plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2026-03-9-12plasticnews-1252Research ArticleСТРУКТУРА И СВОЙСТВАSTRUCTURE AND PROPERTIESВлияние термического воздействия на физико-химические характеристики термопластовInfluence of thermal exposure on physical and chemical characteristics of thermoplasticsКлаптюкИ. В.KlaptyukI. V.

Санкт-Петербург

Saint Petersburg

ПринцеваМ. Ю.PrintsevaM. Y.

Санкт-Петербург

Saint Petersburg

printseva75@mail.ruБельшинаЮ. Н.BelshinaYu. N.

Санкт-Петербург

Saint Petersburg

ЕлисеевЮ. Н.EliseevYu. N.

Санкт-Петербург

Saint Petersburg

Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС РоссииРоссияState Fire Service University of EMERCOM of RussiaRussian Federation20263007202613912Copyright © Клаптюк И.В., Принцева М.Ю., Бельшина Ю.Н., Елисеев Ю.Н., 20262026Клаптюк И.В., Принцева М.Ю., Бельшина Ю.Н., Елисеев Ю.Н.Klaptyuk I.V., Printseva M.Y., Belshina Y.N., Eliseev Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/1252

В работе был изучен процесс термической деструкции ряда термопластичных полимерных материалов на основе полиамида, полистирола и акрилонитрилбутадиенстирола для определения температурных диапазонов информативности, в рамках которых по физико-химическим характеристикам возможно определение температуры их нагрева после внешнего теплового воздействия. В ходе исследования с применением синхронного термического анализа были определены основные термоаналитические характеристики рассмотренных материалов, а методом инфракрасной спектроскопии выявлены характеристические полосы, позволяющие судить об изменении молекулярного состава в зависимости от температуры нагрева. Проведена корреляция между термогравиметрическими показателями, тепловыми эффектами и изменением химического состава твердого остатка полимерного материала в процессе термической деструкции. Показано, что для всех рассмотренных материалов температурный диапазон информативности находится в диапазоне от 300°С до 550°С. Полученные результаты могут также применяться в целях диагностики неизвестных полимерных материалов, исходных и подвергнутых термической деструкции, и для оценки их пожарной опасности

This work examined the thermal degradation of several thermoplastic polymeric materials based on polyamide, polystyrene and acrylonitrile butadiene styrene to identify the temperature ranges of informativeness, within which the heating temperature following external thermal exposure can be determined from their physicochemical properties. In this study, simultaneous thermal analysis was used to determine the key thermoanalytical characteristics of the materials investigated, while infrared spectroscopy revealed characteristic absorption bands that indicate changes in molecular composition as a function of heating temperature. A correlation was drawn between the thermogravimetric indicators, thermal effects, and the chemical composition changes of the solid residue of the polymer material occurring during thermal degradation. It has been shown that for all the materials considered, the temperature range of information content extends from 300°C to 550°C. The results obtained can also be used for the diagnosis of unknown polymer materials, both initial and subjected to thermal destruction, and for assessing their fire hazard.

полимерные материалытермопластытермодеструкциятермический анализинфракрасная спектроскопияпожарная опасностьpolymeric materialsthermoplasticthermal designthermal analysisinfrared spectroscopyfire hazardReferencesЗубкова О.А., Сергеева О.А. Контроль экологической опасности продуктов термической деструкции современных отделочных полимерных строительных материалов // Chemical Bulletin. 2018. Т. 1, №2. С. 31–37. EDN: ASKYVU.Зубкова О.А., Сергеева О.А. Контроль экологической опасности продуктов термической деструкции современных отделочных полимерных строительных материалов // Chemical Bulletin. 2018. Т. 1, №2. С. 31–37. EDN: ASKYVU.Shanmugam V., Babu K., Kannan G., Mensah R.A., Samantaray S.K., Das O. The thermal properties of FDM printed polymeric materials: A review // Polymer Degradation and Stability. 2024. V. 228. Р. 110902. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2024.110902.Shanmugam V., Babu K., Kannan G., Mensah R.A., Samantaray S.K., Das O. The thermal properties of FDM printed polymeric materials: A review // Polymer Degradation and Stability. 2024. V. 228. Р. 110902. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2024.110902.Berry N., Arshad M., Arshad M. Overview of polymer nanocomposites in aerospace and automotive application // Polymer and Biopolymer Nanocomposites. Recent Advances and Applications. Woodhead Publishing in Materials. 2026. P. 463–495. DOI:10.1016/B978-0-443-26625-6.00016-4.Berry N., Arshad M., Arshad M. Overview of polymer nanocomposites in aerospace and automotive application // Polymer and Biopolymer Nanocomposites. Recent Advances and Applications. Woodhead Publishing in Materials. 2026. P. 463–495. DOI:10.1016/B978-0-443-26625-6.00016-4.Wu W, Wang J, Li G. 3D/4D printing of stimuli-responsive polymers in biomedical engineering: Materials, stimulations, and applications // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2025. V. 166. P. 101071. DOI: 10.1016/j.mser.2025.101071.Wu W, Wang J, Li G. 3D/4D printing of stimuli-responsive polymers in biomedical engineering: Materials, stimulations, and applications // Materials Science and Engineering: R: Reports. 2025. V. 166. P. 101071. DOI: 10.1016/j.mser.2025.101071.Беззапонная О.В., Глухих П.А., Елфимова М.В., Макаркин С.В. Диагностика формирования вторичных очагов пожара при исследовании полимерных материалов методом синхронного термического анализа // Техносферная безопасность. 2025. №1(46). С. 67–77. EDN: RBFCLP.Беззапонная О.В., Глухих П.А., Елфимова М.В., Макаркин С.В. Диагностика формирования вторичных очагов пожара при исследовании полимерных материалов методом синхронного термического анализа // Техносферная безопасность. 2025. №1(46). С. 67–77. EDN: RBFCLP.Андреева Е.Д., Принцева М.Ю., Кондратьев С.А., Чешко И.Д. Применение термического анализа при исследовании и экспертизе пожаров: методические рекомендации. М.: ВНИИПО, 2013. 60 с. EDN: FSBVKH.Андреева Е.Д., Принцева М.Ю., Кондратьев С.А., Чешко И.Д. Применение термического анализа при исследовании и экспертизе пожаров: методические рекомендации. М.: ВНИИПО, 2013. 60 с. EDN: FSBVKH.Lyon R.E. Physical Chemistry of Polymer Burning // Polymer Degradation and Stability. 2025. V. 234. P.111244. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111244.Lyon R.E. Physical Chemistry of Polymer Burning // Polymer Degradation and Stability. 2025. V. 234. P.111244. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111244.Бревнов П.Н., Новокшонова Л.А., Крашенинников В.Г. и др. Влияние химической природы и структурных особенностей наноразмерных наполнителей на механизм пиролиза полиэтилена // Химическая физика. 2019. Т. 38, №9. C. 54–59. DOI: 10.1134/S0207401X19090024.Бревнов П.Н., Новокшонова Л.А., Крашенинников В.Г. и др. Влияние химической природы и структурных особенностей наноразмерных наполнителей на механизм пиролиза полиэтилена // Химическая физика. 2019. Т. 38, №9. C. 54–59. DOI: 10.1134/S0207401X19090024.Kandola B.K., Roberts L., Ebdon J., Erskine E. Identification of volatiles during thermal degradation of epoxy resins for detection of incipient fi re conditions in composites // Polymer Degradation and Stability. 2025. V. 233, P. 111184. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111184.Kandola B.K., Roberts L., Ebdon J., Erskine E. Identification of volatiles during thermal degradation of epoxy resins for detection of incipient fi re conditions in composites // Polymer Degradation and Stability. 2025. V. 233, P. 111184. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111184.Крыжановский В.К. Инженерный выбор и идентификация пластмасс. СПб.: Научные основы и технологии. 2009. 204 с. ISBN: 978-5-91703-012-8.Крыжановский В.К. Инженерный выбор и идентификация пластмасс. СПб.: Научные основы и технологии. 2009. 204 с. ISBN: 978-5-91703-012-8.Пахаренко В.А., Пахаренко В.В. Яковлева Р.А. Пластмассы в строительстве. СПб: Научные основы и технологии. 2010. 350 с. ISBN: 978-5-91703-019-7.Пахаренко В.А., Пахаренко В.В. Яковлева Р.А. Пластмассы в строительстве. СПб: Научные основы и технологии. 2010. 350 с. ISBN: 978-5-91703-019-7.Михайлин Ю.А. Тепло-, термо и огнестойкость полимерных материалов. СПб.: Научные основы и технологии. 2011. 416 с. ISBN: 978-5-91703-021-0.Михайлин Ю.А. Тепло-, термо и огнестойкость полимерных материалов. СПб.: Научные основы и технологии. 2011. 416 с. ISBN: 978-5-91703-021-0.Инфракрасная спектроскопия полимеров / Под ред. И. Деханта. М.: Химия, 1976. 472 с.Инфракрасная спектроскопия полимеров / Под ред. И. Деханта. М.: Химия, 1976. 472 с.Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. Пер. с англ. Б.Н. Тарасевича. М.: Мир. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2006. 438 с. ISBN: 5-94774-572-0.Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. Пер. с англ. Б.Н. Тарасевича. М.: Мир. БИНОМ. Лаборатория знаний. 2006. 438 с. ISBN: 5-94774-572-0.Ляшенко С.М., Аносова Е.Б. Пожарная и токсическая опасность современных синтетических материалов. М.: Академия гражданской защиты МЧС России. 2019. 193 с. EDN: DPMYEN.Ляшенко С.М., Аносова Е.Б. Пожарная и токсическая опасность современных синтетических материалов. М.: Академия гражданской защиты МЧС России. 2019. 193 с. EDN: DPMYEN.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.