НАУКОВА ШКОЛА «АНТИПІРЕНОВА ТА ІНГІБУЮЧА ДІЯ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ НА ГОРІННЯ ЕПОКСИ-ПОЛІМЕРІВ ТА ІНШИХ ВУГЛЕВОДНІВ» кафедри фізики та хімії горіння ЛДУ БЖД

Наукова школа кафедри фізики та хімії горіння була започаткована доктором хімічних наук, професором Михалічком Борисом Мироновичем. Наукові інтереси Бориса Мироновича та дослідницька діяльність, яка розпочалась ще у Львівському національному університеті імені Івана Франка (1975–2006) та продовжилась у Львівському державному університеті безпеки життєдіяльності (з 2006 й дотепер), спрямовані на вивчення впливу стереохімічних чинників формування координаційних вузлів в металоорганічних комплексах перехідних металів на їхню реакційну здатність. Результати цих досліджень є предметом зацікавленості фахівців, які працюють в таких галузях науки і техніки як координаційна хімія, структурна хімія, металокомплексний каталіз, екологічна й пожежна безпека тощо.

Нині група наукових співробітників під керівництвом професора Михалічка Б.М. працює над вирішенням дуже важливої для пожежної безпеки проблеми – зниження горючості полімерних матеріалів на основі епоксидних смол. Адже добре відомо, що синтетичні полімери, маючи органічну природу, є вкрай пожежонебезпечними, а продукти їх термічного розкладання та горіння – надзвичайно токсичними. Тому всі подальші зусилля в рамках наукової школи спрямовуються на пошук нових хімічних речовин (нових антипіренів), які б здатні були не лише ефективно знижувати горючість полімерних матеріалів на основі епоксіамінних композитів, а й добре суміщатись з полімером, не погіршуючи його фізико-механічних властивостей. Саме створенню нового покоління металкоординованих епоксіамінних композитів з пониженою горючістю та задовільними експлуатаційними характеристиками, а також розробці технологій їх виготовлення присвячуються всі подальші дослідження наукової школи. 

Ще одним перспективним напрямком дослідження, яким займається наукова група – це розробка нових інгібіторів горіння та створення на їх основі новітніх вогнегасних речовин. 

Наукова школа, якою сьогодні керує професор Михалічко Б.М. та його учні, створила умови низці науковців для виконання дисертаційних досліджень за спеціальністю «Пожежна безпека», зокрема:

• Лавренюк О.І. Робота над докторською дисертацією «Хімічна технологія металкоординованих епоксіамінних композицій з пониженою пожежною небезпекою» (науковий консультант – д.х.н., професор Михалічко Б.М.)

• Годованець Н.М. «Антипіренова та інгібуюча дія водних вогнегасних речовин на основі сполук купруму на горіння нітрогенумісних вуглеводнів» (науковий керівник – д.х.н., професор Михалічко Б.М.)

• Пастухов П.В. “Зниження горючості полімерних матеріалів на основі модифікованих епоксидних смол” (науковий керівник – к.т.н., доцент Лавренюк О.І.)

• Пархоменко В.-П.О. “Підвищення пожежної безпеки матеріалів на основі епоксіамінних композицій модифікаованих купрум(ІІ) гексафлуор-силікатом” (науковий керівник – к.т.н., доцент Лавренюк О.І.)

Серед ключових науково-дослідних робіт варто відзначити такі:

• «Композиційні матеріали на основі епоксидних смол з пониженою горючістю» (№ держреєстрації 0116U005258)

• “Розроблення методики оцінювання пожежних ризиків від провадження господарської діяльності суб’єктами господарювання у будівлях і спорудах громадського призначення на основі ризик-орієнтованого підходу” № держреєстрації 0116U007257

• «Пошук інгібіторів горіння нітрогенумісних органічних речовин на основі сполук купруму («Купркомплекси»)» (№ держреєстрації 0108U009997)

Результати наукових досліджень представлені сотнями наукових публікацій, майже половина з яких надрукована у виданнях, що індексуються у базах даних Scopus та Web of Science.
 

• Lavrenyuk H., Kochubei V., Mykhalichko O., Mykhalichko B. Development and thermal behavior of a new type of polymer materials with reduced combustibility based on epoxy-amine composites modified with copper(II) hexafluorosilicate // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2021. https://doi.org/ 10.1007/s10973-021-10622-8

• Lavrenyuk H., Mykhalichko B., Kochubei V., Novel CuSiF6-coordinated epoxy-amine composites with reduced combustibility: Elaboration, thermal-oxidative behavior, and ignition susceptibility // Polymer Bulletin. –2021. https://doi.org/10.1007/s00289-020-03499-4

• Lavrenyuk H., Mykhalichko B., Garanyuk, P., Mykhalichko, O. New copper (II) -coordinated epoxy-amine polymers with flame-self-extinguishment properties: Elaboration, combustibility testing, and flame propagation rate measuring // Fire and Materials. –2020. Vol. 44(6). –P. 825-834

• Lavrenyuk H., Mykhalichko B., Dziuk B., Olijnyk V., Mykhalichko O. A new copper (II) chelate complex with polyamines as fire retardant and epoxy hardener: Synthesis, crystal and electronic structure, and thermal behavior of (ethylenediamine-N,N')-(diethylenetriamine-N,N',N")-copper(II) hexafluorido-silicate // Arabian Journal of Chemistry. –2020. Vol.13(1). –P. 3060-3069

• Mykhalichko B., Lavrenyuk H., Mykhalichko O. New water-based fire extinguishant: Elaboration, bench-scale tests, and flame extinguishment efficiency determination by cupric chloride aqueous solutions // Fire Safety Journal. –2019. –Vol.105. –P. 188-195

• Lavrenyuk H., Mykhalichko B. Principles of controlled effects on performance properties of self-extinguishing epoxy-amine composites modified by copper(II) carbonate // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. –2019. –Vol.5. –P. 58-64

• Lavrenyuk H., Parhomenko V.-P., Mykhalichko B. The effect of preparation technology and the complexing on the service properties of self-extinguishing copper (II) coordinated epoxy-amine composites for pouring polymer floors // International Journal of Technology. –2019. –Vol.10(2). –P. 290-299

• Lavrenyuk H., Hamerton I., Mykhalichko B. Tuning the properties for the self-extinguishing epoxy-amine composites containing copper-coordinated curing agent: Flame tests and physical-mechanical measurements // Reactive and Functional Polymers. –2018. –Vol.129. –P. 95-102

• Lavrenyuk H., Kochubei V., Mykhalichko O., Mykhalichko B. Metal-coordinated epoxy polymers with suppressed combustibility. Preparation technology, thermal degradation, and combustibility test of new epoxy-amine polymers containing the curing agent with chelated copper (II) carbonate // Fire and Materials. –2018. –Vol.42(3). –P. 266-277

• Lavrenyuk H., Mykhalichko B. DFT study on thermochemistry of the combustion of self-extinguishing epoxy-amine composites modified by copper (II) sulfate // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. –2018. –Vol.6. –P. 42-48

• Lavrenyuk H.I., Mykhalichko B.M., Parhomenko V.-P.O. Quantum-chemical simulation of the behavior of [Cu(H2NC2H4NH2)(H2NC2H4NHC2H4NH2)]SiF6 chelate complex, a fire retardant-hardener of epoxy resins, under the conditions of burning // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. –2018. –Vol.3. –P. 31-36

• Rublova L., Zarychta B., Olijnyk V., Mykhalichko B. Synthesis, crystal and molecular-electronic structure, and kinetic investigation of two new sterically hindered isomeric forms of the dimethyl[methyl(phenylsulfonyl)amino]benzene- sulfonyl chloride // Journal of Molecular Structure. –2017. –Vol.1137. –P. 1-8

• Lavrenyuk H., Mykhalichko O., Zarychta B., Olijnyk V., Mykhalichko B. Synthesis, structural, and thermal characterization of a new binuclear copper (II) chelate complex bearing an amine-hardener for epoxy resins // Journal of Coordination Chemistry. –2017. –Vol.69(18). –P. 2666-2676

• Lavrenyuk H., Kochubei V., Mykhalichko O., Mykhalichko B. A new flame retardant on the basis of diethylenetriamine copper(II) sulfate complex for combustibility suppressing of epoxy-amine composites // Fire Safety Journal. –2016. –Vol.80. –P. 30-37

• Lavrenyuk O.I., Mykhalichko B.M. X-ray powder diffraction and infra-red spectroscopic analysis of the structuring process of modified epoxy-amine composites with the participation of flame retardant [Cu(diethylenetriamine)H2O]SO4•H2O // Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii. –2016. –Vol.5-6. –P. 73-77

• Lavrenyuk H., Mykhalichko O., Zarychta B., Olijnyk V., Mykhalichko B. A new copper(II) chelate complex with tridentate ligand: Synthesis, crystal and molecular electronic structure of aqua-(diethylenetriamine-N,N',N")-copper(II) sulfate monohydrate and its fire retardant properties // Journal of Molecular Structure. –2015. –Vol.1095. –P. 34-41

Патенти:

• Лавренюк О.І., Михалічко Б.М., Пархоменко В.-П.О. Антипірен-отверджувач для епоксидних смол та самозгасаюча епоксіамінна композиція // Патент UA № 118709. –2019.

• Лавренюк О.І., Михалічко Б.М., Пастухов П.В. Самозгасаюча епоксидна композиція зі зниженим димоутворенням // Патент UA № 114557. –2017.

• Лавренюк О.І., Михалічко Б.М. Епоксидна композиція зі зниженою горючістю // Патент UA № 109187. –2015.

• Михалічко Б.М., Годованець Н.М., Михалічко О.Б. Водна вогнегасна речовина «ВГХМ-ІІК» // Патент UA № 108792. –2015.

• Михалічко Б.М., Ковалишин В.В., Годованець Н.М. Водна вогнегасна речовина «ВГХМ-ІІ» // Патент UA № 102757. –2013.

Станом на сьогодні під керівництвом к.т.н., доцента Лавренюк О.І. успішно виконуються наукові дослідження з проблем зниження горючості полімерних матеріалів на основі епоксидних смол. Також викладач Карвацька М.Я. здійснює пошук новітніх інгібіторів горіння на основі водних розчинів неорганічних солей перехідних металів для ефективного гасіння горіння вуглеводнів.

Важливо, що до науково-дослідної роботи за напрямом наукової школи активно долучаються молоді вчені, курсанти та студенти Університету. Зокрема активно представляють свої результати на науково-практичних конференціях в галузі пожежної безпеки:

• Багрій С., Лавренюк О. Вплив токсичності продуктів горіння пінополістиролу на організм людини. Збірник наукових праць ХVI Міжнародної науковопрактичної конференції молодих вчених, курсантів та студентів “Проблеми та перспективи розвитку системи безпеки життєдіяльності”. Львів: ЛДУ БЖД, 2021. С. 9-11.

• Борисяк П.Б., Лавренюк О.І. Нові вогнезахисні покриття для деревини. Збірник наукових праць ХV Між народної науково-практичної конференції молодих вчених, курсантів та студентів “Проблеми та перспективи роз-витку системи безпеки життєдіяльності”. Львів: ЛДУ БЖД, 2020. – С. 14-15.

• Глова В.О., Лавренюк О.І. Рецептурна модифікація самозгасаючих епоксіамінних композицій. Збірник наукових праць XII Міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених, курсантів та студентів “Проблеми та перспективи розвитку системи безпеки життєдіяльності”. Львів: ЛДУ БЖД, 2017. – С. 23.

• В.-П.О. Пархоменко, О.І. Лавренюк, Б.М. Михалічко Фізико-хімічні передумови зниження пожежної небезпеки епоксіамінних композицій, модифікованих хелатними купрокомплексами. Матеріали VІІІ Міжнародної наук.-практ. конференції “Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації над звичайних ситуацій”. Черкаси, 2017. С.231-232.

• V.-P. Parhomenko, H. Lavrenyuk, B. Mykhalichko Technological peculiarities of the obtaining the epoxyamine composites with suppressed combustibility. 5th International Caucasian Symposium on Polymers and Advanced Materials. Tbilisi, 2017. P. 94.

• В.-П.О. Пархоменко, Е.И. Лавренюк Особенности формирования самозатухающих эпоксиаминных композиций с использованием нового антипирена-отвердителя. Сборник материалов XI Международной научно-практической конференции молодых ученых: курсантов (студентов), слушателей магистратуры и адъюнктов (аспирантов) “Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы”. Минск, 2017. С. 76.

• Карвацька М.Я., Михалічко Б.М. Вогнегасні властивості водних вогнегасних речовин на основі неорганічних солей. Збірник наукових праць ХVI Міжнародної науковопрактичної конференції молодих вчених, курсантів та студентів “Проблеми та перспективи розвитку системи безпеки життєдіяльності”. Львів: ЛДУ БЖД, 2021. С. 46-48.