Во многих областях промышленности в результате производственных процессов существует опасность возгорания, быстро переходящего во взрыв. В таких случаях решающее значение имеет каждая миллисекунда, поэтому особо важна быстрота срабатывания системы пожаротушения, которая в зоне возгорания должна создать инертную среду из частиц тушащего материала и прекратить распространение реакции горения. Наиболее быстродействующими являются порошковые системы пожаротушения. Именно для них ученые Института технической химии УрО РАН и Пермского Политеха разработали новый высокоэффективный огнетушащий порошок. Показатели его пожаротушащей способности на 25% превышают российские и зарубежные аналоги, при этом улучшенные характеристики влагостойкости гарантируют его использование в течение не менее 10 лет.

Статья опубликована в журнале «Технологии безопасности жизнедеятельности», 2024 год. Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта «Огнетушащий порошковый состав комбинированного газогенерирующего воздействия».

Огнетушащие порошки состоят из мелких частиц минеральных солей, которые в процессе термического разложения выделяют вещества, способные прерывать процесс горения. Однако компоненты существующих порошковых материалов очень гигроскопичны (способны легко поглощать влагу), склонны к слеживанию и не обладают высокими характеристиками по текучести, что не позволяет их использовать для безотказной работы в быстродействующих системах пожаротушения и взрывоподавления.

Ученые Института технической химии УрО РАН и Пермского Политеха последние несколько лет занимаются разработкой нового поколения огнетушащих составов. Одним из таких стал материал на основе солей кристаллогидратов, а именно гексагидрат магний-аммоний фосфата. Он значительно снижает температуру очага горения за счет содержащихся в структуре молекул воды, которые выделяются в виде водяного пара при разложении соли в пламени.

Ключевым решением применения кристаллогидрата в огнетушащем составе стала разработка супергидрофобной функциональной добавки на основе монодисперсных сферических наночастиц диоксида кремния. Их введение, с одной стороны, устраняет контакты между частицами кристаллогидрата, препятствуя их слеживанию при хранении, с другой – придает им водоотталкивающие свойства.

– В итоге мы получили огнетушащий порошок, компоненты которого покрыты защитной оболочкой из супергидрофобных сферических наночастиц диоксида кремния. Испытания показали, что благодаря эффективности распыления 98%, разработанный состав создает концентрацию огнетушащего вещества в объеме пламени за 2,25 мс. Формируемого облака из частиц порошка достаточно как для полного тушения возгорания, так и подавления взрыва, – поделился Виктор Вальцифер, профессор кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, доктор технических наук, заведующий лабораторией ИТХ УрО РАН.

Проведенные исследования и эксперименты доказали превышение пожаротушащей эффективности разработанного порошкового состава на 25% по отношению к существующим аналогам. Также он обладает высокими показателями влагостойкости по сравнению с коммерческими порошками, наилучшей текучестью, а значит обеспечит высокое быстродействие системам пожаротушения.

В результате решения инновационных научно-технических задач сотрудниками Института технической химии УрО РАН в сентябре 2024 года успешно сертифицировано серийное производство собственного огнетушащего порошкового состава «Эврика-ИТХ ОН» в органе по сертификации ФГБУ ВНИИПО МЧС. Он уже сейчас обеспечивает повышение эффективности пожаротушения при использовании в ручных и автоматических системах, а в ближайшем будущем ожидается запуск производства нового поколения высокоэффективных средств пожаротушения.