Введение к работе
Актуальность темы. Развитие химической, нефтехимической,
металлургической промышленности, широкое применение минеральных удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве привело к концентрации химических производств, значительных количеств сырья и материалов, в том числе опасных, на сравнительно небольших пространствах современных мегаполисов.
Возросшая производственно-хозяйственная деятельность влияет на общее состояние загрязнения окружающей среды вредными промышленными и другими отходами.
В последние годы наметилась тенденция роста числа аварий и
техногенных катастроф на химически опасных объектах, которые
сопровождаются пожарами, приводят к человеческим жертвам,
значительному экономическому ущербу и другим негативным последствиям.
Поэтому актуальной становится необходимость разработки средств индивидуальной защиты от поражающих химических и биологических факторов и от неблагоприятного воздействия окружающей среды, а также защиты от воздействия открытого пламени в случае пожаров на промышленных объектах и в жилом секторе.
Защитная одежда изолирующего типа по своим эргономическим свойствам является одеждой периодического ношения, то есть срок непрерывной работы в ней строго регламентирован. Существенными недостатками средств индивидуальной защиты кожи (СИЗК) изолирующего типа являются большая масса и объем, а также необходимость создания систем для поддержания комфортного микроклимата.
Основными отечественными разработчиками СИЗК являются АО
«КазХимНИИ», ОАО «Пожтехсервис», ОАО «НИИЭМИ», ООО
«Роскомплект».
Среди зарубежных фирм основными лидерами в области разработки и производства СИЗК изолирующего типа являются такие компании как Drger (Германия), Trelleborg (Швеция), MSA AUER (Германия), Respirex (Великобритания), Lakeland Industries Inc. (США) и ряд других компаний.
Анализ защитных материалов, используемых в России и за рубежом, показывает, что для защиты от высокотоксичных жидких и газообразных веществ используются, как правило, изолирующие материалы из полиэфирных и полиамидных тканей, на которые нанесено резиновое покрытие на основе синтетических каучуков и термопластичных полимеров, свойства которых определяют уровень защиты. Однако такие материалы обладают достаточно большой массой 1 м2 - 500-600 г. и более, что значительно сокращает продолжительность работы в костюмах из этих материалов.
Актуальной задачей на сегодняшний день является разработка облегченного (не более 300-350 г/м2) изолирующего материала с повышенной
огнестойкостью, обладающего комплексом защитных свойств от
газообразных токсичных веществ (хлора, аммиака), жидких агрессивных сред (кислот, щелочей), стойкостью к маслам и растворителям.
Целью работы является разработка резин и облегченного
изолирующего материала на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и открытому пламени.
Задачи исследования:
1. Изучение влияния природы поперечных связей на стойкость резин на
основе ХСПЭ и хлоропренового каучука к газообразным высокотоксичным,
жидким агрессивным средам, растворителям, маслам;
-
Установление зависимости огнестойкости резин на основе хлорсульфированного полиэтилена от природы и содержания антипиренов.
-
Разработка состава резинового покрытия для облегченного изолирующего материала на основе хлорсульфированного полиэтилена, обладающего стойкостью к воздействию газообразных высокотоксичных, жидких агрессивных сред, растворителей, масел.
-
Исследование свойств и разработка технологии получения изолирующего материала с резиновым покрытием.
Научная новизна работы. Показано существенное влияние природы поперечных связей на свойства резин на основе хлорсульфированного полиэтилена. Установлено, что наибольшей стойкостью к газообразным (хлор, аммиак) и жидким (концентрированные серная и соляная кислоты, раствор гидроксида натрия) агрессивным средам, а также растворителям обладают резины, вулканизованные радиацией (гамма-облучение Со60; 150 кГрей), что можно объяснить сохранением образующихся поперечных углерод-углеродных связей.
Установлено, что разработанный состав антипиренов, включающий
триоксид сурьмы, декабромдифенилоксид, гидроксид алюминия, полифосфат
аммония и терморасширенный графит при общем содержании 60 мас.ч. не
ухудшает деформационно-прочностные свойств резин на основе
хлорсульфированного полиэтилена и позволяет получить резины с высокой огнестойкостью, что связано с эффектом вспучивания и сохранением прочности после воздействия открытого пламени.
Практическая значимость работы. По результатам исследований разработан облегченный изолирующий материал, обладающий комплексом защитных свойств, пригодный к эксплуатации в условиях воздействия газообразных и жидких агрессивных сред и открытого пламени.
Выпущена опытная партия облегченного изолирующего защитного материала.
Положения, выносимые на защиту.
1. Влияние природы поперечных связей на физико-механические свойства резин на основе хлорсульфированного полиэтилена, и стойкость к газообразным и жидким агрессивным средам.
-
Влияние антипиренов на деформационно-прочностные свойства и огнестойкость резин на основе хлорсульфированного полиэтилена и прорезиненных изолирующих материалов на их основе.
-
Результаты исследований по разработке защитных изолирующих материалов с высокой стойкостью к газообразным и жидким агрессивным средам и огнестойкостью.
Личный вклад соискателя. Автор принимал непосредственное
участие в выборе и обосновании методик экспериментов; непосредственное
участие в их проведении; анализе и обобщении полученных
экспериментальных результатов, подготовке статей и тезисов докладов. Вклад автора является решающим при написании диссертации и выполнении работы на всех стадиях.
Публикации по теме диссертации. Основные результаты работы изложены в 4 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для размещения материалов диссертаций, 1 статье опубликованной в материалах конференций, 3 тезисах, 2 патентах на изобретение, 2 патентах на полезную модель.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на III Международной конференции по химии и химической технологии (Ереван, 2013), III и V конференциях «Каучук и Резина: традиции и новации» (Москва, 2013 и 2015), XXXV Всероссийской конференции, посвященной 70-летию Победы (Миасс, 2015).
Структура и объем работы. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 37 таблиц и приложение. Диссертация состоит из четырех глав. В тексте приведены ссылки на 124 литературных источника.