РАЗРАБОТКА ОГНЕСТОЙКИХ СОСТАВОВ ДЛЯ ПРОПИТКИ ОГНЕЗАЩИТНЫХ КОСТЮМОВ ПОЖАРНЫХ И СПАСАТЕЛЕЙ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Введение 3
Спецодежда для защиты от повышенных температур и открытого огня 4
Заключение 15
Список использованных источников и
литературы 17
В настоящее время основные усилия координационных органов, органов управления и сил единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее РСЧС) были направлены на решение задач по дальнейшему совершенствованию защиты населения и территории страны от чрезвычайных ситуаций (далее ЧС) природного и техногенного характера, обеспечение пожарной безопасности.
Боевая работа спасательных формирований по ликвидации последствий ЧС осуществляется в специальной одежде, предохраняющей спасателей от негативного воздействия активных сред и применения средств индивидуальной защиты личного состава [1].
Актуальность темы научной работы заключается в необходимости повышения уровня защищенности личного состава от негативного воздействия активных сред при проведении аварийно-спасательных работ.
Целью выполнения исследования является разработка новых средств для повышения эффективности защищенности личного состава от негативного воздействия активных компонентов при проведении аварийно-спасательных работ.
Объектом исследования является эффективность средств индивидуальной защиты личного состава аварийно-спасательных формирований.
Предметом – боевая одежда спасателей и пожарных и степень обеспечения защищенности личного состава во время проведения аварийно-спасательных работ.
Спецодежда для защиты от повышенных температур и открытого огня
Огнезащитная спецодежда необходима для пожарных и спасателей, а также для работников нефтегазовой отрасли, сварщиков, металлургов и военных. Применение огнестойкой спецодежды требуется на большинстве рабочих мест, где присутствует потенциальная опасность возникновения пожара, взрыва, ожогов при контакте с расплавленным металлом. Материалы для пошива спецодежды должны не только обеспечить необходимую защиту, но и создать комфортные условия носки.
Отечественная текстильная промышленность выпускает ткани с огнезащитными свойствами, которые обеспечиваются на стадии отделки следующими способами:
— нанесением на ткань веществ, которые при температуре горения разлагаются с выделение негорючих газов;
— образованием на ткани негорючей плёнки, защищающей волокно при горении от контакта с воздухом;
— химическим преобразованием функциональных групп волокна для повышения устойчивости макромолекулярных цепей к термическому расщеплению.
Сегодня на многих предприятиях используются средства индивидуальной защиты, не соответствующие предъявляемым к ним требованиям по защитным свойствам. И обусловлена эта ситуация не только ограниченностью финансовых средств на их приобретение у организаций, но и недостаточной информированностью о возможностях современных средств индивидуальной защиты.
Защитный костюм, во-первых, должен обеспечивать комфортную работу и удобство в эксплуатации. Во-вторых, спецодежда должна сохранить жизнь и максимально снизить риск нанесения вреда здоровью человека не только в случае промышленной аварии, но и при выполнении обычных ежедневных работ. В-третьих, и сама спецодежда в экстремальных условиях не должна становиться источником опасности, который может усугубить отрицательное воздействие на человека.
Боевая одежда пожарных — самая распространённая специальная защитная одежда. В её комплект входят капюшон, напульсники, водозащитный клапан, отличительные и ранговые элементы из люминесцентных материалов для лучшей ориентации и обнаружения людей в условиях плохой видимости.
Специальная защитная одежда пожарного изолирующего типа отличается особо бережной защитой кожных покровов человека от неблагоприятных факторов окружающей среды (таких, как пыль, сильно действующие ядовитые вещества, газо-воздушные смеси, в том числе имеющие в своём составе газообразный хлор, водные растворы щелочей, кислот и т. д.), которые так губительны для человеческого организма. Вышеуказанная одежда бывает двух видов: костюмы, используемые для тушения пожаров и ликвидаций последствий аварий на местах атомной энергетики, где на человека может действовать ионизирующее излучение и термоагрессиво — стойкая одежда, предохраняющая пожарного от возможных воздействий химически вредных веществ и материалов. Это, пожалуй, единственная из всех видов защитных одежд, подразумевающая в качестве наружной оболочки герметичный скафандр, полностью изолирующий от соприкосновений с внешней средой. Также подобную одежду можно использовать для ликвидации всевозможных катастроф.
Читайте также: Скатертные ткани 100 хлопок
Защитная спецодежда должна быть огнестойкая, антистатичная, а для ряда специальностей иметь защиту от сырой нефти. В России большой выбор огнестойких антистатических тканей. Раньше вся одежда выпускалась из брезента и винилискожи Т (что означает «трудно воспламеняющаяся»). Теперь же к вышеперечисленным можно добавить специально разработанные огне- и термостойкие материалы и ткани (такие, как фенилон, терлон, оксалон и другие).
Ткань Indura фирмы Westex состоит на 100% из хлопка. Благодаря специальной технологии во внутрь каждого хлопкового волокна на молекулярном уровне интегрируется огнестойкий полимер. Это позволяет добиться такой же устойчивости к огню, как у синтетических материалов, при сохранении высоких гигиенических свойств. Для изготовления этой ткани используется высокопрочная пряжа кольцевого прядения.
К новым разработкам фирмы относится ткань InduraUltraSoft, представляющая собой материал, состоящий на 88% из хлопка и на 12% из нейлона. Она отличается еще более высоким сроком службы, приятным мягким грифом, дополнительной защитой от огня и электрической дуги за счет 12% нейлона. В ее состав входит высокопрочная нейлоновая нить, для которой характерна исключительно высокая устойчивость к истиранию. Процесс ее прядения рассчитан таким образом, чтобы усилить устойчивость поверхности ткани к истиранию и, следовательно, оптимизировать срок службы изделий из этой ткани. Для изготовления Indura и InduraUltraSoft используются светостойкие, прочно связывающиеся с волокном красители. При необходимости эти ткани подвергаются масло-, нефте-, водоотталкивающим пропиткам.
Рабочая одежда из тканей Indura и InduraUltraSoft обеспечивает защиту от выделяемой электрической дугой энергии более 100 ккал/см 2 , что полностью соответствует установленным требованиям к защите от этой опасности.
Огнестойкие свойства тканей сохраняются после 200 промышленных стирок при температуре 85°С. Гладкое сатиновое переплетение материалов не позволяет каплям раскаленного металла прожигать их, т. к. они скатываются с них.
Огнестойкие текстильные материалы также выпускает компания TenCateProtect (Нидерланды). Она предлагает изготовителям специальной и защитной одежды смесовые ткани, в состав которых входит более 50% огнестойких химических волокон и около 45% хлопка. Эти ткани серии Tecasafe обладают универсальными свойствами. Наряду с огнестойкостью они успешно противостоят действию кислот, нефти, масел, воды и накапливанию электричества и используются в одежде нефтяников, газовиков и энергетиков. Некоторые материалы из этой серии обладают индивидуальными свойствами: TecasafeHydro-control с пленочным покрытием для дополнительной нефте-, масло-, водостойкости, TecasafeStatic-controlcодержит специальное волокно, повышающее антистатичность, и TecasafeSilhoflec с точечным светоотражающим покрытием, которое обеспечивает дополнительную защиту в условиях ограниченной видимости.
Производственная программа TenCateProtect также включает смесовые и хлопчатобумажные ткани серии Proban с огнестойкой пропиткой, используемые для пошива специальной одежды для сварщиков, спасателей, металлургов и рабочих других профессий. Наряду с высоким уровнем защиты, комфортными и гигиеническими свойствами они отличаются невысокой ценой.
Волокно «Номекс®», недавно разработанное компанией DuPont с применением самых современных технологий, является одним из лучших огнестойких и теплозащитных материалов. Области его применения очень разнообразны: в аэрокосмической промышленности, при производстве двигателей, костюмов для пилотов «Формулы-1», средств индивидуальной защиты работников промышленных предприятий, спецодежды для пожарных, нефтяников и газовиков. Защитные свойства «Номекс®» являются неотъемлемой частью самого волокна (это уникальное соединение тепло- и огнеустойчивости волокна, которое является устойчивым к большинству промышленных видов масла, растворителей и химикатов), они «встроены» в его молекулярную структуру, а не являются результатом химической обработки или внесения добавок. Данная особенность позволяет сохранить огнестойкие и термостойкие характеристики одежды из этого уникального материала в течение всего срока эксплуатации. Среди его особых свойств нужно выделить высокий уровень теплоизоляции даже при экстремальных температурах. Материал не поддерживает горения, не плавится и не образует подтеков в отличие от аналогичных, представленных на рынке материалов.
Принципиально новым подходом к созданию тканей с огнезащитными свойствами является использование химических огнестойких арамидных волокон и нитей в сочетании с огнезащитной отделкой.
Читайте также: Ткань индира вип текстиль
Наиболее известными зарубежными представителями арамидных волокон являются:
— пара-арамидное волокно Тварон (Twaron) производства фирмы Акзо Нобель Арамид Продактс (AkzoNobelAramidProducts), Нидерланды, разных модификаций широкого спектра применения;
— арамидные волокна Номекс и Кевлар широкого ассортимента фирмы Дюпон (DuPont) США.
Эти волокна более 25 лет служат законодателем стандартов термической стабильности и огнестойкости, стандартов прочности в агрессивных средах, а также стандартов приятного внешнего вида, лёгкости ухода и долговечности.
Широкие токсилогические и экологические испытания показали, что при обычных условиях обработки и применения волокна из арамидных волокон не токсичны. Эти продукты представляют пренебрежимо малую опасность для здоровья человека и окружающей среды.
Для разработки тканей с огнезащитными свойствами предлагается использовать отечественное арамидное волокно марки «ТВЕРЛАНА», преимуществом данного волокна по сравнению с зарубежными аналогами является более высокий кислородный индекс (35), что характеризует устойчивость волокна к возгоранию. Зарубежный аналог имеет кислородный индекс равный 28.
Огнезащитные пропитки
Нанесение на ткань огнезащитного слоя может быть выполнено на месте, без необходимости демонтажа. Одновременно с приданием огнестойкости, пропитки и ЛКМ способствуют умеренному дымообразованию и снижению токсичности.
Проведение работ осуществляется следующим образом:
Огнезащитная пропитка для ткани наносится методом безвоздушного распыления. Предварительно подготавливается раствор с соблюдением необходимых пропорций. Оборудованием для распыления огнезащитного состава для тканей наносят суспензию. Средство выбирают в зависимости от необходимого уровня огнезащиты. Состав сульфата аммония, к примеру, с эффективностью используют для синтетических тканей с высоким уровнем пожароопасности.
Обработке антипиренами подлежат:
материалы из текстиля, расположенные в местах эвакуации и пожарных выходов;
спецодежда сотрудников МЧС и сварщиков;
тканевые изделия, используемые для оформления учреждений общепита, галерей, мест для курения и других помещений, где используется открытый огонь.
Уменьшение пожарной опасности тканей производится с помощью поверхностной или объемной обработки ткани антипиренами — огнезащитными средствами на основе ингибиторов. Различные виды ингибиторов при нагревании тормозят химические реакции, позволяя снизить или полностью ограничить возможность возгорания ткани. Ингибиторы бывают как гомогенными (на основе йода, фтора), так и гетерогенными (соли щелочных металлов).
Рынок антипиренов достаточно широк и продолжает увеличиваться, содержит тысячи коммерческих продуктов. Этому способствуют не только рост промышленности и внедрение экологических материалов, но и требования регулирующих органов, следящих за нормами пожарной безопасности. Лучшими антипиренами считаются составы на основе диаммония фосфата или фосфорнокислого натрия в смеси с сульфатом аммония, которые при нагревании выделяет окислы фосфора, служащие защитной пленкой. Также популярентригидрат оксида алюминия, являющийся продуктом новейших разработок. Кроме этого, используются бромсодержащие, хлорсодержащие и антипирены на основе оксида сурьмы.
Среди популярных на российском рынке можно выделить антипирены для тканей «Нортекс», «Антал-ТМ» (г. Ижевск), «МС (ткани)», «Асфор-ТМ» и «Огнеза» (г. Санкт-Петербург), «Негорин» (г.Нижний Новгород) и другие.
Огнезащитные пропитки «Нортекс» позиционируются как биопирены для различных видов тканей: шерстяных (Нортекс-Ш), синтетических (Нортекс-С), хлопковых (Нортекс-Х) и ковровых покрытий (Нортекс-КП). «Негорин-Ткань» и «Негорин-Ткань-С» предназначены соответственно для натуральных и синтетических тканей. Аммонийные растворы «МС (ткани)» и «Огнеза» не имеют специализации по видам тканей, однако стоят в полтора раза дешевле.
Огнеупорное плетение ткани. Это углубленная огнезащита тканей, основанная на введении замедлителей горения в состав волокон изделия на стадии производства. Материалы, из которых изготавливается специальная одежда для сварочных работ или сотрудников МЧС, сохраняют постоянные огнезащитные свойства благодаря составу нити, использованию особенного натяжения и рисунка ткани. Подобное противопожарное полотно из огнезащитной ткани также можно использовать в качестве чехлов.
Эффективные средства огнезащиты для ткани должны успешно выполнять следующие задачи:
— недопущение возгорания от сигареты, спички;
— предотвращение распространения пламени по изделию;
Читайте также: Мембранная ткань шуршит или нет
— уменьшение токсичности продуктов горения;
— понижение объема выделяющегося тепла;
Эффективность огнезащиты для обработки тканей подтверждается специальными испытаниями. Если срок действия огнезащитной обработки истек, ткань должна быть обработана повторно для восстановления огнезащитных свойств.
В работах [2, 3] придание негорючести хлопчатобумажным или хлопколавсановым полотнам предлагается осуществлять за счет нанесения на их поверхность дискретного поливинилхлоридного покрытия с антипиренами. Однако, огнестойкость таких материалов при воздействии открытого пламени недостаточна и составляет не более 12 с, что может быть объяснено конвективным характером воздействия теплового потока и, как следствие, низкой эффективностью экранирования текстильной основы продуктами разложения дискретного полимерного покрытия. В работе [4] для придания негорючести хлопчатобумажным и хлопколавсановым тканям использован принцип объемной пропитки материала огнезащитным составом из хлорвинилового парафина, сополимера этилена и винилацетата, трехокиси сурьмы, карбоната кальция, окиси цинка и каолина. Однако введение в огнезащитный состав трехокиси сурьмы ограничивает его использование по гигиеническим показателям. Огнестойкость материалов, получаемых с использованием таких композиций, недостаточна. К тому же эти композиции предназначены для хлопчатобумажных и хлопколавсановых тканей и получаемые с их использованием материалы имеют недостаточно высокие физико-механические показатели.
В патенте [5] придание негорючести полиамидным тканям, обладающим высокой стойкостью к истиранию, предлагается осуществлять за счет нанесения на ее поверхность тонкого пленочного покрытия на основе каучука СКТН, придающего материалу не только огнезащитные, но водоупорные свойства. Кроме того, в композицию могут быть введены различные целевые добавки и пигменты. Недостатком этой композиции является ее невысокая стабильность, так как она вулканизуется при комнатной температуре. Стабильность латексного раствора, в зависимости от температуры в помещении, составляет 20…40 мин. Кроме того, покрытие материала, получаемое с использованием этой композиции, обладает низкой устойчивостью к истиранию. Близкое техническое решение описано в работе [6], где композиция для получения огнестойких текстильных материалов включает низкомолекулярный силоксановый каучук СКТН, отвердитель этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-74) или тетраэтоксисилан (ТУ 6-02-708-76) и эфир ортотитановой кислоты. Близкое по сущности решение приведено в работе [7], поверхность материала из тканевой основы (капроновых, полиэфирных и хлопковых волокон) обрабатывалась низкомолекулярным силоксановым каучуком, однако существенного снижения огнестойкости текстильного материала не наблюдалось.
Наиболее высокими огнестойкими свойствами обладают материалы на основе неорганических волокон. В патенте [8] предлагается гибкий листовой материал, применяемый в аэрокосмической технике, содержащий керамические волокна из алюмоборосиликата и силиконовую резину на основе полиметилвинилсиликона. Недостатком этого материала является относительно высокая поверхностная плотность и низкая отражающая способность.
В работе [9] приведен материал для тепло- и огнезащитной одежды, содержащий три слоя: волокнистый, герметизирующий и металлосодержащий, причем два последних слоя на основе фторкаучука. Металлосодержащий слой толщиной 10-150 мкм содержит алюминийсодержащий наполнитель. Способ является достаточно трудоемким, и для пропитки нетканого материала неприемлем.
На основе проведенного патентного поиска [2…9] установлено, что основными способами придания негорючести текстильным материалам являются:
— обработка тканей растворами антипиренов на стадии финишной отделки полотна,
— нанесение негорючих (огнестойких) покрытий на поверхность материала.
Основываясь на результатах патентных исследований, в качестве объекта исследования был выбран нетканый материал на основе полиакрилонитрила и поливинилиденфторида и негорючие материалы: аминосилан АГМ-9 по ТУ 6-02-724-77 и фторопластовая дисперсия Ф-4Д по ТУ 6-05-1246-81. Нанесение пропитки осуществляли окунанием полоски нетканого материала в раствор. Сушку образцов проводили при температуре 20 О С. Величину привеса пропитки рассчитывали по разности масс исходного образца материала и массы образца после высушивания. Оценку негорючести материалов проводили с ограничением времени воздействия пламени горелки, равном 12 с [10…11]. На рис.1 приведена фотография вертикального теста на огнестойкость. Основные результаты исследования сведены в таблицу.
Рис.1. Внешний вид образцов после воздействия пламени с пропиткой АГМ-9 (а) и с пропиткой Ф-4Д (б)
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом