Дослідження ізолюючих властивостей 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

Чиркіна Марина Анатоліївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2060-9142

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-7

Ключові слова: піна швидкого тверднення, карбоксиметилцелюлоза, гелеутворення, ізолюючі властивості, токсична речовина, бензен, плавучість

Анотація

Запропоновано використовувати піни швидкого тверднення отримані на основі гелеутворюючої системи Na2O•nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н). в якості ефективного ізолюючого засобу по відношенню до парів органічних токсичних рідин. В якості досліджуваної токсичної рідини було обрано бензен. Проведено дослідження плавучості піни швидкого тверднення на поверхні бензену. Досліджено процес притоплювання піни швидкого тверднення. Встановлено що піна швидкого тверднення зберігає свою цілісність та плавучість більше ніж 2 доби без повторного нанесення на поверхню бензену. Було проведено дослідження ізолюючих характеристик піни швидкого тверднення двома методами. Перший – метод фіксації втрати маси бензену. Другий – метод вимірювання концентрації парів бензену над його поверхнею за допомогою портативного багатоканального газоаналізатора Dräger X-am 7000 (Німеччина). Для підвищення стійкості та ізолюючих властивостей піни швидкого тверднення запропоновано до складу гелеутворюючої системи додавати водорозчинений полімер – натрієву сіль карбометилцелюлози. Встановлено, що найвищою стійкістю та найбільшими ізолюючими властивостями володіє система Na2O•nSiO2 (9 % р-н) + NaHCO3 (9 % р-н) + карбом етил-целюлоза (0,5% об.) + піноутворювач «Морський» (6% об.). Запропоновано ізолюючий засіб близький за ізолюючими властивостями раніше запропонованим ізолюючим матеріалам на основі силікатів, однак має над ними перевагу в більшій простоті нанесення на шар рідини. Отримані результати свідчать про те що піна товщиною 5 см уповільнює випаровування бензену в 9 разів та зменшує концентрацію парів бензену над поверхнею піни швидкого тверднення на висоті 2 см. в 5 разів. Зроблено висновок про доцільність використання цієї піни швидкого тверднення для ліквідування наслідків надзвичайних ситуацій пов’язаних з розливом токсичних рідин.

Посилання

1. Jiang-hua, Z., GabLai-jun, Z. (2007). Risk Analysis of Dangerous Chemicals Transportation. Systems Engineering – Theory & Practice, 27, 117–122. doi: 10.1016/S1874-8651(08)60077-0
2. Peter, I., Donald, M. (1987). The evaporation of volatile liquids. Journal of Hazardous Materials, 15, 343–364. doi: 10.1016/0304-3894(87)85034-3
3. Fire extinguishing media – Foam concentrates – Part 3: Specification for low expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids. European standard (2018). Retrieved from https://www.iso.org/ obp/ui/#iso:std:iso:7203:-3:ed-2:v1:en
4. Kuprin, G. N., Kuprin, D. S. (2017). Fast-Hardening Foam: Fire and Explosion Prevention at Facilities with Hazardous Chemicals. Journal of Materials Science Research, 6, 56–61. doi: 10.5539/jmsr.v6n4p56.
5. Jörg, R., Laganapan, A., Janne-Mieke, M., Matthias, F., Andreas, Z. (2021). Observation of liquid glass in suspensions of ellipsoidal colloids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS, 118. doi: 10.1073/pnas.2018072118
6. Chernukha, A., Teslenko, A., Kovaliov, P., Bezuglov, O. (2020). Mathematical Modeling of Fire-Proof Efficiency of Coatings Based on Silicate Composition. Materials Science Forum, 1006, 70–75. doi: 10.4028/www.scientific.net/ MSF.1006.70
7. Pietukhov, R., Kireev, A., Slepuzhnikov, E., Chyrkina, M., Savchenko, A. (2020). Lifetime research of rapid-hardening foams. Problems of emergency situations, 31, 226–233. doi: 10.5281/zenodo.3901986
8. Hazard Classification Guidance for Manufacturers, Importers, and Employers. Occupational Safety and Health Administration U.S. Department of Labor. (2016). OSHA 3844-02, 406–419. Retrieved from https://www.osha.gov/sites/default/files/ publications/OSHA3844.pdf
9. Maryam, K., Naimi-Jamal, M. (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. doi: 10.1016/j.jscs.2018.06.007
10. Pietukhov, R. A., Kiryeyev, O. O., Slepuzhnikov, Ye. D., Savchenko, O. V., Shevchenko, S. M., Deyneka, V. V. (2020). Pidvyshchennya chasu isnuvannya pin shvydkoho tverdinnya. Problemy nadzvychaynykh sytuatsiy, 32, 215–222. doi: 10.5281/zenodo.4400204