MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–5_ Май –2025
193
КАКОВ МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПОЛИФОСФАТА АММОНИЯ
Назаров Фарход Собирович
Старший преподаватель Каршинского государственного технического
университета
Аннотация: В статье рассматриваются особенности и механизм
действия одного из наиболее широко используемых антипиренов —
полифосфата аммония (ПФА). Описаны его физико-химические свойства,
термическое поведение, а также процессы, происходящие при термическом
воздействии на полимерные материалы с добавлением ПФА. Показано, каким
образом он способствует формированию защитного углеродистого слоя и
препятствует распространению пламени. Проведён анализ современных
направлений применения ПФА в огнезащитных системах, в том числе в составе
интенсифицированных многокомпонентных композиций.
Ключевые слова: полифосфат аммония, антипирены, огнезащита,
механизм действия, термодеструкция, углеродистый слой.
Введение. С каждым годом растёт внимание к вопросам пожарной
безопасности, особенно в строительной, транспортной и электротехнической
отраслях. В этой связи широкое применение находят антипирены — вещества,
снижающие горючесть материалов. Среди них особое место занимает
полифосфат аммония (ПФА) — эффективный, нетоксичный, термостойкий и
экологически безопасный антипирен, используемый как самостоятельно, так и в
составе комплексных антипиреновых систем. Понимание механизма его
действия имеет ключевое значение для создания новых композиций с
улучшенными характеристиками.
Структура и свойства полифосфата аммония. Полифосфат аммония
представляет собой неорганическое полимерное соединение, состоящее из цепей
фосфатных звеньев [–(PO₃⁻)–], связанных посредством кислородных мостиков, и
ионов аммония NH₄⁺. Существует две основные формы ПФА: линейная
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–5_ Май –2025
194
(плохорастворимая) и циклическая (растворимая в воде). В огнезащитных
составах используется преимущественно линейная форма (APP — Ammonium
Polyphosphate), обладающая высокой термической стабильностью (разложение
начинается при ~280–300 °C).
ПФА является источником кислотообразующих веществ (фосфорной
кислоты и её производных) при нагревании, что обусловливает его
антипиреновые свойства. Он не испаряется при нагревании, а подвергается
конденсационной поликонденсации, приводящей к образованию устойчивых
углеродистых слоёв.
Механизм огнезащитного действия. Механизм действия полифосфата
аммония основан на физико-химических процессах, происходящих при
нагревании и воздействии открытого пламени. Этот механизм можно условно
разделить на несколько этапов:
Термическое разложение. При температуре выше 280 °C ПФА
разлагается с образованием фосфорной кислоты (H₃PO₄), которая в дальнейшем
превращается в метафосфорную кислоту (HPO₃)n. Эти кислоты играют
ключевую роль в последующих химических реакциях.
Каталитическое обезвоживание полимеров. Образовавшиеся кислоты
вступают в реакции с гидроксильными группами органических веществ
(целлюлозы,
синтетических
полимеров),
вызывая
обезвоживание
и
карбонизацию. Этот процесс приводит к образованию защитного углеродистого
слоя (char layer), который препятствует поступлению кислорода и тепла к основе
материала.
Барьерная функция. Углеродистый слой, образующийся на поверхности
материала, выполняет барьерную функцию:
снижает теплопередачу к внутренним слоям;
предотвращает выделение летучих горючих продуктов;
защищает от доступа кислорода, ограничивая окисление.
MODERN EDUCATION AND DEVELOPMENT
Выпуск журнала №-26
Часть–5_ Май –2025
195
Ингибирование
пламени.
Помимо
физической
защиты,
фосфорсодержащие соединения ингибируют радикальные реакции горения в
газовой фазе, снижая интенсивность распространения пламени.
Применение и синергизм. ПФА широко используется в составе
интумесцентных (вспучивающихся) покрытий, особенно для защиты древесины,
кабелей, пластиков и строительных конструкций. В таких системах он часто
сочетается с:
углеродистыми источниками (пентаэритрит, декстрин);
газообразующими агентами (мочевина, меламин);
синергистами (цинковые и боратные соединения), усиливающими
барьерный эффект.
Применение ПФА в таких многокомпонентных системах позволяет
достичь класса огнестойкости КМ1 или выше, что делает его незаменимым
компонентом для высокоэффективных огнезащитных материалов.
Заключение. Полифосфат аммония является одним из наиболее
универсальных и эффективных антипиренов благодаря своей способности
образовывать кислотообразующие соединения, инициирующие карбонизацию
полимеров и формирование защитного углеродного слоя. Его механизм действия
основан как на физико-химических реакциях в конденсированной фазе, так и на
ингибировании радикальных процессов в газовой фазе. Благодаря своей
доступности, экологической безопасности и высокой эффективности ПФА
получил широкое распространение в различных областях — от бытовых
материалов до промышленного и строительного сектора. Дальнейшие
исследования в области создания новых композиций с использованием ПФА и
синергистов открывают возможности для создания более надёжных и
экологически чистых огнезащитных материалов.
Литература:
1. Вейл Э., Левчик С. Антипирены для пластмасс и текстиля. Практическое
применение. Мюнхен: Изд-во Хансер, 2009. 2. Гликштерн М. В. Антипирены //
Полимерные материалы. 2003. № 3. С. 22–23; № 4. С. 15–18.
