МАРКИРУЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО Российский патент 1999 года по МПК C06B23/00 

Изобретение относится к области технических средств и приемов маркирования пластичных и эластичных взрывчатых веществ (ПВВ и ЭВВ), предпринимаемого с целью предотвращения актов терроризма на транспорте путем повышения надежности обнаружения взрывчатых веществ соответствующими техническими средствами обнаружения на досмотровых пунктах.

Изобретение может быть использовано на предприятиях, производящих пластичные и эластичные и другие штатные ВВ, а также различные боеприпасы и комплектующие к ним.

Известны маркирующие вещества, рекомендованные в качестве добавок для маркирования пластичных и эластичных ВВ Международной организацией гражданской авиации (ИКАО). В настоящее время в соответствии с техническим приложением к "Конвенции о маркировании пластичных взрывчатых веществ" к маркирующим веществам ИКАО относят ряд химических соединений, содержащих в своем составе нитрогруппу, например этиленгликоль динитрат (ЭГДН), о- и п-мононитротолуол (о- и п-МНТ) и 2,3-диметил-2,3- динитробутан (ДМНБ). Эти вещества обнаруживаются в газовой фазе над поверхностью багажа с помощью высокочувствительных аппаратных комплексов, например хемилюминесцентного детектора EGIS (США), детектора спектрометрии подвижных ионов марок EDV1 (Канада), GVD6 и "Itemizer-E" (Великобритания), а также портативных детекторов электронного захвата "Vixen" (Великобритания) и М-01 (Россия) [1]. Некоторые физические характеристики этих веществ приведены в табл. 1.

Основными недостатками маркирующих веществ-добавок, рекомендуемых ИКАО, являются высокая токсичность этих соединений (большинство стран по этой причине отказались от применения ЭГДН и о-MHT); их недостаточная детектируемость, поскольку пределы определения данных нитросоединений в зависимости от типа газоаналитического прибора находятся в диапазоне 10^-12 - 10^-14 мол. долей при требовании по уровню чувствительности до 7,8 • 10^-15 мол. долей; и, наконец, их повышенная сорбируемость на материалах багажа [2-4].

В связи с отмеченными причинами представляется вполне обоснованным одновременно с созданием детекторов, характеризующихся повышенной чувствительностью обнаружения известных маркирующих веществ, проводить также поиск новых более совершенных по своим характеристикам маркирующих веществ.

Задача изобретения - повышение надежности обнаружения маркированных ВВ за счет применения в качестве маркирующих веществ химических соединений, удовлетворяющих основным требованиям, предъявляемым к веществам такого рода (сроки хранения, совместимость с ВВ, отсутствие токсических свойств, наличие промышленного производства при ограниченных ценах), и отличающихся от ранее предложенных для решения этой задачи химических веществ более высокой надежностью обнаружения с применением существующих технических средств.

В соответствии с задачей, поставленной в данном изобретении, в качестве маркирующих веществ-добавок для ПВВ и ЭВВ с повышенной надежностью обнаружения предлагается использовать химические соединения из класса металлоорганических соединений, например ферроцен и его некоторые производные, характеризующиеся относительно низкими значениями дипольного момента и соответственно меньшей сорбируемостью, а также высокой проницаемостью по отношению к различным диффузионным преградам (материалы багажа), а также на порядок более высокой чувствительностью определения в газовой фазе (предел обнаружения 7,8 • 10^-15 - 8,5 • 10^-15 мол. долей) с помощью селективных детекторов на основе эффекта проявления молекулярных ядер конденсации (МоЯК) [5]. Повышению надежности обнаружения химических соединений данного класса способствует также их крайне низкая природная распространенность, то есть практически полное отсутствие природного фона, что позволяет в максимальной степени использовать возможности аналитической аппаратуры и избегать появления ложных сигналов в условиях реальной эксплуатации.

Непосредственное маркирование ПВВ и ЭВВ в производственных условиях осуществляют без изменения основной технологии производства. В частности, маркированные ПВВ и ЭВВ приготавливают водно-суспензионным методом с последующим вальцеванием при температурах от 10 до 90^oC.

В качестве примера маркирования ПВВ и ЭВВ металлоорганическими соединениями приведены данные, полученные при введении ферроцена и одного из представителей алкилферроценов - 1,1'-диметилферроцена - в ППВ и ЭВВ на основе гексогена, октогена и ТЭНа или их смесей (см. табл. 2).

Введение ферроцена и его производных в ПВВ и ЭВВ в количествах от 0,05% до 0,5% по массе, как показали исследования, не приводит к существенным изменениям взрывчатых, эксплуатационных. Технологические характеристики ПВВ и ЗВВ при введении в них указанных количеств маркирующих веществ практически также не изменяются. Химическая (термическая) стойкость маркированных ПВВ и ЭВВ и характер их термического разложения в результате введения ферроцена и его производных практически остается на уровне штатных ПВВ и ЭВВ.

Определение возможности обнаружения образцов ПВВ и ЭВВ, маркированных добавлением 0,05 - 0,5 мас.% ферроцена, по методике "чемодан ИКАО" [2] показало надежное обнаружение образцов. Для детектирования маркирующего вещества, добавленного в ПВВ и ЭВВ, применяют установку "МоЯК", в которую вводится проба либо с помощью пробоотборного шприца, либо путем термодесорбции с поверхности специально разработанного концентратора.

При исследовании скорости эмиссии металлоорганических маркирующих веществ на основе производных ферроцена из маркированных ПВВ и ЭВВ в условиях ускоренных климатических испытаний в течение 7 - 8 месяцев, соответствующих 10 и более годам складского хранения, установлено, что в течение всего срока эти маркирующие вещества остаются в составе ПВВ и ЭВВ в количествах, обеспечивающих надежность обнаружения.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны ферроцена составляет 0,5 - 2,0 мг/м³ [7], что в 10 раз выше ПДК самого малотоксичного из выпускаемых промышленностью ВВ - тротила. Это позволяет уверенно оценить потенциальную пригодность маркирующих веществ данного класса по этому критерию.

Таким образом, комплексное рассмотрение всех вопросов, связанных с маркированием выпускаемых ПВВ и ЭВВ металлоорганическими соединениями типа ферроцена и его производными, например алкилферроценами, показывает, что внедрение предлагаемых в данном изобретении новых маркирующих веществ в практику промышленного производства ПВВ и ЭВВ качественно повышает надежность обнаружения ВВ, а следовательно, вероятность предотвращения террактов. При этом требуются относительно минимальные затраты на организацию производства маркирующих веществ и освоение технологии изготовления высокоэффективных маркированных пластичных и эластичных взрывчатых веществ.

Литература
1. Д. Сталл "Таблицы давления паров индивидуальных веществ"., И-Л., М., 1949 г.

2. Д. Сталл, Э. Вестрам, Г. Зинке "Химическая термодинамика органических соединений". Мир, М., 1971 г.

3. П.В. Козлов, С.П. Папков "Физико-химические основы пластификации полимеров". Химия, М., 1982 г.

4. С.С.Новиков, Г.А.Швехгеймер, В.В.Севостьянов, В.А. Шляпочников "Химия алифатических и алициклических нитросоединений". Химия, М., 1974 г.

5. Я. Н. Коган "Метод молекулярных ядер конденсации и его аналитическое использование". ЖАХ, 1992, т. 47, N 10-11.

6. "Токсикологические и гигиенические данные металлоценовых соединений". Информ. сборник N 20 (1411), НИИ "Медстатистика", М., 1991 г.

7. "Вредные вещества в промышленности", т. III. Под ред. Н.В. Лазарева, И.Д. Гадаскиной. Химия, Л., 1977 г.

8. Ю.А. Лебедев, Е.А. Мирошниченко "Термохимия парообразования органических веществ. Теплоты испарения, сублимации и давление насыщенного пара". Наука, М., 1981 г.

Изобретение относится к области технических средств и приемов маркирования пластичных и эластичных взрывчатых веществ (ПВВ и ЭВВ), предпринимаемого с целью предотвращения актов терроризма на транспорте путем повышения надежности обнаружения взрывчатых веществ в соответствующих досмотровых пунктах. Изобретение может быть использовано на предприятиях, производящих пластичные и эластичные и другие штатные ВВ, а также различные боеприпасы и комплектующие к ним. В качестве веществ для маркирования ПВВ и ЭВВ предлагается использовать ферроцен и его производные, например алкилферроцены, относящиеся к классу металлоорганических соединений, которые выявляются в газовой фазе с помощью селективных детекторов на основе явления молекулярных ядер конденсации (МоЯК) с пределами обнаружения до 7,8 • 10^-15 мол. долей. Такие маркирующие вещества позволят повысить надежность обнаружения маркированных ВВ за счет применения в качестве маркирующих веществ химических соединений, удовлетворяющих основным требованиям, предъявляемым к веществам такого рода (сроки хранения, совместимость с ВВ, отсутствие токсических свойств, наличие промышленного производства при ограниченных ценах), и отличающихся от ранее предложенных для решения этой задачи химических веществ более высокой надежностью обнаружения в практических условиях с применением технических средств. 2 табл.

Применение ферроцена и его производных, например алкилферроценов, в качестве маркирующего вещества для пластичных и эластичных взрывчатых веществ на основе бризантных ВВ, например гексогена и/или октогена, и/или ТЭНа.