Дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково-технічної задачі, що полягає у запобіганні термодеструкції деревини за рахунок створення на поверхні деревини спученого шару піно коксу, що уповільнює процес горіння, та підвищує експлуатаційні показники за рахунок оброблення деревини органонеорганічними композиціями.
Наведено аналіз структури та властивостей деревини. Визначено, що найбільш небезпечною властивістю деревини є її здатність займатися.
Встановлено, що найбільш ефективними засобами вогнезахисту деревини є органо-неорганічні антипірени на фосфорно-амонійній основі.
Виявлено механізм роботи покриттів, здатних утворювати теплоізолюючий шар на поверхні дерев’яних виробів, і встановлено роль речовин, що входять до складу покриттів на процес спучення. Визначено
доцільність застосування в спучуючих покриттях каталізаторів на основі кислот, в якості газоутворювачів – карбамід та в’яжучих компонентів на основі природних органічних речовин, які здатні при високотемпературній дії утворювати теплоізолюючий шар з піно коксу.
Встановлено вплив природних в’яжучих вуглеводнів в складі вогнезахисного покриття, які здатні до утворення на поверхні деревини захисної плівки, яка при високотемпературній дії утворює на поверхні захисний піно-коксовий шар.
Проведено моделювання процесу займання зразка деревини та встановлено параметри часу запалювання, що дає можливість впливати на цей процес.
Проведено моделювання процесу передавання тепла деревиною при її захисті покриттям, визначено коефіцієнт теплопровідності та отримано залежності, що дозволяють одержувати зміну динаміки теплопередачі при спучуванні покриття.
Розроблено математичну модель вимивання антипіренів з застосуванням полімерної оболонки з органічного матеріалу в якості покриття, що дозволяє оцінити ефективність полімерної оболонки за кількістю вимитого антипірену.
За розрахунковою схемою досліджено динаміку виходу водорозчинних антипіренів з шару антипірену при застосуванні поліуретанової оболонки.
Виявлено механізм вогнезахисту деревини при застосуванні органонеорганічної композиції, який полягає в утворенні на поверхні деревини спученого шару піно коксу.
Встановлено відповідність вогнезахисних властивостей деревини обробленої органо-неорганічною композицією.
В результаті практичних та теоретичних досліджень отримано новий тип покриттів на основі органо-неорганічних речовин, який здатний утворювати на поверхні деревини спучений теплоізолювальний шар піно коксу та запобігати проникненню високої температури.
Розроблено багатофакторний метод оцінювання експлуатаційних показників, зокрема, вимивання, гігроскопічність, корозійна дія на метали, та вогнестійких властивостей за показниками горючості, поширення полум’я та димоутворювальної здатності. Результати визначення властивостей деревини захищеної від вогню показали, що оброблені матеріали з деревини при застосуванні гідрофобізатора відносяться до атмосферостійких та важко горючих. На основі випробувань на модельних зразках деревини захищеної від вогню показали, що покриття при дії високої температури утворює спучений шар піно коксу, сприяє теплоізолювальній поверхні деревини, та запобігає проходженню високої температури до матеріалу і вигоранню деревини. При цьому знижується димоутворюваність і горіння матеріалу. Загалом
ефективність вогнезахисту деревини, отримана при багатофакторному визначенні пожежонебезпечних властивостей, показала, що вироби належать до важкогорючих матеріалів, які повільно поширюють полум'я та з низькою димоутворювальною здатністю.
Підтверджено правомірність спільного застосування гідрофобізаторів з вогнезахисним покриттям деревини на конкретних моделях впливу зміни вологості і температури. Проведені дослідження з визначення ступеня гідрофобізації деревини, корозійної дії захисних засобів на метали та тривалості вогнезахисту деревини шляхом їх витримування при перемінних значеннях температури та вологості показали, що застосування гідрофобізатора суттєво захищає деревину від дії вологи та масопереносу антипіренів, а саме, проникаючи в пори деревини, гідрофобізують капіляри та мікротріщини поверхні, утворюючи захисну полімерну плівку, що підвищує експлуатаційні показники.
Досліджена ефективність вогнезахисту дерев'яної тари для зберігання вибухонебезпечних виробів та встановлено, що необроблений зразок здатний до займання та поширення полум'я поверхнею, що призводить до спрацювання піропатронів та руйнування конструкції, натомість, модельний зразок дерев’яної конструкції оброблений вогнезахисним покриттям після вигорання пального не горів, при цьому зафіксовано спучення захисного покриття на окремих ділянках під час дії полум’я, зокрема у нижній частині.
