Химия и химические технологии/5.Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий.

А.И. Раков, д.т.н., профессор

Т.Л. Чемакина, к.т.н. доцент

А.А. Корниенко, студент 4-го курса кафедры ОиК

Севастопольский национальный технический университет

СУПЕРАБСОРБИРУЮЩИЙ ПОЛИМЕР (САП) В ПОЖАРОТУШЕНИИ НА СУДАХ

Пожар — разрушительная стихия, которая уносит жизни людей, наносит непоправимую поручу имуществу, ухудшает экологию. Контролировать эту стихию трудно, но возможно. Проведённый мной опрос среди товарищей, которые уже плавают или собираются в море, показал что они боятся в первую очередь опрокидывания, а на втором месте — пожар на судне. Пожар на судне опасен. На суше можно элементарно убежать от огня, даже в лесу есть возможность спастись, угадав направление ветра. Если же судно плывёт в северных широтах, загруженное, например, нефтью или серой, шанс спастись — это успеть одеть термокостюм и попасть на спасательный плот. Зачастую судно превращается для жертвы в замкнутую консервную банку или крематорий. Переборки и перекрытия накаляются, и не факт что можно избежать летального исхода, спрятавшись в соседнем отсеке.

С пожаром можно бороться. Справиться с пожаром в первые секунды возгорания — значит увеличить шансы на победу. Для этого в каютах, грузовых трюмах, машинном отделении устанавливаются датчики задымления и прочее. Какие же методы пожаротушения используются? Сплинкеры и брандспойты орошают помещения и очаги воспламенения пеной либо обычной водой. Эффективно используется система углекислотного тушения — воздух, насыщенный кислородом вытесняется из помещения углекислым газом и прекращается процесс окисления, то есть горения. При этом сохраняется груз. Но есть несколько недостатков: во-первых помещение должно быть герметичным и во-вторых человек, не успевший покинуть помещение, задыхается, в-третьих согласно п. 2.1.3.2 Приложения 25 [2] для опасных навалочных груов класса 5.1 (окисляющие вещества, усливающие горение близлежащих веществ) и 9 газовая система пожаротушения не эффективна. Среди недостатков пенотушения и тушения водой можно отметить скорость испарения этих средств. Очевидно что при затоплении МКО в целях тушения пожара судно становится на аварийную ватерлинию и ухудшается его остойчивость (п.2.1.4.3, 2.1.21 Приложения 25 [2]). В Правилах в связи с этим указывается, что расчёты остойчивости должны применяться и к посадке с затопленным в случае пожара отсеком, а если правила остойчивости в этом случае не выполняются, необходимо использовать другое огнетушащее вещество. Существуют грузы, которые при контакте с водой выделяют легковоспламеняющиеся пары (п.1.3.5. Приложения 25 [2]).

Суперабсорбирующий полимер. САП. В базовом состоянии запатентован компаниями Проктер энд Гэмбл и Сузуки в гигиенической промышленности. Впервые запатентован американской компанией как средство пожаротушения и назван «Баррикадой». Все мы знаем что такое современный детский подгузник. Это целлюлозное волокно, содержащее впитывающие воду гранулы. Гранулы впитывают воду в сотни раз превышающую по массе собственный их вес. Каждый видел в рекламе опыт со стаканом, наполненным синей жидкостью. Эти гранулы — сложнейшее полимерное соединение. Они представляют собой карбоксиметилцеллюлозу, полиакриловую кислоту и полиакрилаты, сшитые полиакрилаты, привитые сополимеры крахмала и акриловой кислоты, гидролизаты привитых сополимеров крахмала и акрилонитрила, сшитые полиэтиленоксида, сшитую карбоксиметилцеллюлозу, частично сшитые набухающие от воды полимеры, такие как полиэтиленоксид и полиакриламид, сополимер изобутилена и малеиновой кислоты и т.д. Частицы полимера получают путем сушки любого из упомянутых полимеров. Затем после проведения обработки с целью увеличения частоты поперечных связей на поверхности частиц одновременно добавляют ингибитор с целью обеспечения контроля за блокированием частиц вещества, вызванного абсорбированием влаги. Также добавляют аминокислоту, в частности биоразлагаемую сшитую полиаспарагиновую кислоту, или полимер на основе микроорганизма с высокой абсорбционной способностью, являющийся культивированным продуктом Alcaligenes Latus. SAP производится в промышленном объеме в виде частиц, гранул, пленок и нетканых тканей. SAP может использоваться в настоящем изобретении в любой из упомянутых форм. Предпочтительным для настоящего изобретения видом SAP являются частицы, гранулы, шарики, хлопья, короткие иголки и аналогичные изделия, которые могут быть равномерно диспергированы в дисперсной среде.

Пожаротушащим веществом является жикое вещество (далее «вещество»), состоящее из абсорбирующих полимеров. Оно получается путём смешивания шести частей сухих гранул и ста частей воды. При нанесении вещества на воспламеняемую поверхность или материал, образуется изолирующий слой между огнём и защищаемой поверхностью, даже при температуре 1927ºС. Специально для телекомпании Discovery был проведён эксперимент: обыкновенный автомобиль покрыли веществом и подвергли воздействию металлорежущей газовой горелки; по окончании эксперимента на автомобиле не было повреждений ни стёкол ни краски.

Вещество обладает отличным липким свойством. Оно наносится на вертикальные поверхности (переборки, перекрытия) и остаётся на них в течение долгого времени даже при воздействии ветра. Стоит напомнить что при тушении обычной водой около 90% её стекает с поверхности и поверхность остаётся незащищённой. Большое количество воды из напорного шланга так и не достигает сердца пламени, испаряясь. Абсорбирующие еж гранулы, смешанные с водой, существенно замедляют процесс испарения из них воды.

Для вещества можно использовать те же инструменты распыления, что и для пены.

Литература:

1. Правила классификации и постройки морских судов. Российский Морской Регистр Судоходства, 2007.

2. Руководство по техническому наблюдению за судами в эксплуатации. Российский Морской Регистр Судоходства, 2007.

3. Международный морской кодекс по опасным грузам/ ЦНИИМФ С-Пб: 2006