Нетканий сорбційно-фільтруючий волокнистий амфоліт з індикацією “спрацьовування” динамічної поглинальної ємності

Реферат: Нетканий сорбційно-фільтруючий волокнистий амфоліт з індикацією "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності для уловлювання як кислих, так і основних газів містить хемосорбційне імпрегноване волокно. Крім цього, додатково містить дублюючий шар - матеріал з віскозних волокон, на котрі нанесено кислотно-основний індикатор (наприклад, феноловий червоний) з інтервалом переходу забарвлення у межах рН - 6,8-8,4 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хемосорбційне імпрегноване 90,00-95,00 волокно віскозне волокно 4,90-9,95 кислотно-основний індикатор решта. UA 109661 U (12) UA 109661 U UA 109661 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі виробництва сорбційно-фільтруючих волокнистих матеріалів - амфолітів (СФВМ-А), які використовуються для виготовлення протигазових елементів (ПГЕ), призначених для спорядження газоочищувального устаткування, а також респіраторів - засобів індивідуального захисту органів дихання (ЗІЗОД) від токсичних кислих та основних газів, наприклад оксиду сірки (IV) та аміаку, відповідно. Відомий СФВМ - хемосорбент кислих газів з індикацією "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності, що містить шар аніонообмінного хемосорбційного волокна і дублюючий шар з віскозних волокон, на котрі нанесено кислотно-основний індикатор - алізарин або куркумін [див. пат. UA № 101221, МПК B01D 39/00, 39/16, 25.08.2015, Бюл. № 16]. Такий хемосорбент має суттєвий недолік: він не може бути використаний для поглинання токсичних основних газів. Найближчим до запропонованої корисної моделі по технічній суті є СФВМ-А - хемосорбент кислих та основних газів, виготовлений шляхом просочування голкопробивного матеріалу з віскозних волокон водним розчином на основі моноетаноламіну (МЕА) і хлориду нікелю (II) [див. Еннан А.А., Хома Р.Є., Длубовський P.M., Абрамова Н.М., О.М. Чеботарьов, Снігур Д.В. Імпрегновані волокнисті амфоліти - хемосорбенти кислих та основних газів // П'ятнадцята наукова конференція "Львівські хімічні читання - 2015". - 24-27 травня 2015 p., Львів. - С. Н27.]. Цей СФВМ-А вибраний прототипом. Прототип і матеріал, що заявляється, мають такі спільні ознаки. Обидва хемосорбенти біфункціонального призначення: поглинають як кислі, так і основні гази, містять у своєму складі нетканий голкопробивний матеріал з віскозних волокон як носій та нанесені на нього МЕА і хлорид нікелю (II). Недоліком прототипу є трудоємність своєчасного визначення "спрацьовування" ПГЕ момент проскоку сорбтиву крізь ПГЕ під час експлуатації ЗІЗОД або установок санітарної очистки повітря. В основу корисної моделі поставлено задачу створити СФВМ-А, який в залежності від обставин здатний поглинати кислі або основні гази, "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності котрого при хемосорбції як кислого, так і основного газу можливо візуально визначити за зміною забарвлення ПГЕ зі внутрішньої сторони фільтра (оберненої до обличчя) під час "проскоку" сорбтиву. Поставлена задача у корисній моделі, що заявляється, вирішується тим, що запропонований СФВМ-АІ (СФВМ-А з індикацією спрацьовування динамічної поглинальної ємності) складається з двох шарів: хемосорбційного шару - голкопробивного нетканого волокнистого матеріалу з віскозних волокон, просоченого водними розчинами МЕА і хлориду нікелю (II), та дублюючого шару - матеріалу з віскозних волокон, на котрі нанесено кислотноосновний індикатор (наприклад, феноловий червоний) з інтервалом переходу забарвлення у межах рН=6,8-8,4 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хемосорбційне імпрегноване волокно 90,00-95,00 віскозне волокно 4,90-9,95 кислотно-основний індикатор решта. Новим у корисній моделі, що заявляється, є те, що запропонований СФВМ-АІ є двошаровим: як хемосорбційний шар використаний голкопробивний нетканий волокнистий матеріал з віскозних волокон, просочений водними розчинами МЕА і хлориду нікелю (II), дублюючого шару - матеріал з віскозних волокон, на котрі нанесено кислотно-основний індикатор (наприклад, феноловий червоний) з інтервалом переходу забарвлення у межах рН=6,8-8,4 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хемосорбційне імпрегноване волокно 90,00-95,00 віскозне волокно 4,90-9,95 кислотно-основний індикатор решта. Технічний результат полягає у тому, що ПГЕ виготовлений із заявленого СФВМ-АІ, на відміну від прототипу, має функцію візуального визначення "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності завдяки зміні забарвлення дублюючого шару з внутрішньої сторони фільтра (оберненої до обличчя) під час "проскоку" як кислих, так і основних газів. У прикладах, що наведені нижче були використані зразки двошарового СФВМ-АІ, до складу 2 якого входять: хемосорбційний шар (товщина - 3,5 мм, густина упаковки - 250 г/м ) з голкопробивного нетканого волокнистого матеріалу з віскозних волокон, імпрегнованого МЕА і хлоридом нікелю (II), та шар волокнистого матеріалу з віскозних волокон (товщина - 0,8 мм, 2 густина упаковки волокна - 55 г/м ), на котрі нанесений індикатор - феноловий червоний. Випробування СФВМ-АІ здійснювали в умовах реального використання респіраторів: 3 3 концентрація SO2 у газоповітряній суміші (ГПС) – 150 мг/м (15 ГДК), NH3-300 мг/м (15 ГДК), 1 UA 109661 U 5 10 15 20 відносна вологість ГПС - 95 %; швидкість потоку ГПС - 2,0 см/с. Час захисної дії (до проскоку сорбтиву) фіксували, коли концентрація SO2 або NH3 в очищеній ГПС (за шаром СФВМ-АІ) 3 дорівнювала 1-2 мг/м . Ефективність отриманих зразків СФВМ-АІ оцінювали за динамічною поглинальною ємністю (η, мг/г). Відомості про вміст компонентів у СФВМ-АІ, що заявляється, та результати порівняльних випробувань одержаних зразків (приклади 1-4) і прототипу (приклад 5) наведені в таблиці. Встановлено, що в умовах експерименту η отриманих зразків СФВМ-АІ по SO2 складає в залежності від компонентного складу хемосорбенту 20,4-21,9 мг/г, а по NH3-18,0-19,1 мг/г. Момент початку інверсії кольору дублюючого шару зі внутрішньої сторони фільтра визначається 3 візуально при концентрації SO2 або NH3 за фільтром 1-2 мг/м . Тобто, використання СФВМ-АІ, що заявляється, дозволяє виготовляти біфункціональні ПГЕ (призначені для очистки повітря як від кислих, так і основних газів, зокрема оксиду сірки (IV) і аміаку) з функцією візуального визначення "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності ПГЕ завдяки зміні забарвлення. дублюючого шару матеріалу зі внутрішньої сторони фільтра під час проскоку SO2 або NH3. Отриманий СФВМ-АІ можливо використовувати для виготовлення газопоглинальних фільтрів, призначених для спорядження респіраторів і устаткування тонкої очистки повітря від токсичних кислих і основних газів. Використання СФВМ-АІ дозволяє отримати новий технічний і економічний результати: - по-перше, з використанням одного і того ж респіратора, спорядженого ПГЕ, який виготовлено із СФВМ-АІ, забезпечувати захист органів дихання в різних умовах (від кислих або основних газів); - по-друге, своєчасно визначати момент "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності ПГЕ респіратора, що дозволить за рахунок раціонального використання ЗІЗОД зменшити витрати на охорону праці. 25 Таблиця № 1 2 3 4 5 Вміст компонентів, мас% Хемосорбційне Віскозне імпрегноване Індикатор волокно волокно 95,00 4,90 0,1 90,00 9,90 0,1 95,00 4,95 0,05 90,00 9,95 0,05 100 0 0 Початкове Коричневе Коричневе Коричневе Коричневе Зелене Забарвлення Під час проскоку SO2 Жовте Жовте Жовте Жовте Зелене η, мг/г Під час проскоку NH3 Червоне Червоне Червоне Червоне Зелене SO2 NH3 21,9 20,4 21,7 20,5 22,9 19,0 18,1 19,1 18,0 20,0 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Нетканий сорбційно-фільтруючий волокнистий амфоліт з індикацією "спрацьовування" динамічної поглинальної ємності для уловлювання як кислих, так і основних газів, що містить хемосорбційне імпрегноване волокно, який відрізняється тим, що додатково містить дублюючий шар - матеріал з віскозних волокон, на котрі нанесено кислотно-основний індикатор (наприклад, феноловий червоний) з інтервалом переходу забарвлення у межах рН - 6,8-8,4, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хемосорбційне імпрегноване 90,00-95,00 волокно віскозне волокно 4,90-9,95 кислотно-основний індикатор решта. 35 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2