Компаунд - имитатор мышечных тканей человека

Компаунд - имитатор мышечных тканей человека

Реферат

Изобретение относится к составам, применяемым в криминалистике и судебной медицине для оценки поражающих свойств стрелкового, холодного и метательного оружия, получения экспериментальных образцов в виде выстреленных пуль со следами канала ствола оружия на них, огнестрельных, колото-резаных, резаных, рубящих и рубяще-резаных повреждений, а также повреждений, образуемых в результате контактного взаимодействия с объектом поражения боевой части холодного оружия ударно-раздробляющего действия, статических следов орудий взлома и следов давления различного рода предметов, объемных следов рук человека.

Полученные с помощью компаунда экспериментальные образцы и модели предназначены для использования при производстве идентификационных и диагностических судебно-баллистических, трасологических, дактилоскопических экспертиз, криминалистических экспертиз холодного и метательного оружия, медико-криминалистических экспертиз.

Известен баллистический гель, который применяется при испытании различных видов и моделей оружия. По своей вязкости и плотности он совпадает с человеческими или животными тканями. В отличие от тела, гель прозрачен, что позволяет наблюдать структуру и морфологию образуемого повреждения, направление и характер движения пули в преграде (см. ссылку в сети Интернет http://bgel.ru/). Однако одним из недостатков данного продукта является необходимость хранения его при низкой температуре, т.к. в условиях комнатной температуры он утрачивает свои характеристики в течение нескольких часов, что создает проблемы широкого использования его в современной экспертной практике.

При торможении высокоскоростных снарядов имеет место обильное разбрызгивание геля, что каждый раз вызывает необходимость очистки от него помещения. В совокупности же с тем обстоятельством, что масса баллистического геля является питательной средой для жизнедеятельности микроорганизмов, доводы в целесообразности его применения при производстве судебно-баллистических экспертиз не представляются убедительными.

Известно изготовление модели мышечных тканей птицы путем покрытия модели скелета силоксановым каучуком с последующей полимеризацией (см. патент на ИЗ №2386938, МПК G01M 7/08, G09B 23/36). Имитатор выполнен из силоксанового каучука (силикона), упругие свойства и плотность которого аналогичны тем, которые имеет мышечная ткань птицы, а также полых пластмассовых шариков, моделирующих скелет и полости внутри птицы. Недостатком предлагаемой модели мышечных тканей птицы из силикона является применение в качестве наполнителя полых пластмассовых шариков, моделирующих скелет и полости внутри птицы, при соударении с которыми на поверхности улавливаемых пуль, дроби и картечи будут возникать дополнительные следы, что недопустимо для экспериментальных образцов, получаемых для проведения идентификационных криминалистических экспертных исследований.

Другим недостатком названной модели является одноразовое применение полисилоксанового каучука.

Известен материал для моделирования тканей человека, включающий в себя смесь желатина, гликоля, например этиленгликоля и воду (см. заявку US 20100311025, МПК C08L 089/00, G09B 23/30). Недостатком применяемого материала для моделирования тканей человека является небольшой срок хранения и особые условия эксплуатации этого материала, а также низкие показатели бактерицидной и фунгицидной устойчивости вследствие применения желатина.

Наиболее близким к заявляемому компаунду является материал для моделирования тканей человека, который представляет собой композицию термопластичного блоксополимера в масле (US 2007/0116766 А1). Материал включает нефтяное и/или синтетическое масло и загуститель, выбранный из группы полимеров, относящихся к полиуретанам, из полимеров и/или сополимеров этилена, пропилена, бутадиена в количестве 12-22 мас.%.

Однако недостатками предлагаемой композиции является небольшой промежуток времени, в течение которого компаунд обеспечивает сохранение формы экспериментально полученных повреждений, а также окисляемость продукта при повышенных температурах, и соответственно изменение реологических свойств композиции.

Задачей изобретения является разработка состава, близкого по свойствам вязкости, упругости к характеристикам мышечных тканей человека (животных тканей) и способного обеспечивать сходную с мышечными тканями человека передачу особенностей морфологии контактной с ним части орудия травмы.

Технический результат заключается в обеспечении постоянства реологических и механических свойств при высоких температурах при малых концентрациях ионола, в том числе в условиях выстрела в упор.

Поставленная задача достигается тем, что компаунд - имитатор мышечных тканей человека, включающий нефтяное и/или синтетическое масло и загуститель, выбранный из группы полимеров, относящихся к полиуретанам, из полимеров и/или сополимеров этилена, пропилена, бутадиена, согласно заявляемому решению дополнительно содержит ионол в качестве антиокислительной присадки, петролатум, и/или церезин, и/или парафин в качестве загустителя при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- антиокислительная присадка не более 1;

- загуститель 1-40,

- масло - остальное.

Получение многофункционального компаунда осуществляется следующим образом: нефтяное и/или синтетическое масло смешивают с полимерным загустителем. Смесь нагревают до 80-110°C и при указанной температуре выдерживают 3-7 ч. По истечении указанного времени добавляют петролатум и/или церезин и/или парафин и постепенно вводят антиокислительную присадку - ионол (до 1%). Затем температурный режим снижают до комнатной температуры (20-25°C). По окончании процесса смесь помещают в необходимую форму и выдерживают в ней не менее 10 ч.

Описанным выше способом было приготовлено несколько компаундов, отличающихся процентным содержанием компонентов (см. таблицу 1).

Большая часть экспериментальных данных, накопленных к настоящему времени по реологическим свойствам подобных композиций и влиянию состава и структуры на эти свойства, выражена в числах пенетрации. До настоящего времени эти показатели остаются практически единственными параметрами реологических свойств полимерных композиций, включенные в стандарты. Поэтому результаты механических и реологических испытаний проводили при комнатной температуре (25°C) методом пенетрации с помощью пенетрометра П1, вес применяемых для измерения груза и иглы с держателем для испытания парафинов 50±0,05 г и 2,50±0,05 г соответственно (ГОСТ 1440-78). Эталоном при проведении испытаний на пенетрацию использовался 10%-ный водный раствор желатина при температуре 4°C.

Испытания проводились следующим образом. Осуществлялся цикл из 30 выстрелов из автомата АК74М патрон 7Н10 и последующим, быстрым нагревом в течение 20 мин до 90±3°C (для придания первоначальной формы) и возможности выстрелить еще раз, а также последующего нагрева, когда образец разрезали, далее помещали в печь и выдерживали при температуре 100±1°C в течение 6 ч, затем образец охлаждали и проводили измерение пенетрации.

Приготовленные составы и результаты пенетрации приведены в таблице 1.

Таблица 1
№№	Состав образца, мас. %	Пенетрация (0,1 мм)	Пенетрация (0,1 мм) (после 30 циклов испытания и нагревания)
1.	10%-ный водный раствор желатина	44	- (испарился)
2.	Нефтяное масло Superia 7: сополимер Kraton 1650:82:18 (прототип)	45	56
3.	Нефтяное масло И-40, петролатум нефтяной по ТУ 38.401166-90, сополимер этилена и пропилена*: ионол**: 66:5:28:1	46	48
4.	Нефтяное масло ИГП-40: синтетическое масло**: полимер на основе бутадиена с мол. м. 20000-35000: сополимер этилена и пропилена*: ионол: 65:10:10:14:1	47	49
5.	Нефтяное масло ИГП-40: полимер на основе бутадиена с мол. м. 2000-35000: сополимер этилена и бутадиена ****: ионол в соотношении мас. % 71:25:3:1	40	42
6.	Нефтяное масло ИГП-40: полипропилен с мол. м. 20000-35000, полиуретан*****: ионол: 73:12:14:1	40	42
7.	Нефтяное масло 5W40: церезин синтетический высокоплавкий по ГОСТ 7658-74: парафин нефтяной твердый по ГОСТ 23863-98: полиуретан: сополимер этилена и бутадиена ****: ионол: 70:6:6:2:16:1	46	48
8.	Нефтяное масло И-40: синтетическое масло*: церзин: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 60:5:14:20:1	45	46
9.	Нефтяное масло И-40: парафин нефтяной твердый по ГОСТ 23683 -98: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 66:11:22:1	43	43
10.	Нефтяное масло И-40: парафин нефтяной твердый по ГОСТ 23683 -98: сополимер этилена и бутадиена ****: ионол: 66:11:22,2:0,8	42	44
11.	Нефтяное масло И-40: парафин нефтяной твердый по ГОСТ 23683 -98: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 66:11:22,5:0,5	43	47
12.	Нефтяное масло И-40: петролатум нефтяной по ТУ38.401166-90: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 65:16:18:1	49	50
13.	Нефтяное масло И-40: петролатум нефтяной по ТУЗ 8.401166-90: сополимер этилена и пропилена, сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 68:10:11:10:1	49	50
14.	Нефтяное масло И-40: синтетическое масло: церезин синтетический высокоплавкий по ГОСТ 7658-74: полипропилен с мол. м. 20000-35000: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 55:15:15:10:4:1	42	43
15.	Нефтяное масло И-40: петролатум нефтяной по ТУ 38.401166-90: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 69:19:11:1	45	46
16.	Нефтяное масло ИГП-40: петролатум нефтяной по ТУ 38.401166-90: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 68:24:7:1	44	47
17.	Нефтяное масло 5W40: петролатум нефтяной по ТУ 38.401166-90: сополимер этилена и бутадиена****: ионол: 66:30:3:1	42	44
18.	Нефтяное масло И-40: петролатум нефтяной по ТУ 38.40116б-90:полиэтилен с мол. м. 10000-45000: сополимер этилена и пропилена с мол. м. 20000-35000: ионол: 66:16:10:7:1	44	45
* с кинематической вязкостью 10 мас.% в масле И-20 при 100°C не менее 1100 сСт.** ионол технический ГОСТ 10894-76.***полиальфаолефиновое масло по ТУ 0253-014-54409843-2007 производства ООО «Татнефть-Нижнекамскнефтехим-Ойл»**** сополимер этилена и бутадиена с кинематической вязкостью 8 мас.% в масле И-20 при 100°C не менее 1300 сСт.***** линейный полиуретан с кинематической вязкостью 8 маc.% в масле И-20 при 100°C не менее 1200 сСт.

Экспериментальные данные показывают, что предлагаемое сочетание компонентов с ионолом обеспечивает постоянство реологических свойств компаунда в отличие от известных решений при высоких температурах.

Как видно из представленных данных, полученные составы обладают значениями пенетрации от 40 до 50 ед. При этом реологические свойства представленных компаундов остаются практически постоянными в пределах ±10% от значения пенетрации 10% раствора желатина, который позволяет имитировать человеческие ткани.

Таким образом, предлагаемые составы включают недорогое сырье, долго сохраняют свою форму, необходимую при решении диагностических и идентификационных задач криминалистической, а также судебно-медицинской экспертизы о виде, характеристиках либо конкретном образце - орудии травмы, установления механизма и условий причинения повреждения.

Свойства и характеристики полученного компаунда дают возможность улавливания высокоскоростных снарядов (пули, дроби, картечи) без потери ими формы (деформации), обеспечивают сохранение следов канала ствола на них, позволяют моделировать различного рода повреждения, причиняемые от воздействия огнестрельного, пневматического, холодного и метательного оружия, оценивать их поражающее действие, диагностировать вид и отдельные характеристики орудия травмы, получать необходимые для производства диагностических и идентификационных криминалистических экспертиз образцы для сравнения, характеризующие рабочую часть орудий взлома, различного рода инструментов, поверхности рук человека, имеющих папиллярные узоры.

Воспроизводство в компаунде принимаемых во внимание при производстве идентификационных и диагностических криминалистических и медико-криминалистических экспертиз основных характеристик мышечных тканей человека (вязкость, упругость) обеспечивает отображение в экспериментальных следах в полном объеме тех же признаков, что и на повреждениях на теле человека.

Все это позволяет обеспечивать реализацию одного из основных, принятых в криминалистике и судебной медицине принципов получения образцов для сравнительного исследования - максимальное сходство условий получения экспериментального материала тем, что имеют место в исходном (исследуемом объекте).

При оценке изобретения следует учитывать и этический аспект, связанный в отдельных случаях производства медико-криминалистических экспертиз с необходимостью производства испытаний на биологическом материале (биоманекены, опытные животные). Использование разработанного компаунда позволит решить и эту проблему.

Таким образом, приведенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующих условий:

- составы, воплощающие изобретение, предназначены для решения идентификационных и диагностических криминалистических и судебно-медицинских экспертиз;

- для изобретения подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке способов;

- составы, воплощающее изобретение, при его осуществлении способно обеспечить достижение технического результата.

Компаунд - имитатор мышечной ткани человека для оценки поражающих свойств высокоскоростных снарядов огнестрельного оружия, включающий нефтяное и/или синтетическое масло и загуститель, выбранный из группы полимеров, относящихся к полиуретанам, из полимеров и/или сополимеров этилена, пропилена, бутадиена, отличающийся тем, что дополнительно содержит ионол в качестве антиокислительной присадки, петролатум, и/или церезин, и/или парафин в качестве загустителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:антиокислительная присадка не более 1,загуститель 1-40,масло - остальное.