из пламени объясняется участием металлсодержащих частиц в газофазном
катализе разложения паров Н
2
О с образованием радикалов ОН:
Н + Н
2
О = ОН + Н
2
. (5.6)
В случае полимерных систем образование дыма зависит, прежде всего, от
условий выделения летучих продуктов и их состава, то есть важно,
осуществляется ли при этом пиролиз полимеров -«беспламенное» горение или
пиролиз и горение летучих продуктов – «пламенное» горение. Известны
рекомендации по созданию полимерных материалов (поливинилхлорид,
сополимеры винилхлорида, пенополиуретаны) с использованием добавок
различных соединений металлов. Например, для полимерных материалов на
основе винилхлорида рекомендованы цианид и тиоцианат меди, окись
железа,смеси порошкообразного железа с окисью меди или молибдена, смеси
окисей меди, молибдена и ванадия. Для материалов на основе полиуретанов
рекомендовано дициклопентадиенилжелезо, и предложено использовать также
кислородсодержащие добавки кислотного типа, например, адипиновую,
фумаровую, изофталевую кислоты [60].
Предполагается, что обогащение кислородсодержащими веществами
летучих продуктов уменьшает их дымообразующую способность в результате не
только появления источника дополнительного кислорода в пламени, но и
склонности кислородсодержащих соединений к захвату электрона и
образованию отрицательных ионов. Рекомбинация последних с
положительными углеводородными ионами — зародышами сажевых частиц —
снижает вероятность нуклеации сажи. При применении металлсодержащих
веществ возможны альтернативные воздействия. Добавки влияют на пиролиз
материала таким образом, что изменяется состав летучих соединений или растет
выход коксовых остатков, либо добавки в результате превращений образуют при
горении летучие соединения, которые переходят в газовую фазу и подавляют
дымообразование. В случае поливинилхлорида (ПВХ) используемые вещества,
по-видимому, служат акцепторами хлористого водорода. Образующиеся
хлориды металлов способны переходить в условиях горения материала в
газовую фазу. В частности, FеС1
2
и FeCl
3
довольно легко возгоняются при
температуре около 300°С, МоСl
5
— при 268°С. Дициклопентадиенилжелезо
сублимирует примерно при 400°С. Исследования влияние ферроцена на
подавление дымообразования при горении ПВХ, показали, что добавка (0,1—
1,5) мол.% ферроцена вызывает уменьшение количества бензола - основного
источника дыма. Линейная зависимость дымообразования при горении ПВХ от
количества выделяемого бензола подчеркивает важное значение этого продукта
как предшественника сажевых частиц [61].
Другим путем снижения дымообразования материалов является изменение
их состава.