Підвищення часу існування пін швидкого тверднення

Пєтухов Руслан Альбертович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-0414-2546

Кірєєв Олександр Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-8819-3999

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5449-3512

Савченко Олександр Віталійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1305-7415

Шевченко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6740-9252

Дейнека Вікторія Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5781-7092

DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.4400204

Ключові слова: піна швидкого тверднення, карбоксиметилцелюлоза, гелеутворення, час існування піни, гелеутворююча система, гелеутворювач, каталізатор гелеутворення

Анотація

Проведено дослідження часу існування пін швидкого тверднення (ПШТ) отриманих на ос-нові гелеутворюючої системи Na2O·nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н). Встановлено шляхи під-вищення стійкості піни. Експериментальним шляхом визначено тип додаткових хімічних сполук які підвищують характеристики стійкості піни швидкого тверднення. Встановлено, що додавання таких речовин як гліцерин, полівініловий спирт та карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) призводить до часткового або значного підвищення часу існування пін швидкого тверднення. В ході експеримен-тальних досліджень встановлено склад гелеутворюючої системи для отримання піни швидкого тверднення з високим часом існування. Такою системою є Na2O·nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н) + КМЦ (0,5% об.) + піноутворювач «Морський» (6% об.) Встановлено, що підвищення концен-трації КМЦ негативно впливає на рухомість піни швидкого тверднення та її кратність. Так, в системі без КМЦ кратність отриманої піни була близько 14, а в системі з додаванням 0,5 % КМЦ кратність різко зменшилась приблизно в 2,5 рази та стала дорівнювати 6. Додавання 1 % КМЦ призводить до утворення піни кратністю 3. При спробі отримати піну з розчинів в яких масова частка КМЦ була 1,5 та 2 % відбувалось утворення низькократної піни (< 2) неоднорідної структури. При цьому знижувалась рухомість піни, що призводило багатократного зниження ії здатності до розтікання по поверхні рідини. Експериментально встановлено, що підвищення стійкості ПШТ шляхом додавання до складу піноутворюючої системи водорозчинного плівкоутворювача (КМЦ) призводить до утворення твердої плівки яка забезпечує підвищення міцності твердого каркасу гелю. Одночасно тверда плівка може забезпечити підвищення ізолюючих властивостей піни.

Посилання

1. Kozachenko, T. І. (2012). Geoіnformacіjne kartografuvannya tekhnogennih zagroz vіd potencіjno nebezpechnih objektіv. Vіsnik geodezії ta kartografіji, 1 (76), 14–25.
2. Jiang-hua ZHAN, GabLai-jun ZHAO. (2007). Risk Analysis of Dangerous Chemicals Transportation. Systems Engineering – Theory & Practice, 27, 117–122.
3. Peter, I. Kawamura, Donald Mackay. (1987). The evaporation of volatile liq-uids // Journal of Hazardous Materials, 15, 343–364.
4. Defence Standard 42–40. (2002). Foam Liquids, Fire Extinguishing (Concen-trates, Foam, Fire Extinguishing), UK Ministry of Defence, 2.
5. Pietukhov, R.,Kireev, A., Slepuzhnikov, E., Chyrkina, M., Savchenko. A. (2020). Lifetime research of rapid-hardening foams // Problems of emergency situa-tions, 31, 226–233.
6. Pietukhov, R. A., Kireev, O. O., Slepuzhnikov, E. D. (2020). Doslidzhennya chasu vtrati tekuchosti geleutvoryuyuchikh sistem Nа2O ∙ 2,5SiO2 + NH4Cl та Na2O 2,5SiO2 + (NH4)2SO4, yaki zaproponovano vikoristovuvati dlya oderzhannya izolyuyuchikh pin. Problemi nadzvichaynih situatsiy, 30, 155–163.
7. Gennady, N. Kuprin, Denis, S. Kuprin. (2017). Fast-Hardening Foam: Fire and Explosion Prevention at Facilities with Hazardous Chemicals. Journal of Materials Science Research, 6, 56–61.
8. Denis, S. Kuprin. (2017). Physical–chemical explanation of fire-fighting efficiency of FHF (fast-hardening foam) based on structured silica particles. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 81, 36–41.
9. Hazard Classification Guidance for Manufacturers, Importers, and Employers. Occupational Safety and Health Administration U.S. Department of Labor. (2016). OSHA 3844-02, 406–419.
10. Vladimir Moskvitin, Dmitry Moskvitin, Natalia Emelyanova. (2018). Optimi-zation of the foam generation regime in a cylindrical channel // International Scientific Conference “Investment, Construction, Real Estate: New Technologies and Special-Purpose Development Priorities”, 212, 1–8.
11. Youjie Sheng, Shouxiang Lu, Ning Jiang, Xiujuan Wu, Changhai Li. (2018). Drainage of aqueous film-forming foam stabilized by different foam stabilizers // Journal of Dispersion Science and Technology, 39, 1266–1273.
12. Maryam Karimi, M. R. Naimi-Jamal. (2019). Carboxymethyl cellulose as a green and biodegradable catalyst for the solvent-free synthesis of benzimidazoloquinazolinone derivatives // Journal of Saudi Chemical Society, 23, 182–187.