СПОСОБ МАРКИРОВКИ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2014 года по МПК C06B23/00 G06K1/00 G01N33/22 

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ (ВВ) и криминалистических идентификационных препаратов и может быть использовано в оперативно-розыскной, следственной, экспертно-криминалистической и судебной практике.

Расследования различного рода обстоятельств, произведенных с применением взрывчатых веществ (ВВ), требуют не только установления типа взрывного устройства и примененного взрывчатого вещества, но и установления производителя этого ВВ, а также прослеживания его пути от производителя до места применения, или незаконного оборота. Расследования обстоятельств промышленных аварий, произошедших с участием ВВ, как правило, требуют установления даты изготовления и заряжания ими скважин (шпуров) в целях дальнейшего проведения расследований по соблюдению технологии изготовления ВВ и его заряжания. Целый ряд горнодобывающих предприятий при производстве взрывных работ применяет промышленные ВВ (в т.ч. - эмульсионные), поставляемые сразу от нескольких производителей. Зачастую подготавливаемый блок может быть заряжен несколькими типами ВВ сразу от нескольких производителей. Это затрудняет выявление причин возможных отказов, а также делает невозможной однозначную идентификацию изготовителя и типа ВВ в отказавшей скважине. Кроме того, существует проблема идентификации случайно утерянных ВВ при их обнаружении.

Для решения этих вопросов применяют различные по техническому существу способы маркировки взрывчатых веществ.

Например, известен способ маркировки взрывчатого вещества, включающий введение во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке, при этом вводят идентификаторы, обладающие масложирорастворимостью, химической стойкостью в средах с любым диапазоном pH, стойкостью к свободным радикалам, химической инертностью к компонентам взрывчатого вещества, отсутствием свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода, химической инертностью к продуктам взрыва и отсутствием токсических свойств, в качестве идентификаторов используют полиметилсилоксаны (ПМС) или полиэтилсилоксаны (ПЭС), или их смесь (RU №2368591, C06B 23/00, G01N 33/22, опубл. 27.09.2009).

В известном способе для изготовления ВВ используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) 2-го рода (при создании обратных или «инвертных» эмульсий). Если идентификаторы будут обладать свойствами ПАВ 1-го рода, их внесение в эмульсию разрушит ее. По этой причине признак отсутствия свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода также является существенным - полиметилсилоксаны и полиэтилсилоксаны свойствами ПАВ не обладают. После взрыва из компонентов ВВ получаются новые химические вещества, с которыми идентификаторы не должны вступать в реакцию, т.е. они должны обладать химической инертностью к продуктам взрыва. Полиметилсилоксаны и полиэтилсилоксаны химически инертны к продуктам взрыва.

Однако в результате проведенных исследований установлено, что данный способ имеет некоторые недостатки, которые могут при некоторых обстоятельствах привести к неточной или недостоверной идентификации ВВ, а зачастую и к ее технической невозможности на практике:

- при взрыве заряда взрывчатого вещества, замаркированного предлагаемым по прототипу способом, полимерные цепочки маркеров частично дезинтегрируются - могут образовываться новые соединения с более короткими полимерными цепочками. Вновь образовавшиеся короткие полимеры, возможно, будут аналогами маркеров другого производителя другого взрывчатого вещества. Результаты анализа будут неоднозначны - так как будут обнаружены следы маркеров сразу нескольких производителей и/или сразу нескольких взрывчатых веществ;

- данные маркеры, возможно, технически обнаруживать на таких важнейших предметах-носителях, как «поверхности рук подозреваемого лица», с использованием уже существующих и перспективных методик исследований, так как смеси полиметилсилоксанов (ПМС) и полиэтилсилоксанов (ПЭС) масложирорастворимы и будут удерживаться длительное время в потожировом слое кожного покрова человека, но при этом возможны ошибки, из-за распространенности данных соединений (например, ПЭС - в косметике: губная помада), что опять же приводит к утрате важнейшей «криминалистически значимой информации»;

- использование смеси полиметилсилоксанов (ПМС) и полиэтилсилоксанов (ПЭС) является значительным недостатком, так как ПЭС, в отличие от ПМС обладают значительно меньшей «термодинамической стабильностью» и будут сильнее «дезинтегрировать» и взаимодействовать с продуктами взрыва;

- использование данного способа кодирования информации обладает на практике значительной сложностью и дороговизной, так как требует дорогостоящего приборного оборудования («гель-проникающая хроматография») и достаточно сложных методик для оценки полученных результатов.

Кроме того, ВВ представляет собой смесь, состоящую из отдельных компонентов, характеристики каждого из которых в отдельности в системе двоичного кода могут быть хорошо считаны хроматограмме. Но при смешивании отдельных компонентов происходит рекомбинация кодов за счет суммирования полимерных составляющих с одинаковой или близкой длиной молекулярных цепочек. Это хорошо видно на хроматограмме по фиг.1.

Таким образом, известный способ шифрования маркировочного кода набором единиц имеет недостаток - перемешивание значащих единиц при смешении замаркированных материалов, что делает насчитываемой маркировку смесей индивидуально замаркированных материалов.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности идентификации ВВ по его коду идентификации при упрощении процесса выявления и определения этого кода и возможности идентифицировать структурные компоненты, из которых смесь ВВ приготовлена.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе маркировки взрывчатого вещества, заключающемся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке, для маркирования взрывчатого вещества осуществляют маркировку каждого отдельного компонента, входящего в смесь взрывчатого вещества, при этом маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором, и которая отлична от длин молекулярных цепочек полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества, а в качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используют набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества.

При этом в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента используют полимеры, обладающие масложирорастворимостью, химической стойкостью в средах с любым диапазоном pH, стойкостью к свободным радикалам, химической инертностью к компонентам взрывчатого вещества, отсутствием свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода, химической инертностью к продуктам взрыва и отсутствием токсических свойств.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Согласно настоящего изобретения рассматривается новый способ маркировки взрывчатого вещества, который основан на маркировании ВВ маркирующей композицией, содержащей идентификаторы, которые являются в свою очередь маркирующими идентификаторами компонентов или материалов, из которых путем смешивания приготовлена смесь ВВ.

На фиг.1 - хроматограмма смеси по прототипу;

фиг.2 - хроматограмма смеси по примеру 1;

фиг.3 - хроматограмма смеси по примеру 2.

Способ маркировки ВВ, введенной в смесь взрывчатого вещества, полученного смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, основан на том, что каждый отдельный компонент, входящий в смесь ВВ подвергается предварительной до смешивания индивидуальной маркировке, не совпадающей с аналогичной маркировкой, введенной в другие компоненты, составляющие смесь ВВ.

Маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором и которая отлична от длин молекулярных цепочек полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества. Таким образом, в качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используется набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества.

В общем случае полимерные материалы для маркирующих композиций каждого отдельного компонента выбирают из ряда полимеров, обладающих масложирорастворимостью, химической стойкостью в средах с любым диапазоном pH, стойкостью к свободным радикалам, химической инертностью к компонентам взрывчатого вещества, отсутствием свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода, химической инертностью к продуктам взрыва и отсутствием токсических свойств. Например, в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента можно использовать полиорганосилоксаны (олигоорганосилоксаны) с различными длинами молекулярных цепочек. Применение одного полимера с фиксированной длиной молекулярной цепочки в качестве маркирующей составляющей является возможным, но при этом исключается или упрощается структура секретности кода и упрощается процесс его распознавания на хроматограмме. Поэтому, предпочтительно, в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента использовать смесь (набор) полиорганосилоксанов (олигоорганосилоксанов) с различными длинами молекулярных цепочек, в которой каждому одному техническому показателю соответствует идентификатор в виде полиорганосилоксана с соответствующей длиной молекулярной цепочки и соответствующим временем выхода («удерживания») на хроматограмме, соответствующим этой длине молекулярной цепочки.

При этом для каждого отдельного компонента, входящего в смесь ВВ, такой набор индивидуален и не совпадает с наборами для других компонентов, поэтому является ярко выраженным идентификатором самого компонента. Идентификатор, как ключ или код, позволяет не только выявить этот компонент из смеси до или после применения ВВ, но и прояснить природу его происхождения или изготовления (страна, город, изготовитель, место изготовления, дата и т.д.). При смешивании отдельных компонентов для получения ВВ смешиваются так же и их маркировочные композиции, но так как каждая композиция составлена из набора полимер/ов с длинами молекулярных цепочек, отличными и неповторяющимися с длинами молекулярных цепочек из наборов других отдельных компонентов смеси ВВ, то физическое смешивание не приводит к разрушению или изменению индивидуальных маркировочных кодов каждого из компонентов.

Особенностью заявленного способа также является то, что в маркирующий состав или композицию для каждого отдельного компонента смеси ВВ может быть добавлен индивидуальный «секретный маркер» того же или иного происхождения, чем рассмотренные примеры. Этот «секретный ключ» может быть введен в процессе смешивания и приготовления смеси ВВ и являться дополнительным идентификатором ВВ, используемым для получения при расшифровке дополнительно информации о ВВ. Такой «секретный ключ» может быть распознаваем по другой технологии и с помощью других средств и приборов. Введение в маркирующую композицию «секретного ключа» повышает достоверность выяснения природы происхождения ВВ.

Выбор в качестве примера полимеров типа полиорганосилоксанов (олигоорганосилоксанов) основан на удачном сочетании их химических и физических свойств. Основные классы полиорганосилоксанов разветвленного, циклолинейного и лестничного строения, которые могут использоваться в качестве «идентификаторов-маркеров», включают в себя полиметилсилоксаны, полидиметилсилоксаны, полифенилсилоксаны, олигодиметилфенилсилоксаны и полиметилфенилсилоксаны, полиалкилсилоксаны с алкильными радикалами С4 и более у атома кремния - Si, и некоторые другие кремнийорганические соединения.

Для иллюстрации термодинамической устойчивости полиорганосилоксанов в таблице 1 приведены некоторые типичные физико-химические свойства некоторых из использованных при испытаниях в качестве прототипов-«маркеров» полидиметилсилоксановых жидкостей производства «Dow Corning@200», по данным производителя: источник - .

Таблица 1   Вязкость при 25°C (мм/с - сантистокс), Температура вспышки, °C (закрытый Температура вспышки, °C (открытый Летучесть, % (макс.) потери массы через 24 ч при 150°C, по СТМ 208. № п/п по СТМ 0004. тигель), по СТМ 0021. тигель), по СТМ 0006.   1. 10 >100 >163 10,0 2. 20 >100 >204 10,0 3. 50 >100 >285 2,0 4. 100 >100 >315 0,5 5. 200 >100 >315 0,5 6. 350 >100 >315 0,5 7. 1000 >100 >321 0,5 8. 10000 >100 >321 2,0

Дальнейшие экспериментальные испытания зарядов индивидуальных «мощных» бризантных ВВ, смесевых аммиачно-селитренных ВВ, а также промышленных водонаполненных ВВ, различного веса, в которые добавляли в качестве «прототипов-маркеров» полидиметилсилоксановые жидкости производства «Dow Corning@200», в количествах около 200 г на 1 т ВВ (0,02% масс.) и менее, показали следующее:

- полидиметилсилоксаны «хорошо обнаруживаются» и разделяются методом ГЖХ и ВЭЖХ «по факту взрыва», в том числе на фоне имеющихся загрязнений «посторонними веществами» (например, нефтепродуктами);

- каких-либо следов продуктов полидиметилсилоксановых жидкостей на более легкие гомологи не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии переноса продуктов разложения и термодеструкции полидиметилсилоксанов в смывы после взрыва.

Таким образом, в составе взрывчатого вещества для каждого компонента, составляющего смесь ВВ, формируется свой личный и неповторимый «химический штрих-код», считывание которого осуществляют по принципу наличия или отсутствия компонента, с соответствующим временем выхода («удерживания»), на хроматограмме.

Использование в качестве маркеров ВВ только смеси («набора») полиорганосилоксанов (олигоорганосилоксанов) со строго определенной длиной молекул каждого из компонентов, входящих в эту смесь, позволяет определить наличие и расшифровать код маркировки в один прием, используя в качестве кодирующих данных два критерия: наличие/отсутствие вещества по принципу двоичного кода (0/1) и время их выхода на хроматограмме. Используемые при расшифровке методы исследования: - газожидкостная хроматография (ГЖХ); - высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ); - хромато-масс-спектрометрия «по выбранным ионам».

Маркировать таким способом можно не только сами смесевые и индивидуальные ВВ, но и их компоненты - неорганические окислители (аммиачная селитра марок «А», «Б» и «6ЖВ»).

Предлагаемый новый способ лишен указанного недостатка, заключающегося в нечитаемости маркировки смесей индивидуально замаркированных материалов.

Сущность предлагаемого метода состоит в следующем.

Допустим, в маркировку материала «А» необходимо разместить цифровой код [123456789]. *≡N

Для реализации имеем полимеры М-типа. С предельной длиной молекулярной цепи М (lim), где М (lim)≡а.

Тогда, для реализации цифрового кода * необходимо иметь (минимизировать) полимер М-типа с длиной молекулярной цепи а.

$$\begin{array}{l}\{\begin{array}{l}c=в/а\\ N=с\times {10}^9\end{array}\{\begin{array}{l}a=/с\\ с=N\times {10}^{-9}\end{array}\\ A=(a/N)\times {10}^9\end{array}$$

Причем материал «А» можно маркировать:

1. Введением в него а и M(lim);

2. Введением только a, M(lim) хранится как секретный ключ.

Для маркировки различных материалов следует принимать различные цепи полимеров

(А; В; С; D; Е; …etc…), где А - водка, В - тротил, С - селитра и т.д.

Тогда смесь замаркированных материалов при чтении будет показывать, помимо прочего, и компонентный состав исследуемой смеси по товарным компонентам (не по химическим составляющим). Ниже приведены два примера.

1) Смесь:

Na=║(а/А)×10^-9║

Nв=║(в/B)×10^-9║

Nc=║(c/C)×10^-9║

Хроматограмма представлена на фиг.2

2) Смесь, хроматограмма которой представлена на фиг.3.

Ключи А, В, С - известны ограниченному кругу лиц.

Преимущества предлагаемого способа маркировки ВВ:

- полиорганосилоксаны (олигоорганосилоксаны) крайне термодинамически устойчивы, не разлагаются при хранении и микроорганизмами, а также полностью инертны и нетоксичны для организма человека и животных (пример - «силиконовые импланты в пластической хирургии»);

- полиорганосилоксаны (олигоорганосилоксаны) исключительно дешевы;

- введение их в количестве 200 г на 1 т ВВ (0,02% масс.) не приведет ни к удорожанию ВВ, ни к изменению взрывчатых свойств;

-полиорганосилоксаны (олигоорганосилоксаны) будут растворимы в потожировых слоях кожи человека, будут сохраняться там значительно дольше, чем следы микроколичеств ВВ, что позволит в смывах с поверхностей рук подозреваемых лиц определять не только сам факт наличия следов ВВ, но и устанавливать факт обращения («контакта») их, с конкретными партиями ВВ или изделий, их содержащих;

- аналогично можно будет получать такую информацию после произошедшего взрыва;

- полиорганосилоксанами (олигоорганосилоксанами) можно маркировать не только индивидуальные ВВ, но и компоненты-неорганические окислители смесевых ВВ (аммиачную селитру, например), что полностью «снимет» исключительно важный для экспертно-криминалистической практики вопрос о «ее происхождении в следах после взрыва» («биологического происхождения она или нет»).

Данный способ также позволяет избежать получения неправильного результата по считыванию химического индивидуального кода ВВ при смешении двух разных партий ВВ, нечувствителен к взаимодействию маркеров с продуктами взрыва, сами маркирующие соединения невозможно удалить полностью никакими физико-химическими способами из ВВ, а также за счет особенностей алгоритма маркирования и считывания информации позволяет избежать «ошибок при его расшифровке» при попадании полиорганосилоксанов (олигоорганосилоксанов) «бытового применения».

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке. Для маркирования взрывчатого вещества осуществляют маркировку каждого отдельного компонента, входящего в смесь взрывчатого вещества. Маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала из ряда полиорганосилоксанов с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором, и которая отлична от длин молекулярных цепочек и величин вязкости полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества. В качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используют набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ маркировки взрывчатого вещества, заключающийся во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке, отличающийся тем, что для маркирования взрывчатого вещества осуществляют маркировку каждого отдельного компонента, входящего в смесь взрывчатого вещества, при этом маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала из ряда полиорганосилоксанов с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором, и которая отлична от длин молекулярных цепочек и величин вязкости полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества, а в качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используют набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента используют полимеры, обладающие масложирорастворимостью, химической стойкостью в средах с любым диапазоном pH, стойкостью к свободным радикалам, химической инертностью к компонентам взрывчатого вещества, отсутствием свойств поверхностно-активных веществ 1-го рода, химической инертностью к продуктам взрыва и отсутствием токсических свойств.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве маркирующих композиций каждого отдельного компонента используют смесь полиорганосилоксанов с различными длинами молекулярных цепочек, в которой каждому одному техническому показателю соответствует идентификатор в виде полиорганосилоксана с соответствующей длиной молекулярной цепочки и соответствующим временем выхода на хроматограмме.