Изучение процесса удаления жидкого органического вещества из текстильного материала порошком и обоснование законов его протекания

Актуальность работы определяется научным противоречием между необходимостью повысить эффективность дегазирующих порошковых рецептур при обработке текстильных материалов, загрязненных каплями токсичных химических веществ, и отсутствием такой возможности, так как применить для этого современную теорию дегазации проблематично из-за отсутствия знаний о диффузионной стадии, определяющей переход жидкости из ткани в порошок. Цель работы – изучение процесса удаления порошком жидкого органического вещества из текстильного материала, на который оно нанесено дискретно в виде мелких капель, и законов, по которому он протекает. Материалы и методы. Для обоснования экспериментов изучались публикации, доступные через базы данных Scopus, eLIBRARY, ГПНТБ России, ФИПС, Google Scholar и др. При осуществлении экспериментов использовали методы микрофотосъемки, измерения массы, разделения порошка на разные фракции, измерения диаметра частиц порошка и волокон ткани, статистической обработки экспериментальных данных. Обсуждение результатов. Разработана методика, позволяющая экспериментально изучать процесс удаления порошком жидкого органического вещества из текстильного материала. В результате проведенных исследований впервые изучен процесс удаления порошком жидкого органического вещества из текстильного материала, на который оно нанесено дискретно в виде мелких капель. На основе теоретических исследований и экспериментальных данных впервые обоснованы несколько законов (закономерностей) удаления жидкой фазы органического вещества из текстильного материала и требования к константам скорости удаления жидкой фазы органического вещества из текстильного материала порошковыми рецептурами для обеспечения требуемой полноты дегазации боевой экипировки военнослужащих, загрязненных токсичными химическими веществами. Выводы: 1) доля удаленной жидкой фазы органического вещества из текстильного материала прямо пропорциональна константе скорости удаления порошком жидкой фазы органического вещества, учитывающей только время обработки порошковой рецептурой, и корню квадратному времени обработки порошковой рецептурой («капиллярный закон удаления жидкого органического вещества из текстильного материала порошком»; 2) при изменении экспозиции загрязнения и времени обработки порошком он формулируется следующим образом: «Доля удаленной жидкой фазы органического вещества из текстильного материала прямо пропорциональна константе скорости удаления порошком жидкой фазы органического вещества, учитывающей время обработки порошковой рецептурой и экспозицию загрязнения, и корню квадратному времени обработки порошковой рецептурой, а также обратно пропорциональна корню квадратному времени загрязнения».

1. Новиков АМ, Новиков ДА. Методология. М.: Синтег; 2007. 668 с. ISBN 978-5-89638-100-6. EDN:pfgvjn (in Russian).

2. Новиков АМ, Новиков ДА. Методология научного исследования. М.: Либроком; 2013. 270 с. ISBN 978-5-397-03714-3. EDN:xqhhqw

3. Новиков АМ, Новиков ДА. Методология: словарь системы основных понятий. М.: Либроком; 2013. 208 с. ISBN 978-5-397-03756-3. EDN:ztgkbd

4. Новиков ДА. Законы, закономерности и принципы управления. Инновации в менеджменте. 2016;1(7);44–53.

5. Дьяченко АН, Шагалов ВВ. Химическая кинетика гетерогенных процессов: учебное пособие. Томск : Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2014. 99 с. EDN:vwwqnz

6. Степановских ЕИ, Алексеева ТА, Брусницына ЛА. Определение свойств гетерогенных и гомогенных систем. Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2022. 143 с. ISBN 978-5-7996-3420-9. EDN:gbexfn

7. Колесников ПН, Хантов ВП, Мигачев ЮС, Соснин НИ. Полидисперсная порошковая рецептура с наночастицами для дегазации текстильных материалов. Наука и военная безопасность. 2016;4(7):101–4. EDN:xxbglz

8. Карпов ВП, Казимиров ОВ, Капканец КС. Научно-технический анализ основных направлений исследований при создании новых образцов технических средств и рецептур специальной обработки. Вестник войск РХБ защиты. 2017;1(1):42–52. EDN:yoiibv

9. Мхитарян BC, Шишов ВФ, Козлов АЮ. Анализ данных в MS EXEL. Учебное пособие. Москва: ИНФРА-М; 2021. 320 с. https://doi.org/10.12737/2842. ISBN 978-5-16-004579-5

10. Гатедюк ОВ, Манюкова НВ. Практикум по теории вероятностей и математической статистике. Учебное пособие. Санкт-Петербург: Издательство «Лань»; 2022. 132 с. ISBN 978-5-8114-9842-0

11. Мунтян ЕР, Балабаева ИЮ, Ельчанова НБ. Лабораторный практикум по курсу основы информационно-коммуникационных технологий: учебно-методическое пособие. Ростов-на-Дону Таганрог: Издательство Южный федеральный университет (Ростов-на-Дону); 2022. 180 с

12. Гмурман ВЕ. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для среднего профессионального образования. 12-е изд. Москва: Издательство Юрайт, 2020. 479 с. ISBN 978-5 534-00859-3

13. Кошелева МК, Голых РН, Новикова ТА. Экспериментальное исследование кинетики процесса сушки тканей с использованием ультразвукового поля для энергосбережения. Сборник научных трудов Международного научно-технического симпозиума «Повышение энергоресурсоэффективности и экологической безопасности процессов и аппаратов химической и смежных отраслей промышленности», посвященного 110-летию А.Н. Плановского (ISTS «EESTE-2021»): Т. 2. М.: ФГБОУ ВО «РГУ им. А. Н. Косыгина»; 2021. С. 46–9. ISBN 978-5-00181-166-4

14. Желтов АЯ, Перевалов ВП. Химия и технология органических красителей. Цветность соединений. Учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры. 2-е изд., испр. и доп. М.: Издательство Юрайт; 2017. 347 с. ISBN 978-5-534-05067-7

15. Пейсахович AA, Павутницкий ВВ. Парофазный способ крашения синтетических швейных ниток и пряжи. Текстильная промышленность. 2010;(4):34–6. EDN:mvszxz

16. Mcgarvey DJ, Creasy WR, Morrissey КМ, Hendrickson DM, Durst HD. А Decontamination system for chemical weapons agents using a liquid solution on a solid sorbent Israel Institute for Biological Research, PO Box 19, Ness-Ziona, Israel R and T Directorate, Edgewood Chemical and Biological Center (EСВС), Aberdeen Proving GroundEdgewood Area, United States SAIC, Gunpowder Branch, P.O. Box 68, Aberdeen Proving Ground, MD 21010, United States, 2009. P. 1114–21. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.04.083

17. Волков ВА, Aгеев AA. Кинетический метод определения капиллярных свойств текстильных материалов. Sciences of Europe. 2016;(6-2(6)):15–9. EDN:xljpgf

18. Шустов ЮС, Кирюхин СМ, Давыдов АФ, Буланов ЯИ, Горшкова СС. Текстильное материаловедение. Лабораторный практикум. Изд. 4-е, испр. и доп.: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-издательский центр ИНФРА-М», 2021. 357 с. https://doi.org/10.12737/1172012. EDN:ggtmnc

19. Петрова ЛВ, Хуснутдинова РР, Бабицкая КИ. Физические основы подземной гидромеханики. Учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ; 2021. 123 с.

20. Зайцев АН, Исмаилов ШН. Технологии ведения работ по локализации и ликвидации источников химического заражения при авариях с выбросами аварийно химически опасных веществ в чрезвычайных ситуациях различного типа. Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015;(1-1(4)):220–4. EDN:vlcrun

21. Кривонос ОК, Ильющенко АФ, Петюшик ЕЕ, Бородейко АИ, Микулич ДА. Способы измерения смачиваемости поверхности частиц твердофазных компонентов энергонасыщенного гетерогенного композиционного материала. Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка. Материалы 14-й Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию порошковой металлургии Беларуси, Минск, 09–11 сентября 2020 года. Минск: Республиканское унитарное предприятие «Издательский дом «Белорусская наука»; 2020. С. 369–73. EDN:ZSMOSS. ISBN 978-985-08-2628-2.

22. Маркитанова ЛИ. Защита населения в случае химического заражения. Учебно-методическое пособие. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики; 2015. 33 с. EDN:zuymdf

23. Антонов НС. Специальная обработка в Сухопутных войсках США. Зарубежное военное обозрение. 1990;(5):21–7.

24. Fitch JP, Raber Е, Imbro DR. Technology challenges in responding to biological or chemical attacks in the civilian sector. Science. 2003;302(5649):1350–4.

25. Tomas C, Krykorkova J. Study of Decomposition of Chemical Warfare Agents using Solid Decontamination Substances. Ministry of Interior–General Directorate of the Fire Rescue Service CR, Population Protection Institute, Czech Republic. Toxics. 2019;7(4):63. https://doi.org/10.3390/toxics7040063

26. Половинкина ОН, Кириллова НВ, Михайленко ВС. Специальная обработка на современном этапе развития. Вестник МАНЭБ. 2023;28(2):44–9. EDN:lvzabc

27. Tuorinsky SD, Lenhart MK. Medical aspects of Chemical Warfare. Washington: Walter Reed Army Medical Center; 2008. 843 р. ISBN 978-0-16-081532-4.

28. Тимошевский АА, Сапожников АВ. Военная токсикология, радиология и медицинская защита. Материалы для самоподготовки к занятиям на учебном сборе по дисциплине. М.: Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет); 2018. 89 с. EDN:izgmvs

29. Колесников ПН, Бакин АН, Иванов АН, Синькелев АП, Болотов АМ. Полидисперсная порошковая рецептура с наночастицами для дегазации текстильных материалов. Пат. 2585028 РФ. Заявитель и патентообладатель ВАРХБЗ. заяв. № 2014150268/05 от 11.12.2014; опубл. 27.05.2016, Бюл. № 15. EDN:wawclz

30. Колесников ПН, Хантов ВП. Разработка порошковой рецептуры для эффективного удаления токсических химикатов из текстильного материала. Вестник войск РХБ защиты. 2017;1(4):41–9. EDN:yoqcfv

31. Колесников ПН, Киселев АМ. Организационные вопросы по применению нанопорошков для снижения зараженности материалов одежды и специальных средств защиты, зараженных жидкими сильнодействующими ядовитыми веществами в результате аварии на химически-опасном объекте. ГосРег: государственное регулирование общественных отношений. 2015;(1(11)):20. EDN:udllhr

32. Чефранов СГ. Энергетически оптимальные нестационарные режимы течения вязкой несжимаемой жидкости. Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2017;(2):36–49. https://doi.org/10.7868/S0568528117020074. EDN:ykulut

33. Колесников ПН, Хантов ВП, Мигачев ЮС, Гладин РА. Изучение удаления порошковыми рецептурами имитатора токсичного химиката О-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино)-этилметилфосфоната с поверхности текстильных материалов. Наука и военная безопасность. 2017;(3(10)):72–7. EDN:ziavxh

34. Колесников ПН, Бакин АН, Иванов АН, Синькелев АП, Болотов АМ. Имитатор O-изобутил-S-2- (N,N-диэтиламино) этилметилфосфоната для изучения удаления его капель из текстильных материалов порошковыми рецептурами. Пат. 2585027 РФ. Заявитель и патентообладатель ВАРХБЗ. Заяв. № 2014150267/05 от 11.12.2014; опубл. 27.05.2016, Бюл. № 15. EDN:qasyyh

35. Колесников ПН, Киселев АМ. Имитатор заражения текстильных материалов О-изобутил-S-2-(N,N-диэтиламино) этилметилфосфонатом и его удаления порошковыми рецептурами. Вестник Технологического университета. 2016;19(3):82–5. EDN:vntyxj

36. Колесников ПН, Иванов АН. Применение нанопорошков для снижения опасности текстильных материалов одежды и специальных средств защиты, зараженных жидкими сильнодействующими ядовитыми веществами в результате аварии на химически-опасном объекте. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2015;(5(358)):211–4. EDN:vaykiv