ОЦІНЮВАННЯ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ ЕПОКСИДНИХ КОМПОЗИТІВ ДЛЯ БУДІВНИЦТВА СПОСОБОМ РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОТИ ЗГОРЯННЯ АКТИВНИХ РОЗРІДЖУВАЧІВ

Юліана Костянтинівна Гапон; Артем Олександрович Майборода; Віталій Михайлович Нуянзін; Олександр Васильович Власенко; Юрій Миколайович Гринько

doi:10.30977/BUL.2219-5548.2026.112.0.17

Автор(и)

Юліана Костянтинівна Гапон Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна
Артем Олександрович Майборода Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8, Україна
Віталій Михайлович Нуянзін Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8., Україна
Олександр Васильович Власенко Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8, Україна
Юрій Миколайович Гринько Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8, Україна

DOI:

https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2026.112.0.17

Ключові слова:

активні розріджувачі, алкілгліцидилові етери, епоксидні смоли, пожежна небезпека, розрахункові методи, теплота згоряння

Анотація

У роботі проаналізовано й порівняно експериментальні й теоретичні значення теп-лоти згоряння активних розріджувачів епоксидних смол – аліфатичних гліцидилових етерів. Установлено, що молярна теплота згоряння досліджуваного ряду закономірно зростає від 2355,6 кДж/моль (для метилгліцидилового етеру) до 4392,2 кДж/моль (для н-бутилгліци-дилового етеру). Доведено, що найбільш точним для прогнозування пожежної безпеки є метод, у якому беруться до уваги структурні особливості, де похибка становить лише 0,1–1,7 %. Метод розрахунку за елементним складом продемонстрував середню похибку 2,8–3,0 %, проте він не розрізняє структурні ізомери (н-бутил- і трет-бутилгліцидилові етери). Виявлено не-придатність методу енергій хімічних зв’язків для зазначеного класу сполук, оскільки він систе-матично занижує результат на 482,1–933,1 кДж/моль, а похибка сягає 20,5–21,2 %. Отримані показники дають змогу оптимізувати склад епоксидних композитів для будівництва з метою підвищення їх вогнестійкості.

Біографії авторів

Юліана Костянтинівна Гапон, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри хімії та хімічної технології

Артем Олександрович Майборода, Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8

канд. пед. наук, доцент, начальник кафедри інженерної та аварійно-рятувальної техніки навчально-наукового інституту оперативно-рятувальних сил

Віталій Михайлович Нуянзін, Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8.

канд. техн. наук, доцент, начальник кафедри радіаційного і хімічного захисту навчально-наукового інституту інженерної та спеціальної підготовки

Олександр Васильович Власенко, Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8

викладач кафедри інженерної та аварійно-рятувальної техніки навчально-наукового інституту оперативно-рятувальних сил

Юрій Миколайович Гринько, Національний університет цивільного захисту України, 18034, Україна, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8

канд. наук. з держ. упр., старший викладач кафедри інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Посилання

Verkoyen P., Frey H. Long Chain Alkyl Epoxides and Glycidyl Ethers: An Underrated Class of Monomers. Macromolecular Rapid Communica-tions. 2020. Vol. 41. No. 15. P. 2000225. DOI:10.1002/marc.202000225.

Laskowska A. et al. The effect of reactive diluents on curing of epoxy resins and properties of the cured epoxy coatings. Journal of Coatings Technology and Research. 2022. Vol. 19. No. 6. P. 1743–1755. DOI:10.1007/s11998-022-00737-4.

Matthes R., Frey H. Polyethers Based on Short Chain Alkyl Glycidyl Ethers: Thermoresponsive and Highly Biocompatible Materials. Biomac-romolecules. 2022. Vol. 23. No. 6. P. 2241–2260. DOI:10.1021/acs.biomac.2c00223.

Nishimura T., Arimitsu K., Matsumoto M. et al. Network Formation and Physical Properties of Epoxy Resins for Future Practical Applications. JACS Au. 2022. Vol. 2. No. 7. P. 1522–1542. DOI:10.1021/jacsau.2c00120.

Epoxy resins: Synthesis, structure, and properties. In: Handbook of Thermosetting Foams, Aerogels, and Hydrogels. Elsevier, 2024. P. 251–286. DOI:10.1016/B978-0-323-99452-1.00004-8.

Wang X., Li Y., Zhang H. Comparative study of reactive diluents with different molecular structures on the curing properties of epoxy adhesives and the interface bonding properties with mortar. International Journal of Adhesion and Adhesives. 2023. Vol. 125. P. 103473. DOI:10.1016/j.ijadhadh.2023.103473.

Laskowska A. et al. The effect of reactive diluents on curing of epoxy resins and properties of the cured epoxy coatings. Journal of Coatings Technology and Research. 2022. Vol. 19. No. 6.

P. 1743–1755. DOI:10.1007/s11998-022-00737-4.

Baller J. et al. Biobased epoxy reactive diluents prepared from monophenol derivatives: effect on viscosity and glass transition temperature of epoxy resins. Polymers. 2023. Vol. 15. No. 19.

P. 3856. DOI:10.3390/polym15193856.

Rudawska A., Frigione M. Effect of Diluents on Mechanical Characteristics of Epoxy Compounds. Polymers. 2022. Vol. 14. No. 11. P. 2277. DOI:10.3390/polym14112277.

Pastarnokienė L., Jonikaitė-Švėgždienė J., Lapin-skaitė N. et al. The Effect of Reactive Diluents on Curing of Epoxy Resins and Properties of the Cured Epoxy Coatings. Journal of Coatings Technology and Research. 2023. Vol. 20. No. 4.

P. 1207–1221. DOI:10.1007/s11998-022-00737-4.

Li J., Zhao H., Sui G. Renewable Green Reactive Diluent for Bisphenol A Epoxy Resin System: Curing Kinetics and Properties. RSC Advances. 2022. Vol. 12. No. 47. P. 31699–31710. DOI:10.1039/D2RA05160E.

Zhang Q., Yang J., Wang D., Song L., Hu Y. Recent advances in flame-retardant epoxy resins based on phosphorus-containing compounds. Progress in Polymer Science. 2021. Vol. 115. P. 101377. DOI:10.1016/j.progpolymsci.2021.101377.

Zhao H., Wang X., Liu Y., Chen L. Flame retar-dancy and thermal degradation of phosphorus-modified epoxy resin systems. Polymer Deg-radation and Stability. 2019. Vol. 167. P. 62–72. DOI:10.1016/j.polymdegradstab.2019.06.019.

Lu S., Hamerton I. Recent developments in the chemistry of halogen-free flame retardant polymers. Progress in Polymer Science. 2002. Vol. 27. P. 1661–1712. DOI:10.1016/S0079-6700(02)00018-7.

Нуянзін В. М., Майборода А. О., Мельник О. Г., Даник О. М., Ведула С., Лесечко Д. Визна-чення теплоти утворення алкілгліцидних ете-рів для оцінки їх пожежної небезпеки. Над-звичайні ситуації: попередження та ліквіда-ція. 2024. Т. 8. № 2. С. 74–83.

Chickos J., Acree W. Enthalpies of combustion of organic compounds: experimental data and estimation methods. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 2017. Vol. 46. No. 1. P. 013104. DOI:10.1063/1.4976850.

Domalski E., Hearing E. Estimation of thermo-dynamic properties of organic compounds using group contribution methods. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 2016. Vol. 45. No. 4. P. 043102. DOI:10.1063/1.4966138.

Beyer G. Flame retardant properties of epoxy resins and epoxy composites. Fire and Materials. 2018. Vol. 42. No. 4. P. 437–449. DOI:10.1002/fam.2504.