СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАПАХОВЫХ ИМИТАТОРОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2009 года по МПК A01K15/02 

В последнее время во всем мире растет опасность совершения преступлений террористического характера с применением взрывных устройств. В этих условиях значительно возрастает роль проведения специальных мероприятий по своевременному обнаружению и обезвреживанию зарядов, содержащих различные взрывчатые вещества (ВВ). Такие мероприятия успешно проводятся с использованием специально подготовленных служебных собак, которые натренированы на поиск различных ВВ.

В целях осуществления безопасных тренировок были созданы учебные реквизиты - имитаторы ВВ, обладающие запахом, аналогичным запаху реальных боеприпасов. Эти имитаторы являются источником газовых выделений, которые по компонентному и количественному составу аналогичны газовым выделениям реальных ВВ.

Наиболее часто веществами, используемыми в имитаторах ВВ, являются тротил и гексоген, которые растворяют в органическом растворителе, и в указанный перенасыщенный раствор опускают фланелевую ткань, которая является адсорбентом, вбирающим и отдающим запаховые частицы.

(Методические рекомендации "Использование запаховых имитаторов взрывчатых веществ и взрывных устройств для дрессировки и тренировки розыскных собак специального назначения", г. Ростов-на Дону, 1998 г.).

К недостаткам использования указанных реквизитов взрывчатых веществ следует отнести невозможность создания реального эквивалента взрывчатого вещества при использовании, например, фланелевой ткани. Кроме того, происходит быстрое изменение запаха ткани, т.к. ткань как адсорбент имеет очень низкую сорбционную емкость.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ создания запаховых имитаторов ВВ, заключающийся в нанесении слоя промышленного ВВ на основу из сорбционного материала (см. патент РФ №2160528, А01К 15/02, 2000 г.).

Недостатком известного способа является необходимость нанесения значительного количества ВВ на поверхность сорбционного материала (до 5%), что делает эти имитаторы небезопасными в некоторых случаях. Кроме того, при хранении этих имитаторов необходимо принимать специальные меры безопасности.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления запаховых имитаторов ВВ, являющихся безопасными в обращении и обеспечивающих длительное генерирование следовых концентраций паров ВВ.

Задача изобретения решается тем, что в способе изготовления запаховых имитаторов взрывчатых веществ (ВВ), заключающемся в нанесении слоя хроматографически чистых образцов ВВ на основу из листового сорбционного материала, в качестве листового сорбционного материала используют одорологически очищенную пористую целлюлозу с пористостью от 35 до 60% от видимой поверхности листового сорбционного материала и размером пор, не превышающим по площади 0,025 мм². Нанесение ВВ в количестве от 1 нг/см² до 1 мг/см² в расчете на видимую поверхность листового сорбционного материала осуществляют путем осаждения ВВ на указанный сорбционный материал из их разбавленных растворов в легколетучих органических растворителях или из паров в вакуумной камере.

Предпочтительно при осуществлении способа после нанесения ВВ легколетучий органический растворитель удаляют путем нагревания указанного листового материала в вакуумной камере.

При этом целесообразно производить нагревание имитаторов после достижения необходимого вакуума со скоростью от 2°С до 10°С в минуту для селективного удаления из них легколетучих органических растворителей.

Также целесообразно получать пары ВВ путем нагревания порции ВВ до температуры ниже температуры плавления и/или разложения и вести нагрев в емкости, размещенной в вакуумной камере, в которой размещен и сорбционный материал.

Целесообразно производить уничтожение сорбционного материала, на поверхность которого нанесен слой ВВ, посредством сжигания после его однократного использования.

Технический результат, который может быть получен в процессе применения предлагаемого способа, заключается в получении запаховых имитаторов ВВ, пригодных как для обучения собак на поиск ВВ с использованием учебного реквизита, так и для настройки детекторов приборов-анализаторов.

Количество осаждаемого ВВ подобрано экспериментальным путем, при количестве осажденного ВВ менее 1 мкг/см² в расчете на видимую поверхность используемого листового сорбционного материала запаховый имитатор не обеспечивает устойчивых результатов при тренировке животных или стабильно надежного срабатывания детекторов паров ВВ.

При пористости используемой одорологически очищенной целлюлозы выше 60% от видимой поверхности листового сорбционного материала затруднено равномерное распределение раствора ВВ вследствие высокой впитываемости его. Креме того, увеличивается время удаления растворителя. При пористости ниже 35% от видимой поверхности листового сорбционного материала уменьшено количество проникающего в поры впитываемого раствора и затруднено нанесение необходимого количества ВВ на поверхность сорбционного материала.

При размере пор, превышающем по площади 0,025 мм², снижается надежность определения малых количеств ВВ на используемом сорбционном материале вследствие проникновения и адсорбции ВВ глубоко в порах материала.

Способ осуществляется следующим образом. В качестве исходного материала для запахового имитатора используют хроматографически чистые образцы ВВ, а в качестве сорбционного материала - одорологически очищенную пористую целлюлозу. Хроматографически чистое ВВ растворяют в легколетучем органическом растворителе, в качестве которого может быть использован эфир, спирт, ацетон и т.д. Затем раствор ВВ в легколетучем растворителе наносят на поверхность пластины, выполненной из одорологически очищенной пористой целлюлозы. Размер пор - площадь на поверхности сорбционного материала не должна превышать 0,025 мм² для того, чтобы было легче контролировать количество ВВ, нанесенного на указанную поверхность, поскольку при испарении легколетучего растворителя на поверхности сорбционного материала должно остаться ВВ в количестве от 1 нг/см² до 1 мг/см².

Практически может быть получен и водный раствор некоторых ВВ, однако пористая целлюлоза является водопоглощающим материалом и при нагреве будет медленно отдавать поглощенную воду.

После нанесения на поверхность пластины раствора ВВ в легколетучем растворителе пластину помещают в вакуумную камеру. Вакуумная камера имеет два отсека, сообщенных между собой каналом с запорным краном. В одном отсеке электрическим нагревателем или токами СВЧ нагревают при разрежении сорбционную пластину с нанесенным на ее поверхность раствором ВВ в легколетучем растворителе. Во втором отсеке создают большее разрежение. При этом запорный кран перекрыт и оба отсека отделены друг от друга. После подогрева сорбционной пластины до расчетной температуры, зависящей от сорбционного материала, вида ВВ и растворителя, нанесенных на поверхность сорбционной пластины, сообщают между собой оба отсека вакуумной камеры. Пары легколетучего растворителя под действием большего разрежения, созданного предварительно во втором отсеке, откачиваются и не оседают вновь на сорбционную пластину.

Тот же результат может быть получен и при альтернативном получении запахового имитатора путем нанесения на сорбционную пластину слоя из паров хроматографически чистых образцов ВВ. Этот процесс осуществляют следующим образом.

В вакуумную камеру, к которой через запорный кран подключен вакуумный насос, помещают сорбционную пластину из одорологически очищенной пористой целлюлозы, на которую необходимо нанести слой хроматографически чистого ВВ для создания определенного запахового имитатора. В этой же вакуумной камере размещен нагреватель, например электрический или СВЧ нагреватель, и емкость для ВВ, которое необходимо нанести на сорбционную пластину. Помещают расчетное количество ВВ в емкость и включением вакуумного насоса создают необходимое разрежение в вакуумной камере.

При нагреве порции ВВ ниже температуры плавления или разложения в условиях пониженного давления происходит выделение паров ВВ (сублимация), что ведет к небольшому повышению давления в камере. После сообщения камеры с атмосферой происходит резкое возрастание давления с одновременным падением температуры в камере. Охлаждение паров ВВ и повышение давления в камере, в которой размещена сорбционная пластина, ведет к осаждению ВВ равномерным тонким слоем на поверхность сорбционного материала.

Количество ВВ, осаждаемого на поверхность сорбционного материала, регулируют, изменяя параметры процесса, такие как время и температура нагрева ВВ, а также глубина создаваемого разрежения.

Такой способ нанесения веществ из паровой фазы позволяет создать имитаторы ВВ, генерирующие пары в широком диапазоне концентраций, что позволяет использовать их не только для обучения служебных собак, но и для контроля и настройки детекторов паров ВВ.

Изготовленный таким способом запаховый имитатор лишен недостатков известных аналогов. Он лишен примеси посторонних запахов, долго сохраняет запах имитируемого ВВ и легко уничтожается после однократного применения.

Развитая поверхность используемого сорбционного материала с нанесенными ВВ может моделировать парообразование поверхности значительных реальных зарядов ВВ.

Для обеспечения безопасности при пользовании имитаторами слой ВВ наносят на поверхность сорбционного материала в количестве от 1 нг/см² до 1 мг/см². Низкая концентрация введенных добавок приводит к практически полному отсутствию у имитаторов чувствительности к трению и к удару, что делает безопасным их уничтожение, например, посредством сжигания после однократного использования.

При осуществлении способа для предотвращения самопроизвольного воспламенения или взрыва ВВ при нагреве нагрев порции или раствора ВВ необходимо проводить со скоростью от 2°С до 10°С в минуту. Такая скорость нагрева позволяет нагревать ВВ до температуры интенсивного испарения легколетучих растворителей без заметного воздействия на ВВ. В качестве пористого материала предпочтительно использовать листовую одорологически очищенную пористую целлюлозу, которая не имеет собственного запаха и может быть уничтожена путем сжигания.

Далее приводятся примеры осуществления предлагаемого способа. Во всех примерах в качестве листового сорбционного материала использованы образцы одорологически очищенной пористой целлюлозы с площадью видимой поверхности 25 см², пористостью 45% видимой поверхности и с размером пор на площади поверхности не более 0,02 мм².

Пример 1.

Навеску вещества (тротил, гексоген, октоген, тетрил, нитроглицерин и т.д.) 0,1 г растворяют в 100 мл легколетучего растворителя (концентрация рабочего раствора 1 г/1000 мл). Пластины сорбционного материала выдерживали в растворе ВВ в течение 20-30 мин, а затем для удаления растворителя медленно нагревали камеру, при отводе образующихся паров, до температуры 50°С при использовании растворов в ацетоне и до 65°С при использовании растворов ВВ в этаноле. Выдерживание при указанной температуре осуществляли до достижения образцами постоянного веса. Контроль количества осажденных образцов на 1 см² видимой поверхности образца определяли весовым и хроматографическими методами. Осаждено в нескольких опытах на образец с площадью видимой поверхности 25 см²: 0,03 мг; 0,04 мг; 0,04 мг; 0,04 мг вещества (2,4,6-тринитротолуола), что составляет в пересчете на 1 см² от 1,2 до 1,6 мкг/см².

Пример 2.

Выполнение запахового имитатора с использованием диэтиленгликольдинитрата (ДЭГДН).

В вакуумную камеру, соединенную с вакуумным насосом, поместили 10 образцов из пористой целлюлозы размером 5×5 см. В этой же вакуумной камере смонтирован электрический нагреватель и размещена емкость для ВВ. В емкость загружают диэтиленгликольдинитрат (ДЭГДН) в количестве 0,5 мг, после чего включают насос и производят откачку воздуха из камеры до давления 88 кПа. Затем перекрывают запорный кран и отключают вакуумный насос.

Включают нагреватель и медленно со скоростью 5 град./мин поднимают температуру емкости с ВВ до 60°С.

После достижения температуры 60°С дальнейшее повышение температуры прекращено и произведено отключение нагревателя.

При соединении камеры с атмосферой произошло резкое повышение давления и образец был покрыт микрослоем ВВ, осевшим на поверхности пористой целлюлозы в количестве около 2 мкг.

Способ предназначен для создания средств, используемых при тренировке и обучении собак, а также для проверки и калибровки приборов - детекторов паров взрывчатых веществ. Способ создания запаховых имитаторов взрывчатых веществ заключается в нанесении слоя промышленного взрывчатого вещества на основу из сорбционного материала. Слой взрывчатого вещества наносят на поверхность одорологически очищенной пористой целлюлозы в количестве от 1 нг/см² до 1 мг/см². Нанесение осуществляют путем осаждения паров взрывчатых веществ на сорбционный материал, который размещают в вакуумной камере. Осуществление способа позволяет создать безопасный в обращении запаховый имитатор, обеспечивающий длительное генерирование следовых концентраций взрывчатых веществ. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ создания запаховых имитаторов взрывчатых веществ (ВВ), заключающийся в нанесении хроматографически чистых образцов ВВ на основу из листового сорбционного материала, отличающийся тем, что в качестве листового сорбционного материала используют одорологически очищенную пористую целлюлозу с пористостью от 35 до 60% от видимой поверхности листового сорбционного материала и размером пор, не превышающим по площади 0,025 мм², нанесение ВВ в количестве от 1 нг/см² до 1 мг/см² в расчете на видимую поверхность листового сорбционного материала осуществляют путем осаждения ВВ на указанный сорбционный материал из их разбавленных растворов в легколетучих органических растворителях или из паров в вакуумной камере.

2. Способ создания запаховых имитаторов по п.1, отличающийся тем, что после нанесения ВВ легколетучий органический растворитель удаляют путем нагревания указанного листового материала в вакуумной камере.

3. Способ создания запаховых имитаторов по п.2, отличающийся тем, что нагревание осуществляют после достижения необходимого вакуума со скоростью от 2 до 10°С в минуту.

4. Способ создания запаховых имитаторов по п.1, отличающийся тем, что пары ВВ получают путем нагревания порции ВВ до температуры ниже температуры разложения в вакуумной камере, где размещен указанный листовой сорбционный материал.

5. Способ создания запаховых имитаторов по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что листовой сорбционный материал с нанесенным ВВ после однократного использования пригоден к уничтожению посредством сжигания.