Способ определения проницаемости серной кислоты через материалы средств индивидуальной защиты кожных покровов человека (СИЗК) Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к области разработки средств индивидуальной защиты кожных покровов человекэ(СИЗК)отсильно действующих ядовитых веществ (СДЯВ), а более конкретно к способу определения проницаемости серной кислоты через материалы при разработке СИЗК от воздействия концентрированной и разбавленной серной кислоты в процессе ее промышленного производства и в случае ликвидации аварий с разливом и выбросом серной кислоты.

Существует способ определения проницаемости кислот и щелочей, описанный в ГОСТ 12.4.147-84.

Сущность его заключается в том, что образец исследуемого материала закрепляют в устройство ПМК-1 (емкость, в которой размещен полый цилиндр, содержащий

пргктяцку, уплотнительнсе кольцо и при- жимн/-о гзйку: из -зритель времени, соединенный с контактными электродами; магнитная мешалка); в цилиндр с внутренней стороны поверхности образца заливают раствор, содержащий 0,3 мас.% хлористого натрия и 0,05 мас.% мочевины в дистиллированной воде, имитирующий потовую жидкость; цилиндр помещают в серную кислоту так, что жидкость соприкасается с внешней поверхностью образца; включают магнитную мешалку и измеритель времени. При прохождении серной кислоты через образец увеличивается электропроводность и срабатывает контактный электрод и фиксируется время проницаемости.

Этим методом не определяются количественные характеристики проницаемости

vj iO

Јь

о со

О

во времени, по Которым возможно определение фактического времени защитного действия по превышению, предельно допустимого уровня зараженности кожных покровов (описываемый метод дает только качестсенную характеристику проницаемости - да или нет). Метод не пригоден для определения проницаемости фильтрующих материалов, а также не корректно использование большого объема раствора, имитирующего потовую жидкость, для постоянного контакта с испытуемым образцом.

Согласно медицинским исследованиям на 10 см2 материала выделяется 0,33 мл потовой жидкости в течение рабочего дня, а использование больших объемов жидкости приводит к уменьшению концентрации проникшей за материал серной кислоты при том. что объектом воздействия СДЯВ является кожа, а не потовая жидкость. Одновременно необходимо отметить, что длительный контакт испытуемого материала с большим объемом имитатора потовой жидкости может приводить к изменению свойств самого материала и искажению результатов определения проницаемости за счет вымывания пластификаторов с полимерных материалов, набухания полимера.

Цель изобретения - получение количественных характеристик проникшей через материал, в том числе и фильтрующего типа, серной кислоты и приближение метода определения проницаемости к реальным усло- 9иям применения СИЗК.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения проницаемости материалов СИЗК путем воздействия серной кислоты на исследуемый материал, проникшую через материал серную кислоту улавливают сорбционной подложкой на ос- чоэе кремнезоля и углекислою натрия с последующим количественным анализом экстракта сульфсгос с подложки нефеломет- ричес им методом. Сорбционную подложку готсеят пропиткой хлопчатобумажной ткани типа бязи, мадаполама, батиста, миткали кистым золем крегиневой кислоты до 9-18% привеса после сушки. Золь кремневой кислоты получают таким образом, чтобы на полпожке получите силикагель с удельной поверхностью в пределах 100-150 м /г для абсорбции серной кислоты. Уменьшение привеса кремнезоля ниже 9% нецелесооб- оазно з связи с тем, что уменьшается сорб- циоиная емкость подложки, при которой не все количество серной кислоты будет поглощаться на подложке. Увеличение привеса Fi..Lue 18% приводит к ухудшению десорбции сульфатов при последующем эхстрзги- роеэнии его дистиллированной водой, что

также увеличивает погрешность анализа. Оптимальным диапазоном привеса кремне- золя является 9-18%, при котором погрешность составляет величину не более 5%.

Для исключения возможного взаимодействия концентрированной серной кислоты, проникшей через защитный материал с целлюлозной основой подложки, ее дополнительно пропитывают водным раствором углекислого натрия до 20-30% привеса. Пары или жидкая фаза серной кислоты, проникшие через материал, взаимодействуют с углекислым натрием.

Минимальный привес углекислого натрия обусловлен его взаимодействием с максимально возможным количеством серной кислоты, проникшей через материал и оказывающей токсичное действие на кожу человека (менее 2,0 мг/см ). Увеличение

привеса углекислого натрия выше 30% нецелесообразно из-за уменьшения пористой поверхности сорбента и экономии химических реактивов.

Таким образом, сорбционная подложка

является имитатором кожи человека в данном методе определения проницаемости.

С сорбционной подложки сульфаты экстрагируют дистиллированной водой. В. экстракт добавляют раствор соляной кислоты

концентрации 0,6-2 моль/л для нейтрализации избытка углекислого натрия. Нижнее и верхнее значения концентрации соляной кислоты подобраны с расчетом полной и быстрой нейтрализации максимального содержания в экстракте углекислого натрия. Увеличение концентрации соляной кислоты вызывает увеличение растворимости сульфата бария в воде и уменьшение чувствительности.

Далее, в экстракт добавляют 0.4-0.6%- ный водный раствор крахмала для стабилизации взвеси сульфата бария образующегося после добавления 9-11% раствора хлори- бария Ё экстракт, по уравнению

H2S04 + BaClj - BaSO + 2HCI;

Na2S04 + BaCl2 - BaS04 + 2NaCI. Минимальная концентрация хлористого бария определяется максимальным содержанием сульфатов на сорбционной

подложке, т.е. и в экстракте, а также возможностью минимального разбавленияэкс- тракта для повышения чувствительности определения сульфатов. Увеличение концентрации хлористого бария выше 11 %

приводит к укрупнению частиц осадка сульфата бария и преждевременному его осаждению.

Выбор концентраций раствора крахмала обусловлен стабилизацией взвеси сульфата бария, при которой нижний предел концентрации еще уменьшает скорость осаждения, а верхний еще не мешает образованию осадка в пределах погрешности

измерений до ±5%.

После добавления хлористого бария в экстракт измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре и по предварительно построенному градуировочному графику зависимости оптической плотности от концентрации серной кислоты определяют ее количество, прошедшее в запакетное пространство через 1 см защитного материала.

На чертеже показан прибор для выпол- нения способа.

Прибооимеет поршень 1,сорбционную подложку 2, ист-гуемый материал 3, втулку 4, крышку 5, гайку 6, втулку 7.

П р и м з р 1 Хлопчатобумажную ткань арт.206 пропитывают золем кремневой кислоты для получения сорбционнойподложки с 14%-ным сухим привесом. Далее подложк выдерживают в течение 10 мин в 4%-ном водном растворе углекислого натрия и су- шат на воздухе, что обеспечивает 25%-ный привес. Составляют пакет из исследуемого защитного материала и подложки и закрепляют его в приборе МП-1 (см. чертеж). На исследуемый изолирующий материал ТСК- 15 наносят серную кислоту в количестве 1 мл равномерно по всей поверхности 10 см2. Через 1 ч подложку вынимают и помещают в сосуд с 10 мл дистиллированной воды. Экстракцию ведут в течение 1C мия. В экстракт добавляют 1 мл раствора соляной кислоты с концентрацией 1 моль/л, перемешивают в течение 15 мин и подложку вынимают из сосуда. К ней ргг.и.зсг.а -ному экстракту приливают 2.5 м. О 5%-ного раствора крах- мала, перемешивают и доливают 0 5 мл Ю ::-ногс рзстьорг. хлористого бария. После перемешивания е течение 10 мин измеряют оптическую плотность раствора. По заранее построенному градуировочному графику за- висимости оптической плотности от концентрации серной кислоты в области 0,02-0.2 мг/мл находят искомую концентрацию и рассчитывают проницаемость на 1 ч испытаний по формуле

Р-С v мг/см2,

О

где С - концентрация серной кислоты по графику, мг/мл;

V - объем пробы экстракта, мл; S - площадь исследуемой ткани, равная 10см2.

П р и м е р 2. Образцы фильтрующего материала ВИОН АН-3 закрепляют в металлическом приборе МП-1, с внутренней стороны прижимают сорбционные подложки. Прибор в течение 30 мин выдерживают в термостате ТС-80 при 26 ±1°С. После тер- мостатирования на внешнюю поверхность образца с помощью стандартной пипетки (ГОСТ 20292-74) наносят 0,2 мл концентрированной серной кислоты. Приборы снова помещают в термостат. Началом испытания считают момент нанесения кислоты на образец. По окончании заданного времени испытаний сорбционные подложки снимают и помещают в пробирки с 10,0 мл дистиллированной воды, встряхивают несколько раз и приливают 1,0 мл соляной кислоты концентрации 0,6 моль/л. После перемешивания к экстракту без подложки приливают 2,5 мл 0,6%-ного раствора крахмала . Снова перемешивают и доливают 0,5 мл 11%-ного раствора хлористого бария. Измерив оптическую плотность раствора, находят концентрацию серной кислоты и далее ее проницаемость. Результаты испытаний представлены в таблице.

П р и м е р 3. Отстиранную хлопчатобумажную ткань арт.276 пропитывают 30%- ным раствором кислого кремнезоля для получения сорбционной подложки с 18%- ным сухим привесом. Далее подложку выдерживают в течение 10 мин в 6%-ном растворе углекислого натрия в воде и сушат на воздухе, что обеспечивает 30%-ный привес.

Образец фильтрующего материала типа ШХВ-30 закрепляю, в металлическом приборе МП-1, с внутреннем стороны прижимают сорбционную подложку с 18%-ным привесом кремнезоля и 30%-ным привесом углекислого натрия Прибор в течение 30 мин термостатируют при 2 -± 1°С. Даг.е-. на внешнюю поверхность материала наносят пипеткой одну крупную каплю обьемом 0.2 мл 2С -ного водного раствора серной кислоты. Прибор снсь помещают в термостат. Началом испытания счмтают момент нанесения кислоты на исследуемый материал. Через каждые 20 мин производят сьем сорбционной подложки. Сорбционные подложки помещают в пробирки с 10.0 мл дистиллированной воды, экстрагирую в течение 10 мин, периодически встряхивая. В экстракт добавляют 1 мл водного раствора соляной кислоты концентрации 2,0 моль/л. перемешивают в течение 1Ъ мин и к экстракту без подложки приливают 2,5 мл 0,4%-нсго водного раствора крахмала. Смесь встряхивают и доливают 0,5 мл 9%-ного водного раствора хлористого бария. Измеряют на фотоколориметре ФЭК-56М при длине волны 440±5 нм оптическую плотность в кювете с рабочей длиной 5 мм. По заранее построенному градуировочному графику зави- симости оптической .плотности от концентрации серной кислоты находят искомую концентрацию в экстракте и рассчи- тывают проницаемость на каждый съем подложки, проницаемость за второй и следующие съемы суммируют с предыдущим. По полученным результатам строят кривую зависимости проницаемости серной кисло- ты во времени.

Предлагаемый способ определения проницаемости имеет следующие преимущества по сравнению с приведенным в за- явке прототипом: позволяет снимать количественные характеристики проникания серной кислоты на любой момент времени и во времени, т.е. получать кривые проницаемости, по которым можно проводить сравнения защитных свойств материа- лов или определять время защитного действия по превышению предельно-допустимого значения зараженности кожных покровов человека; пригоден для определения проницаемости всех видов защитных мате- риалов, в том числе и фильтрующего типа, а также дает возможность имитировать поглощение токсичной серной кислоты кожей человека сорбцией кислоты на сорбционной подложке и даже проводить анализ экстрак- та непосредственно с цмитатора, что приближает лабораторный способ испытаний проницаемости материалов к реальным.

Предлагаемый способ определения проницаемости серной кислоты может использоваться при разработке защитной одежды для регламентных и аварийно-спасательных работ производства серной кислоты.

Формула изоб р-е тения Способ определения проницаемости серной кислоты через материалы средств индивидуальной защиты кожных покровов человека путем ее воздействия на исследуемой материал, отличающийся тем, что, с целью расширения информативности путем получения количественных характеристик и приближения условий испытаний к реальным, проникшую через материал серную кислоту улавливают хлопчатобумажной подложкой, которой предварительно пропитывают сначала кислым золем кремневой кислоты до 9-18%-ного привеса, затем водным раствором углекислого натрия до 20- 30%-ного привеса с поэтапной сушкой, экстрагируют подложку дистиллированной водой, к экстракту последовательно добавляют раствор соляной кислоты концентрации 0.6-2,0 моль/л, 0,4-0.6%-ный раствор крахмала и 9-11 %-ный раствор хлористого бария, измеряют оптическую плотность раствора и по градуировочному графику зависимости оптической плотности от концентрации серной кислоты определяют количество кислоты, прошедшее через 1 см защитного материала.

Изобретение относится к области разработки средств индивидуальной защиты кожных покровов человека (СИЗК). Предложен способ определения проницаемости серной кислоты через материалы СИЗК, в котором проникшую через материал кислоту улавливают сорбционной подложкой. Целью изобретения является расширение информативности путем количественного определения проникшей кислоты, приближение метода испытания СИЗК к реальным условиям. Поставленная цель достигается следующим образом. Количественные характеристики серной кислоты определяют по оптической плотности с помощью грэду- ировочного графика. Использование сорбционной подложки позволяет получать более достоверные результаты испытаний СИЗК, так как подложка более реально имитирует кожу, чем водный раствор. Кроме того, появляется возможность проводить испытания материалоз Фильтрующего типа. 1 т., 1 табл. ел с