Механизм пиролиза при горении различных материалов
Механизм пиролиза при горении различных материалов изменяется не только в зависимости от их состава, но и от формы, размеров, плотности упаковки и других факторов. В присутствии кислорода пиролиз полимеров начинается на 200 °С ниже, чем при разложении в инертной среде, а эффективная энергия активации составляет около 147 Дж/моль. Причем с увеличением молекулярной массы полимера конЪганта скорости при разложении увеличивается.
Ниже более детально рассмотрен пиролиз целлюлозы, поскольку целлюлозные материалы широко используются в строительстве.
Отмечается, что хотя по данным многих исследований для разложения целлюлозы характерен первый порядок, однако этот процесс весьма чувствителен к экспериментальным условиям (скорости нагрева газового потока, физические свойства образца, состав окружающей среды и др.). Так, кислород и водяные пары промотируют разложение. Для процесса пиролиза целлюлозы при температуре выше 550 К предложены четыре стадии: первая представляет собой внутримолекулярную реакцию, приводящую к дегидратации; вторая,
конкурирующая с дегидратацией, включает разрыв связей С—О с развитием деполимеризации с образованием левоглюкозана; третья связана с разложением продукта дегидратации до образования угля и органических летучих продуктов; четвертая — ведет к образованию моноокиси углерода, диоксида углерода, воды и водорода?
Таким образом, пиролиз твердых горючих материалов, ведущий к образованию летучих горючих продуктов и тем самым обуславливающий возможность существования пламени, является чрезвычайно сложным процессом, механизм и кинетика которого сильно зависят от различных факторов. Поэтому пиролиз многих материалов остается недостаточно изученным, что в значительной степени затрудняет интерпретацию механизма-горения твердых материалов и создание количественной модели этого процесса. Важно также отметить, что в результате пиролиза, многих горючих материалов-и окисления его продуктов образуются газы и аэрозоли Хдымы), обладающие высокой токсичностью и плотностью, что создает при пожаре дополнительные опасные факторы для людей.