Способ определения проницаемости серной кислоты через материалы средств индивидуальной защиты кожных покровов человека (сизк)

 

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 грэдуировочного 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810074/25 (22) 08,01,90 (46) 07,01.92. Бюл. N. 1 (71) Казанский химический научно-исследовательский институт (72) P.P.Mèðÿñîâ, А.Х.Бурганова, В.Н.Сахно и В.В.Булидоров (53) 539.217.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 508718. кл. G 01 N 15/08, 1973.

Метод определения проницаемости кислот и щелочей, ГОСТ 12.4.147-84. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ЧЕРЕЗ МАТЕРИАЛЫ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ

ЗАЩИТЫ КОЖНЫХ ПОКРОВОВ ЧЕЛОВЕКА (СИЗК) (57) Изобретение относится к области разработки средств индивидуальной защиты кожных покровов человека (СИЗК). ПредлоИэобре-ение относится к об;,асти разработки средств индивидуальной защиты кожных покровов человека(СИЗК) от сильно 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

„„Я2„„1704030 А1 жен 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 градуировочного графика. Использование сорбционной подложки позволяет получать более достоверные результаты испытаний

СИЗ К, так как подложка более реально имитирует кож .. Чем водныйраствоо. Кроме того пс =вляется возможность проводить испытания материалов филь-,рующего типа.

1 ил., 1 табл. по.- ;адку, уплотнительнсе кольцо и прижi1M <,: ) гэРК)". и " еpl iTFr ь времени сог ",ннс н н ый с контактными электродами; магнитная мешалка); в цилиндр с внутренней стороны поверхности образца заливают раствор, содержащий 0,3 мас. хлористого натрия и 0,05 мас.g 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 (|.( С

С) (л)

IO >

1704030 во времени, по которым возможно определение фактического времени защитного действия по превышению предельно допустимого уровня зараженности кожных покровов (описываемый метод дает только качес.венную 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 см материала выделяется 0,33 мл потовой жидкости в течение рабочего дня, а использование больших объемов жидкости приводит к уменьшению концентрации п роникшей за материал серной кислоты при том, что объектом воздействия СДЯВ является кожа, в 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 эа 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 определечия проницаемости к реальным условиям применения СИЗК.

Г1остаеленная цель достигается тем, что ссгласно способу определения проницаемости материалов СИЗК путем воздействия

cpo÷ой кислотbi на исследуемый материал, прони шую через 11=-териал серную кислоту

У:уаГл11вэ от сорбцио -1 ой подложкой на осчоэе хремнезоля и у лекисло1о натрия с последую,и . коли tp.oòeníûì анализом э. стракта сул.4.-ов. подложки нефелометр 1 -.еc ëM методом. Спрбционну о подложку гGTc ея-. г ро иткой vr оп .атобумажной ткани ти а 6oзи, мадаполама, батиста, миткали

v,èc .ь.м золе11 креу. невой кислоты до 9-18, привеса после сушки. Золь кремневой к11слоть получают таки"1 образом, чтобы на полложке получит с1 ликагель с удельной

-. г с: рхн остью в пределах 100-150 м /г для

ij:cñð6L;èè серной кислоты. Уменьшение гривеса креунеэоля ниже 9оу нецелесообоа"-но в связи с тем, что умень .аеся сорбцион на о емкость подложки, п р11 I:o Toðoé не

Все количество сер» ой кислоты буде-, погло1. ься на подложке. Увеличение привеса .де 18 приводит к ухудшению десорбц, и сульфатов при последующем зхстрэгировании его дистиллированной вгудой, что также увеличивает погрешность анализа.

Оптимальным диапазоном привеса кремнеэоля является 9-18, при котором погрешность составляет величину не более 5ф,.

Для исключения возможного взаимодействия концентрированной серной кислоты, проникшей через защитный материал с целлюлозной основой подложки, ее дополнительно пропитывают водным раствором уг10 лекислого натрия до 20-30 (, привеса. Пары . или жидкая фаза серной кислоты, проник15

55 шие 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 30фу нецелесообразно из-за уменьшения пористой поверхности сорбента и экономии химических реактиаов.

Таким образом, сорбционная подложка является имитатором кожи человека в данном методе определения проницаемости.

С сорбцион ной подложки сульфаты экстрагируют дистиллированной водой. Ц экстракт добавляют раствор соляной кислоты концентрации 0,6-2 моль/R 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 чувствител. ь н ости.

Даууее, в экстр"-т добавляют 0.4-0.67ьный водный раствор крахмала для стабилизации взвеси сульфата бария, образующегося после дсбавлеч s 9-11 / раствора хлорис о о бария в экстракт, по уравнейию

Нг 504 - B a Clg - 8 aS04 + 2 H CI;

JB2S04 + ВдС!2 BaS04 + 21чдС1.

Минимальная концентрация хлористого бария определяется максимальным содержанием сульфатов на сорбционной подложке, т.е. и в экстоакте, а также возможностью минимального разбавленияэкстракта 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 крахмал; обусловлен стабилизацией взвеси суль1704030 фата бария, при которой нижний предел концентрации еще уменьшает скорость осаждения, а верхний еще не мешает образованию осадка в пределах погрешйости измерений до +5 . 5

После добавления хлористого бария в экстракт измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре и по предварительно построенному градуировочному графику зависимости оптической плотности 10 от концентрации серной кислоты определяют ее количество, прошедшее в запакетное пространство через 1 см защитного материала.

На чертеже показан прибор для выпол- 15 нения способа, Прибоо имеет поршень 1. сорбционную подложку 2, испи уемый материал 3, втулку

4, крышку 5, гайку 6, втулку 7.

Пример 1 Хлопчатобумажную ткань 20 арт.206 пропитывают эолем кремневой кислоты для получения сорбционной подложки с 14 -ным сухим привесом. Далее подложку выдерживают в течение 10 мин в 4 -ном водном растворе углекислого натрия и су- 25 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- 30

15 наносят серную кислоту в количестве 1 мл равномерно по всей поверхности 10 см . Чег рез 1 ч подложку вынимают и помещают в сосуд с 10 мл д; т,1ллированной воды. Экстракцию ведут е тече - . е 10 ми. . B э;стракт 35 добавляют 1 мл раствора соляной кислоты с концентрац«ей 1 моль/л, перемен «ахают в тече« . 15 мин «подложку еын«мают из сс "уды. k, HEI уа зw. з - 1ому елcTpaK: y прилиеакт 2.5 м.. 0 5 /-но-о раствора крах- 40 мала. переме," ез от и д=л«еают 0 5 f.;ë :0=, -ного рас ò ü-.р;. хлористого бария. Пэсле перемешиван«-. e гечг н«е 1v мин измеряют оптическую плотлость раствора. По заранее построенному градуировочному графику за- 45 в«с«мости оптической плотности от концентрац«и серной кислоты в области 0,02-0,2 мг/мл находят «скомую концентрацию и рассчитывают прон«цаемость на 1 ч испытаний по формуле 50

С /

S где С вЂ” концентрация серной кислоты по графику, мг/мл;

V — объем пробы экстракта, мл; 55

S — площадь исследуемой ткани, равная

10см .

Пример 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 термостатирования 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 раэ 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.

Пример 3. Отстиранную хлопчатобумажную ткань арт.276 пропитываюг 307ьным раствором кислого кремнезоля для получения сорбционной подложки с 18 ным сухим привесом. Далее подложку выдерживают в течение 10 мин в 6О -ном растворе углекислого натрия в воде и сушат на воздухе, что обеспечивает 30 -ный привес.

Образец фильтр;ющего материала типа

ЫХЕ-30 закрепляю г. мета-л«блеском и,:ибере МП-1, с внутре ней стороны прижимают сорбционную подл:жку с 18 -ным пр«ве"ом кремнезоля «30о -ным по«чеом у;лекислсго натр.я Прибор в течен«е 30 м«м термос-атиру.:- гри 2 - 1 "С ДалE = на внешнюю поверх-:: "ть материала наносят пипеткой одну крупную каплю обьемом 0.2 мл

2C"; - oãî BopvcI G раствора серной г,;;лоты. либор cHobp п"-:ещают е тер:.. стет.

Началом испытан«я считают момент нанесения кислоты на исследуемый ма егиал.

Через каждые 20 мин производят сьем сорбционной подложки. Сорбц«онные подложки помещают е пробирки с 100 мл диет«ллироеаннои воды, зкстрагирую-, е течение 10 мин, периодически встряхивая. В экстракт добавляют 1 мл водного раствора соляной кислоты концентрации 2,0 моль/и. перемешивают в течение 1Ь мин и к экстракту без подложки приливают 2,5 мл 0,4 /-ного водного раствора крахмала. Смесь встряхивают и доливают 0,5 мл 9 -ного водного раствора хлористого бария. Измеряют на фото кол ори метре Ф Э К-56М и ри дл и не Вопны 440ч5 нм оптическую плотность в кюее1704030 те с рабочей длйной 5 мм. По заранее построенному градуировочному графику зависимости ойтичес кой плотности от концентрации серной кислоты находят искомую концентрацию в экстракте и рассчитывают проницаемость на каждый сьем подложки, проницаемость за второй и следующие съемы суммируют с предыдущим.

По полученным результатам строят кривую зависимости проницаемости серной кислоты во времени.

Предлагаемый способ определения проницаемости имеет следующие преимущества по сравнению с приведенным в заявке 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 материаг.ов или определять время защитного действия по превышению предельно-допустимого значения зараженности кожных покровов человека; пригоден для определения проницаемости всех видов защитных материалов, в том числе и фильтрующего типа, а также дает воэможность имитировать поглощение токсичной серной кислоты кожей человека сорбцией кислоты на сорбционной подложке и даже проводить анализ экстракта непосредственно с имитатора, 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-спа5 сательных работ производства серной кислоты.

Формула изобретения

Способ определения проницаемости серной кислоты через материалы средств

10 индивидуальной защиты кожных покровов .человека путем ее воздействия на исследуемой материал, о т л и ч а ю щ и Ч с я твм, что, с целью расширения информативности путем получения количественных характе15 ристик и приближения условий испытаний к реальным, проникшую через материал серную кислоту улавливают хлопчатобумажной подложкой, которой предварительно пропитывают сначала кислым золем кремневой

20 кислоты до 9-18 -ного привеса, затем водным раствором углекислого натрия до 20307-ного привеса с поэтапной сушкой, экстрагируют подложку дистиллированной водой, к экстракту последовательно добав25 ляют раствор соляной кислоты концентрации 0,6-.2,0 моль/R, 0,4-0,6 (,-ный раствор крахмала и 9-11 -ный раствор хлористого бария, измеряют оптическую плотность раствора и по градуировочному графику зависимости

30 оптической плотности от концентрации серной кислоты определяют количество кислоты, прошедшее через 1 см защитного материала.

1704030

Составитель Е.Карманова

Техред М.Моргентал Корректор A,Îñàóëåíêo

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 57 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5