II. Изолирующие защитные материалы и их характеристика.

Изолирующие защитные материалы, применяемые для изготовления средств защиты кожи, должны обладать высокими защитными свойствами, быть эластичными, механически прочными, морозостойкими, влагонепроницаемыми, а также устойчивыми к дегазации, дезактивации, дезинфекции и выдерживать длительное хранение. Изолирующие защитные материалы обычно состоят из каркаса (подложки) и пленки, или пленки, каркаса, пленки (рис 2).

Рис. 2. Конструкция защитной ткани.

Каркас придает изолирующему материалу механическую прочность. В качестве каркаса применяют текстильные материалы: шифон, миткаль, перкаль, полукапрон. Отдельные виды средств защиты изготавливаются без каркаса (лицевые части противогаза, перчатки). Пленка придает материалу защитные свойства.

Защитная пленка или покрытие представляют собой тот или иной полимер или композицию на основе полимеров. В настоящее время в качестве пленкообразователей применяются резины из различных синтетических каучуков.

В прошлом в качестве пленкообразователей использовались высыхающие масла и белковые покрытия.

Для изготовления средств защиты кожи изолирующего типа находят применение следующие каучуки:

• натуральный каучук;

• синтетический натрийбутадиеновый каучук;

• полихлоропрен и поли изобутилен;

• бутилкаучук.

Технологический процесс изготовления защитных прорезиненных тканей состоит в основном из трех стадий:

• первая стадий – изготовление резиновых смесей;

• вторая стадия - покрытие текстильной основы резиной;

• третья стадия - вулканизация.

Физико-механические и эксплуатационные свойства защитных покрытий (пленок) на основе различных резин зависят от типа каучука, состава смеси, режима вулканизации и других факторов.

В целом надо отметить, что резины, применяемые для изготовления изолирующих защитных материалов, обладают высокой механической прочностью, эластичностью, морозостойкостью, относительно устойчивы к дегазации кипячением и паровоздушно-аммиачной смесью.

К недостаткам резины следует отнести ее способность при длительном хранении, особенно под воздействием кислорода воздуха, света и тепла самовулканизоваться и окисляться, то есть стареть. Это приводит к тому, что резина теряет эластичность, механическую прочность и становится жесткой. В целях предохранения от старения или замедления этого явления, кроме введения в резиновую смесь антистарителей, резиновые изделия следует хранить при определенных условиях и в затемненных помещениях.

Механизм проникновения отравляющего вещества через защитные материалы.

Защитное действие изолирующих материалов основано на свойстве защитных пленок определённое время задерживать пары и капельно-жидкие ОВ, т.е. замедлять проникание их через материал. Поэтому проникновение отравляющих или других токсичных веществ при попа­дании их в виде жидкости на защитные материалы представляет собой проникновение жидкости через слой полимерного материала.

Теоретический анализ этого процесса приводит к заключению, что возможны три причины проникания жидкости через защитный материал:

• химическое взаимодействие полимера с жидкостью;

• проникание вследствие пористости материала;

• проникание вследствие растворения жидкости в полимере.

Основная причина проникания жидкости через слой полимера - растворение низкомолекулярной жидкости в высокомолекулярном ве­ществе пленки (покрытия). Механизм проникания в данном случае - это диффузия ОВ вглубь защитного слоя в процессе растворения в нем.

Останавливаясь на других возможных причинах, необходимо отме­тить, что химического взаимодействия полимера с ОВ не наблюдается, а проникание вследствие пористости является вторичным эффектом, которой во многих случаяхпрактически отсутствует, а в других накладывается на основную причину.

В задерживающей способности пленки можно убедиться на следую­щем простом опыте.

Если на поверхность пленки нанести каплю стойкого ОB,то в результате диффузии ОВ будет постепенно проникать вглубь пленки и спустя некоторое время достигнет противоположной стороны и кач­нет проходить через защитный материал, т.е. наступит проскок и защитное действие изолирующего материала прекратится. Количество ОВ проникающее к моменту проскока, настолько мало, что оно успе­вает быстро испариться и обнаружить его в жидкой фазе на изнанке материала невозможно. Поэтому, независимо от того, действует ли на лицевую сторону защитного материала жидкое ОВ или его пары, на изнанке материала в момент проскока всегда будут находиться пары ОВ. Если же после проскока ОВ будет продолжать воздействовать на материал, то на изнанке последнего наряду с парами появится жидкое ОВ, т.е. произойдет промокание защитного материала. Таким образом, защитные свойства изолирующих материалов в отно­шении ОВ оцениваются двумя показателями:

1. Защитной мощностью или временем защитного действия.

2. Промокаемостью или сроком промокаемости.

Защитной мощностьюназывают время от момента воздействия жидкого или парообразного ОВ на лицевую сторону защитного материала до появление на его изнанке паров ОВ в количестве, несколько меньшем того, которое соответствует минимальному поражению человека.

В зависимости от того, действует ли на лицевую сторожу защитного материала жидкое или парообразное ОВ, различают защитную мощность материала по жидкому ОВ иди по его парам. Защитная мощность изолирующего материала по парообразньм ОВ в несколько раз вышезащитной мощ­ности по жидким ОВ.

Промокаемость определяется временем с момента воздействия жид­кого ОВ на лицевую сторону защитного материала до появлений на его изнанке следов жидкого ОВ. Это время также называется показателем (сроком) промокаемости. Защитные свойства изолирующих материалов оцениваемые по сроку промокаемости значительно выше защитной мощности.

Схематичное представление о защитных свойствах материалов показано на рис.3.

Рис.3. Схема проникания ОВ через изолирующие материалы.

а) защитная мощность по жидкому ОВ;

б) защитная мощность по парам ОВ;

в) промокаемость.

Защитная мощность по жидким ОВ характерна для герметичной изо­лирующей защитной одежды, под которую не попадает зараженный воздух. Защитная мощность этой одежды по парообразным ОВ очень велика и по­этому характеристика ее защитных свойств по парам ОВ практически значения не имеет» Защитная мощность по парам ОВ характерна, глав­ный образом для фильтрующей защитной одежды (импрегната), которая предназначена лишь для защиты от паров ОВ. Промокаемость характерна для негерметичной изолирующей защитной одежды, которая не изолирует тело человека от окружающего зараженного воздуха (защитная накидка, защитный плащ, защитный фартук и др.).

Зависимость защитной мощности от различных факторов.

Время защитного действия изолирующего материала обусловлено скоростью проникания ОВ сквозь защитную пленку, а скорость проника­ния зависит от природы пленки, ее толщины, характера ОВ, температу­ры и влажности пленки.

Природа пленки (химический состав, структура) является важнейшим фактором, определяющим защитные и другие свойства изолирующего материала. От ее способности набухать и растворять ОВ зависит про­никание ОВ сквозь защитный материал. Набухание проявляется в погло­щении ОВ и его растворении в пленке. Скорость процесса набухания определяется скоростью диффузии ОВ в пленке. Чем больше степень набухания пленки и скорость диффузии, тем меньшее ее защитные свой­ства. Решающее значение имеет скорость диффузии, которая и выражает влияние природы пленки на защитные свойства изолирующего материала.

Для сравнения защитных свойств различных пленок введено понятие коэффициента защитной мощности (А), который численно равен защитной мощности пленки в минутах при толщине, равной 1 мм. В таблице приводятся коэффициенты защитной мощности для различных пленок по иприту, при температуре равной 35°С.

Природа пленки	Коэффициент защитной мощности (А) (мин/кв.мм)
Резина из НК (натуральный каучук)	55
Резина из СКВ (синтетический натрийбутадиеновый каучук)	75
Резина из полихлоропренового каучука	150
Резина из бутилкаучука	3200

Высокая защитная мощность пленки из бутилкаучука, хорошие меха­нические свойства, морозостойкость и устойчивость при хранении обус­ловливают основную тенденцию последних лет: переход на изготовление из бутилкаучука почти всех средств заищиты кожи из изолирующих мате­риалов.

Толщина пленки также оказывает большое влияние на защитные свойства изолирующих материалов. Опытным путем установлено, что защитная мощность пленок (покрытия) приблизительно пропорциональна квадрату их толщины, т.е.

где  - защитная мощность в минутах.

A – коэффициент защитной мощности в мин /кв.мм.

толщина пленки в мм.

Зная коэффициент защитной мощности данной пленки можно оценить ее защитные свойства для любой заданной толщины. Так, например, если для пленки из бутилкаучука А=3200, то для той же пленки толщиной 0.35 мм будем иметь время защитного действия, равное 390 минутам.

Характер ОВ оказывает влияние на набухание и растворимость пленок. По скорости проникания в пленке ОВ располагаются в убывающий ряд по мере увеличения их молекулярного веса. Защитные свойства пленок по фосфорорганическим ОВ более высокие, чем защитные свойства по иприту, которые лимитируют защитную мощность пленок.

Температура оказывает большее влияние на защитные свойства средств защиты кожи, чем на защитные свойства противогаза.

Опыт показывает, что при изменении температуры пленки на 10°С защитная мощность изолирующих материалов по капельно-жидким ОВ из­меняется приблизительно в 2 раза. Причем при повышении температуры защитная мощность уменьшается, при понижении - увеличивается. Причиной изменения защитной мощности с изменением температуры является скорость диффузии и наоборот. Это вполне согласуется со скоростью движения молекул.

Температура ткани защитного костюма, надетого на человека, является приблизительно средней величиной между температурой окружаю­щего воздуха и температурой тела человека, округленно принимаемой за 35°С. Так, например, если температура окружающего воздуха равна 15°С, то температура ткани защитного костюма, надетого на человека, равна 25°С. Таким образом, температура ткани защитного костюма, на­детого на человека, зависит от температури окружающего воздуха. Понижение температуры окружающего воздуха на 20°Cвызывает понижение температура защитной ткани на 10°С, что приводит к возрастанию защитной мощности приблизительно в два раза.

- Защитные свойства изолирующих материалов испытываются при стан­дартной температуре, равной 36°С. Зная защитную мощность изолирующе­го материала, можно легко определить его защитную мощность при любой температуре окружающего воздуха.

Изолирующая одежда по своим санитирно-физиолого-гигиеническим показателям и эксплуатационным свойствам не может заменить обычную одежду и быть одеждой постоянного ношения.

Между тем, в современных условиях, особенно для защиты от светового излучения и мелких капель (аэрозолей) ОВ типа У-к, желательно иметь такие средства защиты кожи, которые всегда были бы в состоянии готовности к защите, т.е. одежду постоянного ношения.

Таким средством зашиты может быть защитная одежда, изготовлен­ная из фильтрующих защитных материалов.