I&e&n&&&&&&&&&&&&&&'' ' '''#'$'4'E'I'J'S'T'Z'h'l'm'r's'z''''''''''''''''''''''(( ((%(&(/(2(8(9(B(C(J(K(Q(`(e(f(o((((() ) ))2)<)=)G)H)J)K)S)T)^)_)e)f)i)j)t)y){)|))))))))))))))))))))))))))))))))* * *****(*,*1*2*=*>*I*J*S*T*[*\*b*d*i*j*u*v*|**************** + ++++,+@+O+Q+W+Y+a+c+o+p+w+x+z+{++++++++++++++++++.......................//////$/%/.///5/7/B/O/Z/[/b/d/f/h/s/t/z/{/////////// 0 00$0-0000000000000000001 11!1)1*1,191B1C1E1F1K1223333444 4)4/4N4V4Y4Z4^4k4l4u4v44444444444444444444444455 55$505155595B5C5O5P5[5c5f5g5p5q5s5t5|5}5555555555555555555555555555555 666666!6"6,6-64656>6[6]6^6e6f6k6l6t6u6w6x6666666666666666666666 7777&7(7)7273797e9o9p9}9~999999999999999999999999999:: : :::::):*:5:6:C:F:G:J:N:O:T::::::::::::::::::::::::; ;;;;;";+;7;F;O;P;R;S;U;V;[;<<R=T=>>U>X>>>>>>>t???????????????????????????????@@ @ @@@@@%@)@1@J@S@T@]@^@h@i@k@l@u@v@|@}@@@@@@@@@@@@@@@@@@A AAAA%A&A2A3A>A?AFAGAKALANAOASAdAnApAzA}AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABB B BBBBB$B%B/BDBMBNBTBUB]B^BeBfBqBrBtBuBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBC CC%C&C(C)C2C5C?CCCGCHCLCMCZC[CcCdCoCpCsCCCCCCCCCCCCCCDDDDD3D9DbDiDpDyDDDDDDDE EEEE"E#E+E2E8EvE}EEEEEEEEEEEEEEEFFF"F$F-F.F8F9FAFBFPF|FFFFFFFF'GCX%7=%^j%+[a"+, . Z ^  - 8 ajHJnr2Y_258T3Uot #D)MUJS6>CHry5:jt HKr|%&07js%.in " # - G!I!!!Y"]""""*#+#0#####X$b$$$$$%$%e%%%%%&?&^&&&&&'$'h'm'''&(8(`(e((((() )H)J)))))J*O*****(+,+@+W+{++++,',(,=,y,,,, --W-i-----5.G.....O/Z/h/s///v0w091B1y1}111111111112222V2[22222333 3^3d3e3g3r3v3w3}333444444$505}5555555566 77N7m7n777788K8\88888#94999: ::::::;S;U;V;[;;; < <%<'<1<6<p<v<<<<<<</=0=R=T=======>>6?;?>???T?c?????@@TAXAAAAA1B3BBBCCpCsClDnDDDDDEEF FuFzF'GPomorski Fakultet A:\HELL9.doc@$G$GW$G$G eeBC%G@@ @@ @@@@ @@@(@@@4@@L@@GTimes New Roman5Symbol3& Arial?5 Courier New"1h%&%&u ;  ">08I#&MOGUCNOSTI UGRADNJE TVRDE PVC FOLIJE UPomorski FakultetPomorski FakultetOh+'0 , H T `lt|'MOGUCNOSTI UGRADNJE TVRDE PVC FOLIJE U OGUPomorski FakultetE omoNormaliPomorski FakultetE 2moMicrosoft Word 8.0 @@hC@hC u ;՜.+,D՜.+,T hp|   N8I  'MOGUCNOSTI UGRADNJE TVRDE PVC FOLIJE U Title 6> _PID_GUIDAN{B7AC2F4C-F3B5-11D1-B2A7-52544C195136}  !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~Root Entry F\m%棻1Table\HWordDocumentSummaryInformation(DocumentSummaryInformation8CompObjjx:O  FMicrosoft Word Document MSWordDocWord.Document.89q