Дегазирующий порошок и устройство для его нанесения

Дегазирующий порошок и устройство для его нанесения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области защиты от боевого химического оружия, а именно к средствам дегазации и устройствам для нанесения их на зараженную химическими отравляющими веществами (ХОВ) поверхность, преимущественно экипировку военнослужащих.

Применение химического оружия может сопровождаться вариабельностью структуры ХОВ и рассеиванием во всем диапазоне их физических состояний, в большинстве случаев в виде аэрозолей и паров. Для восстановления боеспособности личного состава армии требуется эффективная, быстрая и безопасная технология обеззараживания химических отравляющих веществ на экипировке военнослужащего.

Современные требования к средствам дегазации включают в себя наряду с хорошей переносимостью и благоприятный профиль побочных эффектов, отсутствие токсичности. В связи с этим постоянно ведутся поиски средств дегазации ХОВ, в которых бы оптимально сочетались как высокая обеззараживающая эффективность, достаточная степень безопасности, так и простота нанесения их на обезвреживающую поверхность в любое время года.

Поэтому в настоящее время ведутся поиски более подходящего средства для дегазации экипировки военнослужащих в любое климатическое время года, т.к. различные жидкостные дегазирующие средства нельзя использовать уже при - 4°С и ниже, поэтому целесообразно использовать дегазирующие средства в виде порошков, разработанных в данном изобретении.

Из патентной и технической литературы известны различные порошковые средства для дегазации ХОВ, преимущественно Yx, зоман и иприт.

Известен, например, неводный дегазирующий раствор DS-2, состоящий из 70% диэтилентриамина, 28% монометилового эфира этиленгликоля и 2% гидроксида натрия, который является эффективным обеззараживающим средством для ХОВ (см. патент US 6245957, МКИ⁷ А62D 3/00, кл. 588-200, опубл. 2001). DS-2 агресивен для кожи, представляет опасность для персонала, особенно при попадании в глаза. Кроме того, любые конечные растворы после дегазации ХОВ классифицируются как опасные отходы и требуют дополнительной промывки водой.

Известен также дегазирующий порошок адсорбционного типа для обезвреживания ХОВ, содержащий смесь бентонита, активированного угля и оксида кальция [см. патент ГДР 300771, МКИ⁵ А62D 3/00, опубл. 1992 г.].

Известен способ дегазации высокотоксичных химикатов, в том числе ХОВ, на зараженной поверхности с использованием активированной окиси алюминия и монопероксифталата магния, Ag-цеолитов и Na-цеолитов в качестве сорбентов для разложения этих химикатов при их контакте [см. патент US 6537382, МКИ⁷ А62D 3/00, кл. 588-200, опубл. 2003 г.].

Общими недостатками вышеперечисленных адсорбирующих порошков является недостаточная полнота дегазации ХОВ и длительное время - более 30 минут, необходимое для достижения эффекта дегазации. Кроме того, цеолиты, содержащие серебро, достаточно дорогие.

Известно, что для дегазации токсичных химических агентов, таких как зарин, зоман, табун (G-агенты) и Yx [см. патент WO 00/74787 А1, 2000 г.], используют дегазирующую композицию М-291, содержащую адсорбирующий порошок "Abergard ХЕ-555", представляющий собой смесь галогенизированных смол на основе стирола/дивинилбензола. Сорбирующая смола может адсорбировать жидкие агенты, а реагирующие смолы предназначены стимулировать реакции гидролиза. Однако по данным исследования ядерного магнитного резонанса Yx-агенты не подвергались гидролизу на поверхности смолы ХЕ-555 в течение 10 дней, а зоман (G-агент) подвергся гидролизу с периодом полураспада приблизительно 30 часов [см. Leslie D.R., «Sorbtion and Reaktion of Chemikal Agents by muxed Sortibe/Reaktive Resin», CRDEC-TR-292, 1991].

Наиболее близким техническим решением к изобретению является дегазирующая порошковая композиция на основе хлорной извести, оксида магния и гидрофобной кремниевой кислоты, приготовленная путем смешивания этих компонентов в следующей пропорции (мас.%): хлорная известь - 65% (активный окислитель), оксид магния - 33% (хемосорбент) и кремниевая кислота - 2% [см. патент DE 3625583, МКИ⁴ А62D 3/00, опубл. 1988 г.].

Указанная композиция является достаточно эффективной против ХОВ, однако она имеет ряд недостатков:

- хлорная известь при попадании в органы дыхания и на кожу вызывает раздражение, обесцвечивает и разрушает ткани;

- композиция является нестабильной вследствие разложения хлорной извести при длительном хранении.

Известны различные устройства для нанесения дегазирующих порошков на зараженную поверхность, например, выполненные в виде тубуса с сетчатой крышкой или дырчатым экраном [см. патент US 5689038, МКИ⁴ А62D 3/00, кл. 588-200, опубл. 1997 г.]. Все устройства имеют недостатки, главными из которых являются большая продолжительность и неравномерность нанесения порошка на зараженную поверхность, неудобства пользования и большие потери дегазирующего порошка при проведении обработки.

Наиболее близким техническим решением к предложенному устройству является распылитель порошкообразных препаратов, преимущественно лекарственных, выполненный в виде корпуса с наружной перфорированной мембраной, перегородкой и тыльным слоем - днищем. Между мембраной, перегородкой и днищем образованы две камеры, одна из которых заполнена порошкообразным препаратом с размером частиц до 200 мкм. Источник колебаний заставляет порошок из камеры проникать через перфорированный слой корпуса и распылятся на обрабатывающую поверхность [см. патент SU 1832511, МКИ⁶ А61М 13/00, опубл. 1996 г.].

Задачей настоящего изобретения является создание быстродействующего дегазирующего порошка, эффективно обеззараживающего, ХОВ, нанесенные на экипировку военнослужащих, а также создание простого в изготовлении и удобного в применении устройства для нанесения дегазирующего порошка равномерно на зараженную поверхность. При массовом применении изобретения важное значение имеет доступность входящих в его состав компонентов.

В проанализированной патентной и технической литературе не выявлено источников, описывающих заявленную совокупность признаков, и предлагаемое техническое решение явным образом не следует для специалиста из уровня современной техники. Таким образом, оно соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень". А поскольку данное изобретение может быть реализовано при химической атаке и в мирное время в армии и медицине, то оно соответствует критерию "промышленная применимость".

В соответствии с вышеуказанным объектом настоящего изобретения является дегазирующий порошок для обезвреживания экипировки военнослужащего, зараженной химическими отравляющими веществами, путем перевода последних в нетоксичное состояние и устройство для его нанесения. Дегазирующий порошок, включающий активный окислитель и хемосорбент, дополнительно включает антислеживатель - тальк или его составляющие диоксид кремния и/или оксид магния, адсорбент в виде алюмосиликатного катализатора и адгезилизатор - хлорпарафин ХП-470, а в качестве окислителя содержит трихлоризоциануровую кислоту, в качестве хемосорбента - оксид щелочно-земельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

трихлоризоциануровая кислота	27-34
оксид щелочно-земельного металла	23-25
тальк или его составляющие
диоксид кремния и/или оксид магния	1-3
алюмосиликатный катализатор	34-36
хлорпарафин ХП-470	8-9

Устройство для нанесения дегазирующего порошка содержит корпус с двумя слоями наружным и тыльным и перегородкой между ними, образующей две камеры, одна из которых заполняется дегазирующим порошком, причем слои и перегородка соединены между собой, при этом наружный слой выполнен сетчатым, размер отверстий которого должен быть, по крайней мере, большим или соизмеримым с величиной размера частиц дегазирующего порошка. Корпус устройства согласно изобретению имеет вид рукавицы, наружный сетчатый слой которой выполнен из суровой бязи, тыльный слой рукавицы выполнен из мягкого текстильного материала, преимущественно, из махровой трикотажной ткани с липучками и, по крайней мере, с одним ремешком для фиксирования рукавицы на руке, а перегородка - из прочной полимерной пленки, при этом камера, заполненная дегазирующим порошком, расположена со стороны наружного сетчатого слоя рукавицы.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство для нанесения в плане, на фиг.2 изображено оно же - вид сверху, в разрезе.

Устройство для нанесения дегазирующего порошка представляет собой корпус 1, выполненный в виде рукавицы с двумя слоями наружным 2 и тыльным 3 и перегородкой 4 между ними. Слои 2, 3 и перегородка 4 соединены между собой по периметру. Наружный слой 2, перегородка 4 и тыльный слой 3 образуют две камеры 5 и 6. Камера 6, прилегающая к наружному слою, заполняется дегазирующим порошком 7. Наружный слой 2 выполнен из сетчатой суровой бязи с отверстиями, размер которых должен быть больше или соизмерим с размером частиц дегазирующего порошка 7 для возможности высыпания порошка при проведении обработки и составляет (0.15-0.25) мм. Тыльный слой рукавицы 3 выполнен из мягкого текстильного материала, преимущественно из махровой трикотажной ткани на концах с липучками 8. К концам наружного слоя прикреплен, по крайней мере, один ремешок 9 с липкой поверхностью. Рукавица может быть выполнена 3 типов размеров, длиной 230-250 мм, а шириной 160-200 мм.

Устройство для нанесения дегазирующего порошка работает следующим образом. Насыпают в камеру 6 рукавицы дегазирующий порошок 7, надевают рукавицу на руку человека, фиксируют и закрепляют при помощи ремешков 9 и липучек 8 на запястье руки. Обработка проводится путем опудривания за счет легкого постукивания рукавицей по зараженной поверхности с одновременным втиранием порошка.

Конкретный пример осуществления изобретения. Рукавицу дегазационную выполняют трехслойной: наружный слой со стороны ладони - из пористой бязи суровой, тыльный слой - из махрового текстиля, а перегородка выполнена из полимерной пленки. Размеры рукавицы: длина 250 мм, ширина 180 мм. На верхнем слое рукавицы предусмотрен ремешок-липучка шириной 20 мм для фиксации рукавицы на руке человека. Перегородка делит рукавицу на два отсека.

Для нанесения дегазирующего порошка, на зараженную поверхность наружный отсек рукавицы заполняется дегазирующим порошком из упаковки, в другой отсек (тыльный) вставляется кисть руки. Рукавица с помощью ремня-липучки плотно закрепляется на запястье руки. Обработка проводится путем опудривания за счет похлопывания и втирания порошка сетчатой поверхностью рукавицы. Размер отверстий материала наружного слоя рукавицы равен 0,25 мм и обеспечивает высыпание дегазационного порошка дисперсностью 56 мкм на обрабатываемую поверхность в течение 10 минут в количестве 97,5% от его массы. Ткань махровая с тыльной стороны рукавицы обеспечивает протирание обработанной порошком зараженной поверхности для достижения полноты взаимодействия с ХОВ и последующее удаление избытка нанесенного дегазирующего порошка. Дегазирующий порошок и устройство для его распыления на экипировку военнослужащих, зараженную боевыми ХОВ, являются основными составляющими индивидуального пакета дегазирующего порошкового модернизированного (ДПП-М1). Рецептура дегазирующего порошка, мас.%:

трихлоризоциануровая кислота (ТХЦК)	30
оксид щелочно-земельного металла	23
тальк или его составляющие
диоксид кремния и/или оксид магния	2
алюмосиликатный катализатор (АСК)	36
хлорпарафин ХП-470	9

Дегазирующий порошок готовят последовательным смешиванием измельченных компонентов в указанной пропорции при комнатной температуре. Рукавица с дегазирующим порошком помещается в мешок из полимерной пленки, закрывающийся горячим методом или с помощью липкой ленты, образуя «Пакет дегазирующий порошковый модернизированный» (ДПП-М1), который может использоваться для дегазации зараженной парами и аэрозолями ХОВ экипировки военнослужащих в интервале температур от минус 40 до плюс 50°С.

Эффективность дегазирующего порошка оценивалась по его активности по отношению к ХОВ (Ух, зоман, иприт) в зависимости от содержания в смеси трихлоризоциануровой кислоты (ТХЦК), оксидов щелочно-земельных металлов (CaO и MgO), талька или его составляющих - диоксида кремния и/или оксида магния, алюмосиликатного катализатора и хлорпарафина ХП-470. Критерием эффективности дегазации являлась полнота обезвреживания ХОВ, которая составляет 99,99% за период времени контакта не более 10-15 минут.

Таблица №1
№№ п/п	ТХЦК	Оксид щелочн. зем. металла	Тальк и его составляющие	Алюмосиликатный катализатор (АСК)	Хлор-парафин ХП-470	Эффективность
CaO	MgO	тальк	SiO2	MgO
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	17	29	-	4	-	-	39	11	Не эффект
2	20	26	-	5	-	-	38	11	Не эффект
3	27	25	-	3	-	-	36	9	Эффект.
4	30	24	-	2	-	-	35	9	Эффект.
5	34	23	-	1	-	-	34	8	Эффект.
6	27	-	25	3	-	-	36	9	Эффект.
7	34	-	23	1	-	-	34	8	Эффект.
8	27	-	25	-	3	-	36	9	Эффект.
9	34	-	23	-	1	-	34	8	Эффект.
10	27	25	-	-	-	3	36	9	Эффект.
11	34	23	-	-	-	1	34	8	Эффект.
12	30	23	-	-	2	-	36	9	Эффект.

Из данных таблицы №1 следует, что эффективность дегазации ХОВ, нанесенных на обмундирование военнослужащих, достигается при содержании трихлоризоциануровой кислоты в дегазирующем порошке 27-34 мас.%, оксида щелочно-земельного металла в количестве 23-25 мас.%, количество талька или его составляющих - диоксида кремния и оксида магния 1-3 мас.%, что необходимо и достаточно для предотвращения слеживаемости дегазирующего порошка и обеспечения его сыпучести при нанесении на обрабатываемую поверхность. Алюмосиликатный катализатор при содержании 34-36 мас.% обеспечивает необходимую эффективность. Хлорпарафин ХП-470 в количестве 8-9 мас.% обеспечивает необходимую для достижения эффективности адгезию порошка на обрабатываемую поверхность.

С учетом необходимости сохранения дегазирующей эффективности порошка при длительном хранении оптимальным является содержание трихлоризоциануровой кислоты 27-34%. Более высокое содержание трихлоризоциануровой кислоты экономически не выгодно. Тальк и его составляющие оксид кремния и/или магния необходимы для предотвращения слеживаемости дегазирующего порошка при хранении и обеспечения высыпаемости порошка через сетчатую ткань рукавицы при его нанесении на обрабатываемую поверхность. Алюмосиликатный катализатор является адсорбентом паров ХОВ. Хлорпарафин ХП-470 придает необходимую адгезию порошка на обрабатываемой поверхности - на экипировке военнослужащих. Применение в предложенном составе дегазирующего порошка указанных компонентов и найденное оптимальное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые проявляются только в данном техническом решении, а именно: дегазирующий порошок, вследствие присутствия трихлоризоциануровой кислоты обладает высокой реакционной способностью по отношению ко всем типам ХОВ и обеспечивает эффективность дегазации 99,99% за 15 минут.

Таким образом, устройство для нанесения дегазирующего порошка на зараженную ХОВ поверхность экипировки военнослужащих в соответствии с поставленной целью обеспечивает быстроту и равномерность нанесения дегазирующего порошка на поверхность, позволяет эффективно дегазировать зараженную экипировку военнослужащих, имеет преимущества при использовании, так как:

- дегазирующий порошок, содержащий трихлоризоциануровую кислоту, является высокоэффективным для обезвреживания любых ХОВ;

- рецептура наносится на обрабатываемую поверхность экипировки военнослужащего в течение 7-10 минут;

- дегазирующий порошок безопасен в обращении, кожно-резорбтивная токсичность в опытах на кроликах составляет более 2500 мг/кг, а внутрижелудочно - более 5000 мг/кг;

- рецептура не оказывает существенного отрицательного влияния на экологию и безвредна для человека;

- исходные компоненты для получения дегазирующего порошка выпускаются отечественной промышленностью;

- разработанное средство изготавливается с применением стандартного оборудования.

1. Дегазирующий порошок для обезвреживания поверхностей, зараженных химическими отравляющими веществами, путем перевода их в нетоксичное состояние, включающий активный окислитель и хемосорбент, отличающийся тем, что порошок дополнительно включает антислеживатель - тальк или его составляющие диоксид кремния и/или оксид магния, адсорбент алюмосиликатный катализатор АСК и адгезилизатор - хлорпарафин ХП-470, а в качестве активного окислителя содержит трихлоризоциануровую кислоту и в качестве хемосорбента - оксид щелочно-земельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

трихлоризоциануровая кислота	27-34
оксид щелочно-земельного металла	23-25
тальк или его составляющие
диоксид кремния и/или оксид магния	1-3
алюмосиликатный катализатор АСК	34-36
хлорпарафин ХП-470	8-9

2. Устройство для нанесения дегазирующего порошка, содержащее корпус с двумя слоями, наружным и тыльным, и перегородкой между ними, образующей две камеры, одна из которых заполнена порошком, причем слои и перегородка соединены между собой по периметру, при этом наружный слой выполнен сетчатым, размер отверстий которого должен быть большим или соизмеримым с величиной дисперсности дегазирующего порошка, отличающееся тем, что корпус имеет вид рукавицы, наружный сетчатый слой которой выполнен из суровой бязи, тыльный слой рукавицы выполнен из мягкого текстильного материала - махровой трикотажной ткани с липучками и, по крайней мере, одним ремешком, а перегородка - из прочной полимерной пленки, при этом камера, заполненная дегазирующим порошком, расположена со стороны наружного сетчатого слоя рукавицы.