Текстильные материалы играют значительную роль в жизни человека. Рабочая и домашняя одежда, обивка мебели, постельные принадлежности, декор интерьера – спектр применения текстиля постоянно расширяется. К достоинствам тканей можно отнести доступность, относительно низкую цену, применимость практически во всех сферах деятельности. Однако, несмотря на все положительные качества, текстильные материалы и изделия из них обладают существенным недостатком – большинство из них являются горючими.

Производство текстиля относится к одной из древнейших технологий. Ткани, используемые для изготовления одежды, обустройства дома, декоративной отделки помещений, обивки салонов различных транспортных средств и применяемые в технике в целом, изготавливают из различных волокон, обладающих набором специфических свойств в зависимости от их назначения. Текстильное волокно представляет собой протяженное тело, гибкое и прочное, с малыми поперечными размерами и ограниченной длины [1]. По происхождению текстильные волокна можно условно разделить на натуральные и химические. Именно состав ткани определяет множество ее параметров, в том числе и пожарную опасность.

Легкая промышленность как отдельная отрасль производства появилась в России во второй половине 18 века [2]. К 1995 году насчитывалось 22343 предприятия текстильной промышленности с количеством рабочих порядка 1,323 млн. человек [3]. По состоянию на 2015 год на территории России находилось 25705 предприятий текстильного производства, число работников которых достигало 144,5 тыс. человек [4]. Увеличение количества предприятий легкой промышленности указывает на актуальность вопросов обеспечения пожарной безопасности текстильных и швейных производств, а также складов хранения готовой продукции.

За 10 месяцев 2019 года на территории Российской Федерации произошло 422417 пожаров, из них 17,6% приходится на объекты экономики, в том числе и предприятия легкой промышленности. При этом наибольшее число пожаров составляют горение сухой травы и мусора на открытых территориях (59,5%). На втором месте по количеству пожаров за указанный период находятся здания жилого назначения – 96523 случая возгорания (22,9%). Пожары на производственных объектах составляют 0,7% от общего количества (2936 пожаров). На складских территориях было зарегистрировано 1314 пожаров (0,3%).

Основной причиной возникновения пожаров за указанный период является неосторожное обращение с огнем. По этой причине произошло 304825 пожаров, что составило 72,2% от общего количества [5]. Распределение количества пожаров за 10 месяцев 2019 года по причинам возникновения представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Распределение количества пожаров за 10 месяцев 2019 года по причинам возникновения

Стоит отметить, что большинство пожаров в жилых и производственных зданиях, независимо от причины и места возникновения, распространяются в том числе и по текстильным материалам, обладающим высокой пожарной опасностью.

Согласно классификации, определенной нормативными правовыми актами, по классу функциональной пожарной опасности производственные здания и сооружения относятся к классу Ф 5.1, а складские здания, сооружения и помещения – к классу Ф 5.2 [6]. В таблице 1 представлены данные по пожарам в зданиях данных классов функциональной опасности за 10 месяцев 2019 года [5].

Таблица 1 – Данные по пожарам в зданиях производственного и складского назначения за 10 месяцев 2019 года

  Помимо гибели и травмирования людей, уничтожения значительной части имущества, при пожарах на предприятиях текстильной и швейной промышленности возможно быстрое распространение пламени по поверхности материалов, взрывы в вентиляционных устройствах и фильтрах из-за накопления пыли, большая плотность задымления и высокий рост пожара в начальной стадии его развития [7].

Большой материальный ущерб, наличие погибших и травмированных на предприятиях производственного назначения и в складских помещениях, в том числе на объектах легкой промышленности, указывает на необходимость применения дополнительных мер с целью обеспечения пожарной безопасности.

 Для снижения пожароопасных свойств текстильных материалов применяются антипирены – компоненты, добавляемые в материалы органического происхождения с целью обеспечения огнезащиты [8]. Существует два основных способа нанесения антипиренов на текстильные материалы: поверхностная или объемная обработка текстильных материалов с последующим образованием на поверхности обрабатываемых образцов труднорастворимых соединений и химическая модификация волокон текстильных материалов огнезащитными композициями с образованием ковалентных связей между антипиреном и макромолекулой волокнообразующего полимера [9].

 На рынке Ивановской области представлены огнезащитные составы отечественного и иностранного производства марок «Тезагран Л-3», «Пекофлам» и «Пироватекс», применяемые для поверхностной и объемной обработки. Данные составы, нанесенные на брезент с поверхностной плотностью 380 г/м² (арт.11255 ОВ Д), были выбраны для проведения испытаний. С целью оценки эффективности представленных антипиренов в качестве замедлителей горения для текстильных материалов были проведены термические исследования. Одним из таких исследований является термогравиметрический анализ.

  Термогравиметрический анализ (ТГА) заключается в измерении зависимости массы твердого образца от температуры среды, в которую он помещен [10]. В результате термогравиметрического анализа можно определить процент убыли массы исследуемого вещества в зависимости от увеличения температуры. На основании полученных данных можно оценить термоустойчивость и состав вещества в начальном состоянии, на промежуточных стадиях процесса и в остатке [11].

  По результатам ТГА определены температуры, при которых образцы теряли определенные проценты массы. Данные по температуре потери массы представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Данные по температуре потери массы исследуемыми образцами

 Наибольшие различия в полученных результатах наблюдались у образца, обработанного огнезащитным составом «Пироватекс». Даже при нагревании до максимальной температуры 1000°С образец не достиг потери массы в 65%. Потеря массы при данной температуре для Пироватекса составила 62,29%, в то время, как образец с обработкой Пекофламом потерял 66,08% массы, а с обработкой Тезаграном Л-3 – 66,30%.

 При обработке результатов были определены температуры, при которых достигается максимальная скорость разложения испытываемых образцов. Результаты дифференциальной термогравиметрии представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Результаты дифференциальной термогравиметрии

Из представленных данных видно, что наименьшая температура максимальной скорости разложения наблюдается у образца, обработанного Пекофламом, наибольшая – у образца с нанесенным огнезащитным составом «Пироватекс» [12]. Проводя сравнительную оценку эффективности исследуемых огнезащитных составов можно сделать вывод, что наибольшее влияние на термическую устойчивость текстильных материалов из целлюлозных волокон оказывает обработка огнезащитным составом «Пироватекс».

Результаты проведенного исследования показывают принципиальную возможность использования термогравиметрии при оценке эффективности огнезащитных пропиток для ткани. Термогравиметрический анализ позволяет определить температуру, при которой достигается максимальная скорость разложения, а также процент убыли массы образца в результате теплового воздействия, что позволяет выбрать наилучший огнезащитный состав для обработки текстильных материалов.

Таким образом, с целью обеспечения пожарной безопасности объектов легкой промышленности важно снизить пожароопасные свойства производимых материалов. Самым простым, доступным и широко применяемым способом повысить огнезащитные показатели текстильных материалов является нанесение антипиренов. Для комплексной оценки различных огнезащитных составов требуются современные технологии и методы. К таким, в частности, относится термогравиметрический анализ. Правильный подбор защитных мер, направленных на безопасность предприятий текстильной и швейной промышленности, а также складов готовой продукции, позволит снизить вероятность возникновения пожара, предотвратить гибель и травмирование людей.

Список литературы

1. Калиева О. М., Кащенко О. Г. Товароведение и экспертиза текстильных материалов: учебное пособие. – Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2012. 220 с.
2. Легкая промышленность: Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Советская энциклопедия, 1969-1978. 19774 с.
3. Дмитриев Ю. А. Состояние и перспективы развития легкой и текстильной промышленности // Технология текстильной промышленности. 2014. №4(352). С. 17-24.
4. Шевченко И. К. Текстильная промышленность в России: история и современность / И. К. Шевченко, Ю. В. Развадовская, А. А. Марченко // TERRA ECONOMICUS. 2019. №17(1). С. 131-149.
5. Распоряжение МЧС России от 20 декабря 2019 года №755 «Об утверждении Программы профилактики нарушений обязательных требований в области пожарной безопасности при осуществлении федерального государственного пожарного надзора на 2020 год». URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_342620/ (дата обращения 20.02.2020).
6. Федеральный закон от 22 июля 2008 года №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (с изменениями и дополнениями). URL: https://base.garant.ru/12161584/ (дата обращения 03.02.2020).
7. Методические рекомендации по действиям подразделений федеральной противопожарной службы при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ (направлен указанием МЧС России от 26.05.2010 N 43-2007-18). URL: www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_256383/ (дата обращения 12.02.2020).
8. ГОСТ 12.1.033-81 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Термины и определения» (утв. постановлением Госстандарта СССР от 27 августа 1981 г. №4084). URL: https://base.garant.ru/3922466/ (дата обращения 17.02.2020).
9. Способы и средства огнезащиты текстильных материалов. Руководство МЧС России. – Введ. 2004-01-21. – М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004. 48 с.
10. Логвиненко В. А., Паулик Ф., Паулик И. Квазиравновесная термогравиметрия в современной неорганической химии. – Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989. 222 с.
11. Шаталова Т. Б., Шляхтин О. А., Веряева Е. Методы термического анализа: методическая разработка. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011. 72 с.
12. Спиридонова В.Г. Комплексная оценка огнезащитных показателей замедлителей горения / В.Г. Спиридонова, О.Г. Циркина, А.Л. Никифоров, Д.В. Сорокин, И.Ю. Шарабанова // Современные пожаробезопасные материалы и технологии: сборник материалов II Международной научно-практической конференции, посвященной Году гражданской обороны России, Иваново, 19 сентября 2018 г. – Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. С. 161-165.