Во многих случаях уровня химзащитных свойств, достигаемого за счет только гидро-олеофобизации поверхности ткани оказывается недостаточным, и в этих случаях необходимо использовать более мощные химзащитные средства, например, изолирующие материалы, либо материалы сорбционно–активные, способные к поглощению опасных веществ в своем объеме. В своих работах мы изучали сорбционно-активные угленаполненные ткани, которые применялись для доусиленияхимзащитных свойств материала «Штурм», в частности мы применили их в качестве химзащитной подкладки, которая пришивается или пристегивается по контуру изготавливаемых из этого материала огне-химзащитныхСИЗК.
Использование в защитной одежде активированных углей известно и описано, в частности в работах[1-5]. В наших работах мы развиваем подобные исследования, имея ввиду поиск возможностей создания новых видов отечественных угленаполненныххимзащитных материалов с улучшенным комплексом защитных, эксплуатационных и эргономических характеристик. В частности, для решения этих задач на нашем предприятии выполнены как ткацкие разработки по созданию специальных углеемких текстильных материалов, максимально адаптированных под задачи их наполнения углесодержащими субстратами, так и рецептурно-технологические разработки самих углесодержащих субстратов, с решением вопросов закрепления угля в структуре ткани.
Результаты и их обсуждение
Работы по созданию специальных углеемких тканей проводились нами на имеющемся у нас ткацком оборудовании с расширенными технологическими возможностями путем изготовления на них полиэфирных тканей с эксклюзивной полутораслойной структурой переплетения нитей, для построения которой использовали более одной системы уточных нитей. В результате получен ряд инновационных высокообъемных плотных тканей, обеспечивающих надежное закрепление сорбционно-активного компонента в структуре текстильного материала, а также имеющих высокие значения прочности на разрыв и раздирание. В качестве базового образца для дальнейших исследований выбрана полиэфирная ткань полутораслойного переплетения, которая освоена у нас как ткань СТК по ТУ 8318-078-91669629-2012.
В качестве сорбционно-активного компонента использован порошковый уголь с размерами частиц 50 - 60 мкм, который смешивался с многокомпонентным связующим специального состава и полученная при этом композиция внедрялась в структуру текстильного полотна с дальнейшим ее отверждением при температуре 160 – 2000С.
Для изучения химзащитных характеристик получаемых материалов на первом этапе оценивались сорбционная активность активированных углей, при этом особо важным было решить задачу сохранения сорбционной активности угля при его использовании в составе закрепляющей полимерной композиции, компоненты которой могут блокировать сорбционно-активные центры в структуре активированных углей и тем самым «отравлять» его. В ходе исследований нами разработаны специальные, не «отравляющие» уголь многокомпонентные составы и технология их использования при изготовлении новых видов химзащитных тканей [6].Уровень сорбционной активности систем определялся по показателю «Емкость по бензолу».
Результаты оценки этого показателя представлены в табл. 4.
Таблица 4
Сорбция паров бензола активированным углем
|
Вид пробы |
Сорбционная емкость, % |
|
Уголь исходный |
31,2 |
|
Уголь после прогрева при 1800С, 5 мин |
30,7 |
|
Смесь угля с закрепляющей композицией |
|
|
до отверждения |
31 |
|
после отверждения (1800С, 5 мин) |
45 |
Как видно их данных табл. 4 сорбционная активность активированного угля не снижается при его введении в состав разработанной закрепляющей композиции, т.е. эффект «отравления» угля данным составом практически полностью отсутствует. Более того, как видно из табл. 4, при нагреве угленаполненной ткани происходит усиление сорбционной активности материала, что, возможно, в данном случае связано с эффектом активации самого угля в присутствии предложенной закрепляющей системы.
С использованием разработанной технологии угленаполнения текстильных систем на предприятии создана и освоена группа новых химзащитных тканей – материалы «ХЗМ» по ТУ 8318-093-91669329-2014, «Форм» по ТУ 13.96.16-102-91669323-2018 и «Биформ» по ТУ 13.96.16-103-91669323-2018, «Митрон» по ТУ 8729-091-91669329-2014, которые различаются по количеству содержащегося в них активированного угля и используются в зависимости от требований к уровню их химзащитных и эргономических свойств.
Работы по оценке химзащитных свойств этих материалов проводились на двухслойных пакетах СИЗ, состоящих из внешнего слоя – материала «Штурм» и внутреннихслоев из материалов «Форм» и «ХЗМ».
При выборе химических веществ, на которых оценивались уровни защитных свойств новых химзащитных пакетов, принималось во внимание, что из попадающих под действия гигиенических нормативов более 2400 вредных для человека веществ (ГН 2.2.5.1313-03), известно ок. 600, при работе с которыми требуется специальная защита кожи (ГОСТ 12.1.005-88[7]).
Проведена оценка уровня химзащитных свойств материалов «Форм» и «Биформ» при воздействии серной кислоты, щелочи и нефти, а также семи распространенных в промышленности опасных органических продуктов, от которых, как показали предварительные исследования, индивидуально материал «Штурм» практически не защищает. Результаты представлены в табл. 5.
Таблица 5
Оценка свойств двухслойных пакетов СИЗК
|
Наименование показателя |
Значение показателя для пакета на основе: |
|
|
Форм |
ХЗМ |
|
|
Масса 1 м2, г, не более |
390 |
580 |
|
Жесткость, сН |
6 |
20 |
|
Степень водоотталкивания |
80 |
80 |
|
Негорючесть, с, не менее |
12 |
12 |
|
Устойчивость к многократному изгибу, кциклы |
более 100 |
более 100 |
|
Паропроницаемость, кг/(м2.сут) |
5 |
3 |
|
Непроницаемость, мин: |
|
|
|
серная кислота 98 % |
более 480 |
более 480 |
|
щелочь 30 % |
более 480 |
более 480 |
|
нефть |
более 480 |
более 480 |
|
бензол |
более 480 |
более 480 |
|
толуол |
более 480 |
более 480 |
|
тетрахлорметан |
более 480 |
более 480 |
|
гептан |
более 480 |
более 480 |
|
циклогексанон |
более 480 |
более 480 |
|
тетрагидрофуран |
более 480 |
более 480 |
|
диметилсульфоксид |
более 480 |
более 480 |
Как видно из табл. 5 представленные пакеты материалов по отношению ко всем испытанным продуктам обладают требуемыми химзащитными свойствами, при этом нужным уровнем этих свойств обладает даже облегченный пакет «Дикс», объединяющий материалы «Штурм» и «Форм», имеющий высокую паропроницаемость, минимальные массу и жесткость. Вместе с тем, очевидно, что представленные в табл. 5 химические продукты не исчерпывают весь перечень существующих опасных веществ, которые могут обладать и большими проникающими способностями и в связи с этим особо перспективным здесь, на наш взгляд, является то, что накопленный нами опыт создания новых углеемких текстильных основ, а также опыт рецептурно-технологических разработок по наполнению этих основ специальными высокоэффективными углесорбирующими составами дает нам также возможности для дальнейшего совершенствования этих материалов, например, для наращивания уровняразличных, в том числе и химзащитных их свойств. Создаваемые таким образом инновационные высокоэффективные защитные ткани могут, под соответствующие задачи, быть оперативно освоены на оборудовании НПФ «Фабитекс», располагающем производственными возможностями по всей технологической цепочке их многостадийного изготовления, включая ткацкое производство, производства по отделке и печати тканей, а также производство по угленаполнению и по нанесению на ткань различных, в том числе дискретных полимерных покрытий.
Список литературы
1. Морозова И. И. Разработка пакета материалов с сорбционно-фильтрующим слоем для защитной одежды фильтрующего типа / И. И. Морозова, Н. В. Тихонова // Костюмология. - 2022. - Т. 7. - № 1. - URL: https://kostumologiya.ru/PDF/18TLKL122.pdf
2. Морозова И.И. Разработка методики получения фильтрующе-сорбирующего текстильного материала / И.И. Морозова, Н.В. Тихонова, Ю.А. Тимошина, Э.Ф. Вознесенский // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности, 2020. - Т. 50 - № 4 - С. 68–71.
3. Морозова И.И. Исследование защитных и эксплуатационных свойств сорбционно-фильтрующего текстильного материала / И.И. Морозова, Н.В. Тихонова, Ю.А. Тимошина, Э.Ф. Вознесенский // Технологии и качество. - 2021. - № 4. - С. 5 - 9.
4. Патент № 2378046С2 Российская Федерация, МПК B20/20, C31/08 Высокоэффективные адсорбенты на основе активированного угля с высокой микропористостью / Х. Фон-Блюхер (DE), Б. Бёрингер (DE), Я.М. Гибельхаузен (DE); патентообладатель Блюхер ГМБХ (DE) - № 2007137631/15 заявл. 11.10.2007; опубл. 10.01.2010, Бюл. № 1. - 16 с.: ил.
5. Mao. N High performance textiles for protective clothing. Опубликовано: High Performance Textiles and their Applications // Elsevier Science, 2014. - pp. 91-143.
6. Патент РФ № 2706317C1 Фильтрующий химзащитный материал / Журко А.В., Долговязов В.В., Комарова Н.Р., Кузнецов А.К., Чернова Н.Л.; заявитель и патентообладатель ООО НПФ Фабитекс- № 2019101039, завял. 10.01.2019, опубл. 15.11.2019, Бюл. № 32. - 11 с.
7. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздухопроницаемости материалов.