Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 127-132. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 127-132. Введение Огнетушащие порошки (ОП) являются наиболее эффективными и универсальными огнетушащими материалами, которые обладают высокой удельной эффективностью пожаротушения и способны тушить все классы пожаров. В настоящее время основным огнетушащим компонентом ОП являются соли фосфата, однако их недостатками, с одной стороны, являются высокая гигроскопичность, вызывающая слеживаемость, с другой стороны, угловатая и неправильная форма частиц, затрудняющая течение. С целью решения проблемы несовершенства ОП как в области эффективного подавления процессов горения, так и их стойкости к факторам внешней среды [1-4] предложено регулирование морфологии частиц за счет придания правильной формы как частицам тушащего компонента, так и функциональному наполнителю, защищающего фосфат аммония от неблагоприятных факторов внешней среды. М етодика На первом этапе исследования использовали модифицированный метод Штобера без использования органического растворителя с мольным соотношением [NHi]/[TEOS] = 6-12, что позволило получить частицы диоксида кремния (SiO2) сферической формы, которые модифицировались в жидкой фазе полиметилгидросилоксаном (ПМГС). Помимо этого, моноаммонийфосфат (МАФ) был получен с помощью метода распылительной сушки (рис. 1) из раствора соли с концентрацией 35 масс. %. Затем полученные частицы МАФ были механически смешаны с синтезированным SiO2, доля которого составила 5 масс. % [5]. На втором этапе полученный SiO2 также использовался для синтеза супрачастиц со структурой ядро (моноаммонийфосфат) - оболочка (диоксид кремния). Для этого суспензия из наночастиц SiO2 в растворе МАФ распылялась в сушильную камеру, где под действием потока воздуха, нагретого до 200 °С, наночастицы диоксида кремния переносятся испаряемой водой из объема микроразмерной капли к ее поверхности, формируя оболочку, а МАФ остается в центре и формирует ядро [5]. Соотношение компонентов в использованных суспензиях составило 1:1 и 2:1. Затем синтезированные супрачастицы модифицировали ПМГС в среде органического растворителя (гексан) с последующей отгонкой и сушкой при 105 °С. Рис. 1. Схема процесса получения супрачастиц методом распылительной сушки Помимо этого, был проведен сравнительный анализ характеристик следующих порошковых составов: ОП на основе частиц МАФ неправильной формы, используемый в системах пожаротушения (S1); состав, полученный смешением сферических частиц МАФ и модифицированного SiO2 (S2); супрачастицы со структурой «ядро — оболочка» (S3). Р е зу л ь т а ты исследований Как видно на рис. 2, частицы SiO2, полученные с использованием модифицированного метода Штобера при соотношении компонентов [NH 3 ]/[TEOS] = 9 [6], имеют размер 250 нм (рис. 2а) и равномерно распределяются по поверхности синтезированных распылительной сушкой частиц МАФ без образования крупных агломератов (рис. 2б, в). © Санникова А. Д., Шамсутдинов А. Ш., Кондрашова Н. Б., Замащиков В. В., Вальцифер И. В., 2025 128