CZ2013451A3 - Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití - Google Patents

Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití Download PDF

Info

Publication number
CZ2013451A3
CZ2013451A3 CZ2013-451A CZ2013451A CZ2013451A3 CZ 2013451 A3 CZ2013451 A3 CZ 2013451A3 CZ 2013451 A CZ2013451 A CZ 2013451A CZ 2013451 A3 CZ2013451 A3 CZ 2013451A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
adsorbent material
composite system
protective composite
group
fabric
Prior art date
Application number
CZ2013-451A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ304611B6 (cs
Inventor
Daniela Plachá
Jiří Stabotínský
Martynková Gražyna Simha
Original Assignee
Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita
Státní Ústav Jaderné, Chemické A Biologické Ochrany,V.V.I.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita, Státní Ústav Jaderné, Chemické A Biologické Ochrany,V.V.I. filed Critical Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita
Priority to CZ2013-451A priority Critical patent/CZ2013451A3/cs
Publication of CZ304611B6 publication Critical patent/CZ304611B6/cs
Publication of CZ2013451A3 publication Critical patent/CZ2013451A3/cs

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití pro sorpci chemických a/nebo biologických bojových látek a ochranný kompozitní systém, který takovýto adsorpční materiál obsahuje a který slouží ke zbrždění prostupu a sorpci nebezpečných bojových chemických látek.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká adsorpčního materiálu pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití pro sorpci chemických a/nebo biologických bojových látek a ochranného kompozitního systému, který takovýto adsorpční materiál obsahuje a který sloužící ke zbrždění prostupu a sorpci nebezpečných bojových chemických látek.
Dosavadní stav techniky
Montmorillonit a vermikulit patří mezi jílové minerály, přesněji mezi fylosilikáty 2:1, které jsou charakteristické svou vrstevnatou strukturou a negativním nábojem na vrstvách, který je kompenzován přítomností anorganických kationtů, například Na+, K+, Ca2+, Mg2+ v prostorech mezi vrstvami. V přirozené formě jsou hydrofilní. V případě, že se modifikují probíhá jednoduchá výměna iontů - kationty kvartérních amoniových solí, např. hexadecyltrimethylamoniem (HDTMA) nebo hexadecylpyridiniem (HDP), nabývají takto modifikované fylosilikáty hydrofobních vlastností v důsledku přítomnosti dlouhých uhlovodíkových řetězců.
V poslední době vyvstává stále naléhavěji potřeba ochrany lidstva vůči chemickým (CWA) a biologickým (BWA) bojovým látkám, kvůli vzrůstajícím teroristickým útokům. Například yperit (bis(2-chlorethyl)sulfid) je dobře známá zpuchýřující látka. Tato síru obsahující organická látka je vysoce reaktivní bifunkční sloučeninou s antimitotickými, mutagenními, teratogenními a karcinogenními vlastnostmi. Má dlouhotrvající účinky, tzn., že první příznaky se objevují až za 24 hodin. Dosud není vyvinuta účinná léčba vůči intoxikaci zpuchýřujícími látkami, proto je důležitá ochrana těla pomocí prostředků, tedy speciálně vyvinutých ochranných oděvů, které umožní jejich účinnou trvalou adsorpci.
Evropský patent EP0398410 popisuje adsorpci škodlivých aromatických organických látek s jejich následnou redukcí působením anorganického hydroxidu, např. KOH.
Doposud známý a v armádě využívaný je tzv. prodyšný NBC ochranný oděv, jaký popisují například přihlášky vynálezu DE202005018547, EP1621233 obsahuje vložku se sorbentem z aktivního uhlí v podobě jemných částic nebo pravidelného kulového sorbentu, fixovanou na netkanou textilii nebo polyuretanovou pěnu podšívky. Oděv slouží k záchytu aerosolových částic bakterií či radioaktivního prachu nebo plynů a par bojových chemických látek jejich sorpcí na aktivním uhlí. Takovýto oděv zcela nezabrání proniknutí bojových chemických látek v podobě kapek.
Korejská přihláška vynálezu KR20110023683 popisuje ochranné materiály, ve kterých je adsorbent nasprejován na polymemí síť, načež se na ní vytvoří druhá polymemí síť pomocí elektrospiningu. Další korejský patent KR100929207 popisuje vícevrstvý ochranný oděv tvořený kromě jiného z gumových vrstev chloroprenu, butylkaučuku a fluorovaného polymeru a dalších ochranných vrstev.
Z výše uvedeného vyplývá, že jako adsorbent bojových látek je používáno aktivní uhlí, jehož nevýhodou je, že podléhá vyšším teplotám a je hořlavé, což zvyšuje hořlavost oděvu a vede to k těžkostem při jeho zpracování.
Český užitný vzor č. 15282 popisuje prostředek pro dekontaminaci toxických a/nebo radioaktivních škodlivin s použitím práškového sorbentu, například aktivovaného bentonitu. Jedná se o rukavici jako ochranného prostředku, kterým se odstraňují kapky škodlivin, které již ulpěly na pokožce. Sorbent se plní do kapsy nasypáním a z kapsy se pak vyprašuje na kontaminovaný povrch pokožky. Vnější strana kapsy je tvořena materiálem pro škodliviny propustným. Nevýhodou takovéhoto řešení je to, že dostatečně tělo nechrání před škodlivinami, pouze odstraňuje škodlivinu ve formě kapaliny, která již na pokožce (dlani ruky) ulpěla. Rozhodně nezabrání jejich vstřebávání do těla a navíc se v kapse sorbent přesypává v závislosti na poloze rukavice a není tedy rovnoměrně rozložen.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody řeší adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jehož podstatou je to, že je tvořen mikrovlákenným nebo nanovlákenným dvoufázovým textilním materiálem tvořeným nosnou a záchytnou fází, přičemž záchytná fáze spočívá ve vrstvě na nosné fázi z obou stran. K přichycení záchytné fáze na nosnou fázi dochází přímo bez dodatečně přidaného adheziva. Nosná fáze je vybrána ze skupiny zahrnující textilii typu spunbond nebo meltblown na bázi polymeru vybraného ze skupiny zahrnující, například polypropylen (PP), polyester (PES), polyakrylonitril (PAN) nebo polyamid (PA), vyrobená technologiemi spunbond nebo meltblown (nekonečně neuspořádaná vlákna). Záchytná fáze je netkaná textilie tvořená vlákny na bázi polymeru vybraného ze skupiny zahrnující polyethylentereftalát, polyethylen, polyakrylonitril nebo polyvinylalkohol, s výhodou tvořená nanovlákny polyakrylonitrilu, nebo je to polyurethanová folie.
Sorbent neboli fylosilikát (jílový minerál) podle vynálezu není volně přítomen v záchytné fázi mikrovlákenného nebo nanovlákenného dvoufázového textilního materiálu podle vynálezu, nýbrž je v ní rovnoměrně rozložený v mono vrstvě, aby zachytil toxické škodliviny a zajistil tak ochranu před vnějším nebezpečím. Fylosilikát se k mikrovlákennému nebo nanovlákennému dvoufázovému textilnímu materiálu přichytí přímo, bez dodatečného přídavku adheziva. Je v ní volně uložen tak, aby byl celý jeho povrch aktivní a přístupný pronikající látce, nevyprašuje se zněj. Je dobře dostupný, snadno modifikovatelný různými impregnanty a je nehořlavý. Velikost částic fylosilikátu může být až 200 pm, s výhodou menší než 40 pm.
Fylosilikát podle vynálezu je buď přírodní, tedy nemodifikovaný, nebo modifikovaný s výhodou mono iontový nebo modifikovaný kationty vybranými ze skupiny obsahující kationy sulfoniových, fosfoniových nebo kvarterních amoniových solí, s výhodou hexadecyltrimethylamonium a hexadecylpyridinium.
S výhodou se použije modifikovaný montmorillonit, výhodněji monoiontová Na forma montmorillonitu.
Podle dalšího provedení podle vynálezu je s výhodou fylosilikát vybraný ze skupiny zahrnující smektity, vermikulit, chlorit, palygorskit, sepiolit nebo rovněž hornina bentonit. Smektit je výhodněji vybraný ze skupiny zahrnující saponit, hektorit, nontronit, montmorillonit nebo beidellit.
Adsorpční materiál podle vynálezu, tak jak je popsán výše, je možné použít k sorpci toxických škodlivin, zvláště pak k sorpci chemických a/nebo biologických bojových látek.
„Bariérovou“ respektive preventivní ochranu proti pronikání toxických škodlivin představuje ochranný kompozitní systém podle dalšího provedení vynálezu, který je tvořený adsorpčním materiálem, jak je definován výše, který je uspořádán pod alespoň jednou horní krycí vrstvou. S výhodou adsorpční materiál podle vynálezu je uspořádán mezi alespoň jednu horní krycí vrstvu a alespoň jednu spodní krycí vrstvu, přičemž horní krycí vrstva podle vynálezu je z neporézních nebo mikroporézních materiálů vybraných ze skupiny zahrnující nízkohustotní polyethylenovou folii (LDPE), polyesterovou folii, například polyethylentereftalát (PET), dále zahrnuje ionomery, například NAFION nebo SURLYN, mikroporézní polytetrafluorethylen (PTFE jako například Gore-Tex) nebo textilie s keprovou vazbou a s oleofobní úpravou povrchu například s nánosem PTFE. Horní krycí vrstva podle vynálezu zamezuje průniku kapaliny a vysoké koncentraci par toxických škodlivin.
Spodní krycí vrstva podle vynálezu jez neporézních nebo mikroporézních materiálů, jak je popsáno výše nebo textilie, například podšívka.
a t • 4 ‘
Ochranný kompozitní systém podle vynálezu zabraňuje pronikání par toxických škodlivin, zejména chemických bojových látek (CHBL) k pokožce a současně zabraňuje jejich opětovnému uvolnění, protože jsou v adsorpčním materiálu zachyceny. Ochranný kompozitní systém podle vynálezu se tedy používá pro jejich zadržení, přičemž zadržená CHBL je s výhodou vybrána ze skupiny obsahující yperit, sesquiyperit, soman (GD), sarin (GB) nebo VX, což je O-ethyl-S-[2-(diisopropyl)ethyl]methylfosfonothiolát.
V adsorpčním materiálu ochranného kompozitního systému podle vynálezu dochází k záchytu procházejících par CHBL a případně k jejich postupnému rozkladu na netoxické nízkomolekulámí produkty, ke kterému může dojít působením předem interkalovaného sorbentu (fylosilikátu) a vlivem specifických podmínek, jako teploty, vlhkosti, světla.
Ochranný kompozitní systém podle vynálezu je určený k výrobě ochranných oděvů a krytů, zejména bojové techniky. Po použití se pak likvidují, například spálením, což je ekonomicky výhodnější než složitá a nákladná dekontaminace.
Definice pojmů
Termín „chemická bojová látka“ znamená anorganické či organické sloučeniny, jenž působí na organismus dráždivě nebo toxicky. Mohou se vyskytovat ve skupenství pevném (obvykle ve formě aerosolu), kapalném i plynném.
Termínem „monovrstva“ se rozumí vyplnění všech mezer v záchytné fázi adsorpčního materiálu fylosilikátem tak, aby nevznikla prázdná místa, kterými by mohla snáze pronikat nebezpečná chemická látka, aniž by byla zachycena adsorpcí na povrchu fylosilikátu.
Termín „mikrovlákenný nebo nanovlákenný dvoufázový textilní materiál“ znamená, že je tvořen nosnou fází, která je tužší a pevnější a která je ve formě vlákenné sítě neuspořádaně se prolínajících nano nebo mikrovláken, kde velikost ok je nepravidelná v rozsahu 1 nm až 10 pm, s výhodou v 0,8 až 8 pm.
a záchytnou fází neboli matricí, která je poddajnější, beztvará a je také ve formě vlákenné sítě neuspořádaně se prolínajících nano nebo mikrovláken, kde velikost ok je nepravidelná v rozsahu 1 nm až 10 pm, s výhodou v 0,01 až 6 pm.
Jde v podstatě o dvě síťoviny, přičemž velikost ok záchytné fáze musí být menší než velikost částic fylosilikátů, aby se v ní zachytily.
Termín „netkaná textilie“ nebo také fleece je rouno tvořené vzájemně neuspořádaně se prolínajícími textilními nano nebo mikro vlákny například z póly ethyl entereftalátu, polyethylenu, polyakrylonitrilu nebo polyvinylalkoholu. Nanovláknajsou textilní vlákna s průměrem menším než lpm = 1000 nanometrů (nm). Mikrovlákna jsou textilní vlákna jemnější než 1 tex. Texje jednotka definována jako hmotnost v gramech na 1000 metrů.
Termín „ochranný kompozitní systém“ znamená vrstevnatý nebo laminátový plošný systém, který kombinuje alespoň jednu horní krycí vrstvu, pod níž se nachází adsorpění materiál obsahující volně uzavřený fylosilikátový sorbent.
Termín „horní krycí vrstva“ znamená polymemí materiál, který je nenasákavý, pro kapalinu nepropustný nebo kapalinu odpuzující.
Termín „spodní krycí vrstva“ znamená polymemí materiál, jak je definován pro horní krycí vrstvu nebo textilii.
Termín „neporézní materiál“ znamená materiál, jímž prostupuje každá chemická látka například BCHL pouze difúzí na molekulární úrovni, termín „mikroporézní materiál4 znamená materiál, jímž prochází chemická látka jako plyn nebo pára, avšak ne v kapalné podobě, přičemž velikostí pórů, tedy změnou hustoty polymeru, v mikroporézním materiálu je možné regulovat permeační rychlost par BCHL.
Termín „monoiontový fylosilikát“ znamená fylosilikáty upravené pomocí jednoduché výměny iontů, například Na+.
Termín „organicky modifikovaný fylosilikát“ znamená fylosilikát upravený pomocí sulfoniových nebo fosfoniových kationtů nebo kationtů kvartérních amoniových solí, např. hexadecyltrimethylamoniem (HDTMA) a hexadecylpyridiniem (HDP).
Termín „modifikovaný fylosilikát“ zahrnuje jak monoiontové, tak i organicky modifikované fylosilikáty.
Termín „ionomer“ je kopolymer obsahující opakující se neutrální jednotky a jednotky s nábojem (v množství obvykle nepřesahujícím 15% obj.), které jsou kovalentně vázány na polymemí řetězec.
Termín „textilie s keprovou vazbou s oleofobní úpravou povrchu“ znamená textilii s keprovou vazbou, přičemž oleofobní úprava povrchu má za účel, na rozdíl od vodoodpudivé úpravy, odpuzovat také látky olej ovitého charakteru. Spočívá v nánosu fluorkarbonových sloučenin například teflonu.
Podrobný popis obrázků
Obr 1: Doba průniku (BT) par yperitu testovanými kompozitními systémy a systémem tvořeným dvěmi PE foliemi stanovena chemickou indikací a dynamickou metodou měření rychlosti průniku par kompozitním systémem.
• 6 ’
Obr 12: Množství zachyceného yperitu adsorpčním materiálem s obsahem MO až V4 jednotlivě A odvozené při testování rychlosti průniku par kompozitním systémem.
Obr 3. Fylosilikát uzavřený v uzavřený v nanovlákenné struktuře záchytné fáze adsorpčního materiálu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Příprava modifikovaných fylosilikátů
Nejdříve se získala monoiontová Na forma montmorillonitu a vermikulitu pomocí opakované saturace jejich přirozených forem (Ca-montmorillonitu získaného z ložisek v Ivančicích, CZ a Mg-vermikulitu z Brazílie od Grena a.s., CZ) působením 2M vodného roztoku NaCl. Na-montmorillonit a Na-vermikulit se interkalují buď hexadecyltrimethylamonium bromidem (HDTMA) nebo hexadecylpyridinium chloridem (HDP) ve vodných roztocích v množstvích, které jsou uvedeny v tabulce 1, jako procento dosaženého obsahu organických kationtů (foc) a procento vyměněných kationtů. Aby se připravily organicky modifikované fylosilikáty s přibližně stejným obsahem organických kationtů, použily se pro obě interkalace fylosilikátů dvě odlišné koncentrace organických kationtů, jenž odpovídají 20 % a 50 % CEC vermikulitu. Na formy fylosilikátů se označily jako MO a V0, organicky modifikované fylosilikáty Ml, M2, M3, M4 a VI, V2, V3, V4, viz Tabulka 1.
Syntetizované modifikované jíly se vysušily při 50 °C a uchovávaly se na suchém a tmavém místě pro charakterizaci a provedení testů propustnosti. Strukturální změny vyvolané interkalacemi v modifikovaném montmorillonitu a vermikulitu v prostoru mezi vrstvami byly potvrzeny pomocí XRD analýzy a analýzy organického uhlíku (TOC), kde množství organického uhlíku se označilo jako procento organického uhlíku ve vzorku.
Tabulka 1
Parametry charakteristiky moc ifikovaných fy osilikátů
označení Fylosilikát modifikační činidlo /oc % dooi nm
MO Montmorillonit Na 0,01 1,29
Ml Montmorillonit HDTMA 7,40 1,80
M2 Montmorillonit HDTMA 12,44 2,03, 2,77
M3 Montmorillonit HDP 4,63 1,75
M4 Montmorillonit HDP 13,17 2,16
VO Vermikulit Na 0,04 1,19
VI Vermikulit HDTMA 5,24 1,21
V2 Vermikulit HDTMA 13,46 1,37, 2,72
. 7
V3 Vermikulit HDP 5,57 1,21
V4 Vermikulit HDP 12,21 2,52, 3,43
foc - specifická povrchová plocha dooi - vzdálenost mezi vrstvami
Vzorky MO a VO představují vzorky montmorillonitu a vermikulitu v monoiontových Na formách.
Vzorky Ml, M3, VI a V3 se připravily tak, aby dosahovaly nižších hladin interkalace HDTMA nebo HDP kationty. Připravily se z MO a VO vzorků působením vodných roztoků organických kationtů, což odpovídalo až 20 % CEC (hodnota reálné výměny kationtů) vermikulitu, aby došlo k podobnému plnění prostoru mezi vrstvami organickými kationty u obou fylosilikátů. TOC analýzy (stanovení obsahu organického uhlíku) potvrdily podobné obsahy organického uhlíku (/oc) ve vzorcích M3, VI a V3. Vyšší hodnota kationtové výměny u vzorku Ml byla způsobena zřejmě méně komplikovanou strukturou HDTMA kationtů, který do prostoru mezivrství může penetrovat snadněji než HDP kationty. Přítomnost organických kationtů v mezivrství byla potvrzena hodnotami dooi (viz Tabulka 1).
Vzorky M2, M4, V2 a V4 se připravily tak, aby dosahovaly vyšších hladin plnění HDTMA nebo HDP kationty. Z předchozích studií je známo, že celková výměna kationtů není k procesu sorpce nezbytná, proto byla stanovena množství organického kationtů jako kationtová výměna z 50 %, vztaženo na vermikulit kvůli jeho vyšší hodnotě CEC. TOC analýza opět potvrdila podobný vyšší obsah organického uhlíku u všech čtyř vzorků (122,1 -
134,6 g.kg1). Ukázalo se, že u organicky modifikovaných vzorků montmorillonitu proběhla kationtová výměna lépe, než u organicky modifikovaných vzorků vermikulitu. Přítomnost organických kationů v mezivrství byla opět potvrzena hodnotami dOoi (viz Tabulka 1).
Příklad 2
Antibakteriální aktivita
Testovala se antibakteriální aktivita modifikovaných fylosilikátů vůči potencionálním biologickým bojovým činidlům (BWA) například Yersinia pestis a Bacillus anthracis a jiným patogenním bakteriím jako například Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Esherichia coli a Pseumonas aeruginosa, které se mohou zachytit na povrchu ochranného oděvu.
Testované bakteriální kmeny grampozitivních bakterií (G+) S. aureus., CCM 299 a S. agalactiae CCM6187 se získaly z České sbírky mikroorganismů (CCM) Masarykovy Univerzity v Brně, CZ. Dále se testovaly kmeny gramnegativních bakterií (G-) E. coli CCM
3954 a P. aeruginosa, CCM1960 ze stejné sbírky, společně sG+ bakterií B. anthracis, kmenem vakcíny Antraxen (spory) od firmy Bioveta, CZ a kmenem Y. pestis, NCTC 5923, National Collection of Type Cultures, GB).
Připravilo se deset disperzních roztoků 10% (hmotn./obj.) modifikovaných fylosilikátů vzorků M0 až V4 z Příkladu 1 ve dvakrát destilované vodě. Tyto disperzní roztoky se poté následně ředily trojnásobnou metodou ředění v zásobním roztoku glukosy, aby se získaly vzorky o koncentracích 3,33 %, 1,12 %, 0,37 %, 0,12 %, 0,041 % (hmotn./obj.). Vybrané bakteriální kmeny se inokulovaly (1,0 x 109 CFU.mT1) do všech připravených suspenzí. Bakteriální suspenze se inkubovaly v suspenzích modifikovaných fylosilikátů při teplotě místnosti a následně se inokulovaly do misek s krevním agarem v časech 30, 60, 90, 120, 240 a 300 minut a dále 6 dnů po 24 hodinách. Inkubace na miskách s krevním agarem trvala 24 až 48 při 37 °C. Stanovily se minimální inhibiční koncentrace (MIC) připravených modifikovaných fylosilikátů jako nejnižší koncentrace, které způsobily úplnou inhibici bakteriálního růstu.
Hodnoty MIC (% hmotn./obj.) modifikovaných fylosilikátů vzorků M0 až V4, jenž indikují jejich antibakteriální aktivitu, jsou uvedeny v Tabulce 2 níže.
Vzorek/bakteriál ní kmen S. aureus Str. agalactiae Y. pestis B. anthracis spory E.coli P. aeruginosa
MIC (% hmotn./obj.)
M0 Bez antibakteriální aktivity Bez antibakteriální aktivity
Ml 3,33 1,12 3,33
M2 0,37 0,12 0,37
M3 3,33 0,37 3,33
M4 0,12 0,12 0,37
VO Bez antibakteriální aktivity
VI 1,12 0,37 3,33
V2 0,37 0,12 0,37
V3 1,12 1,12 3,33
V4 0,12 0,12 1,12
Ukázalo se, že Na- formy fylosilikátů, tedy vzorky M0 a V0 nevykazují žádnou antibakteriální aktivitu. Naproti tomu byla prokázána velmi dobrá inhibiční aktivita vůči G+ bakteriím S. aureus, Str. agalactiae a také G- bakterii Y. pestis. Inhibice bakterie Y. pestis je významným výsledkem, pokud jde o ochranu vůči BWA a patogenním organismům, protože Y. pestis je původce moru, jednoho z nej starších onemocnění, které se stále přirozeně epidemicky vyskytuje v tropických a subtropických oblastech světa. Modifikované • 9 ' fylosilikáty jsou účinnou alternativou již známých desinfekčních léčebných prostředků vůči tomuto bakteriálnímu kmeni.
Příklad 3
Testy chemické aktivity
Testy chemické aktivity se provedly za použití kompozitního systému sestávajícího ze dvou LDPE vrstev s textilním materiálem tvořeným spunbond PP textilií (nosná fáze) o velikosti ok 4 až 8 μιη s vrstvou netkaného rouna na bázi polyakrylonitrilu (PAN) (záchytná fáze) o velikosti ok 2 až 5 μιη po obou stranách (průměrná hmotnost 0,1 g.m'2 a průměrné průměry vláken 200 -7^ 300 nm) začleněného mezi tyto vrstvy. Použily se nízkohustotní polyethylenové folie (LDPE), tloušťka 0,08 mm (Granitol Beroun, CZ). Místa mezi vlákny rouna se vyplnily modifikovanými fylosilikáty jednotlivě o velikosti částic menších než 40 pm připravenými, jak je uvedeno v Příkladu 1 s definovanou hmotností (0,1 g). LDPE folie zajišťovaly prostup pouze pro páry yperitu přes testovaný materiál. Použil se bis(2chloretyl)sulfid (yperit), minimálně 96%. Vnější vrstva kompozitního systému se vlhčila yperitem po celou dobu testu. Propustnost (průnik) až k spodní straně protilehlé LDPE fólie se detekovala chemickou indikací, kde jako indikátor doby průniku (BT) se použil neparfemovaný papírový ubrousek impregnovaný vodným roztokem Kongo červeně, následně se pak vysušil a byl impregnován 2,4-dichlorfenylbenzoylchlorimidem v tetrachlormethanu (Sigma Aldrich). Citlivost pro páry yperitu se stanovila jako 5 ng.m'3.
Pro vyhodnocení testu chemické indikace se ke spodní straně kompozitního systému připevnil indikační papír. Neprostupné kruhové mezikruží (plocha 4,5 cm2) se vymezilo na vnější horní straně LDPE folie kompozitního systému. Toto mezikruží se zvlhčovalo yperitem po celou dobu pokusu. Tento celý systém se uzavřel mezi dvě průhledná skla a ponechal se při 25 °C ± 1 °C. Od počátku kontaminace yperitem do prvního zbarvení na indikačním papíře se měřil čas, což byla doba průniku (BT).
Účinnost syntetizovaných materiálů vůči parám yperitu byla vyhodnocena na základě 1) porovnání detekované doby průniku (BT), tedy doby první detekce testovaného yperitu, což se stanoví chemickou indikací a 2) porovnání (BT) s rychlostí průniku par yperitu (F) skrze adsorpční materiál obsahující jednotlivé modifikované fylosilikáty na základě výsledků získaných plynovou chromatografií.
Dvě LDPE folie sloužily jako omezovač rychlosti průniku, se kterou počáteční koncentrace par vstupují do vrstvy adsorpčního materiálu, která spočívá mezi nimi. BT hodnoty pro dvě LDPE vrstvy mezi nimiž se nacházel pouze netkaný fleece byly 55 minut stanoveno chemickou indikací. u
Doba průniku (BT) par yperitu testovanými kompozitními systémy opařenými adsorpčními materiály s obsahem M0 až V4 jednotlivě je 2x až více než lOx delší v porovnání se systémem dvou PE folií s netkaným fleece mezi nimi, jak vyplývá z Obr. 1. Nejdéle pronikají páry yperitu přes kompozitní systém podle vynálezu s obsahem M0 téměř 1200 minut oproti 91 minutám kompozitního systému, který fylosilikát neobsahuje. U kompozitního systému podle vynálezu s obsahem M0 byla prokázána také největší sorpční účinnost, jak je patrné z Obr. 2. Po něm pak následovaly kompozitní systémy podle vynálezu s obsahem M3, Ml, M2 a M4 jednotlivě podle pořadí. Pokud jde o kompozitní systémy podle vynálezu s obsahem vermikulitu doba průniku i sorpční schopnost adsorpčního materiálu byla podstatně nižší, nicméně alespoň dvojnásobně převyšovala hodnoty získané pro kompozitní systém bez obsahu fylosilikátu. Hodnoty záchytu yperitu vycházejí z ustáleného toku par vrstvami polyethylenu (PE), pro které je tento ustálený tok (UT) definován jako F(UT) = 0,7 pg.cnť .min . Tato hodnota je vynásobena časovým úsekem od ustavení rovnovážného toku po dosažení BT u jednotlivých komponentů. Čili záchyt yperitu = F(UT)*A t, kde Δ t = BT (kompozitní systém) - BT (PE). BT (PE) byl stanoven jako 91 min.

Claims (16)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, vyznačující se tím, že je tvořen mikrovlákenným nebo nanovlákenným dvoufázovým textilním materiálem obsahujícím fylosilikát.
  2. 2. Adsorpční materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikrovlákenný nebo nanovlákenný dvoufázový textilní materiál je tvořený nosnou a záchytnou fází.
  3. 3. Adsorpční materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že nosná fáze je textilie typu spunbond nebo meltblown na bázi polymeru vybraného ze skupiny zahrnující polypropylen, polyester, polyakrylonitril nebo polyamid, s výhodou spunbond polypropylenová textilie.
  4. 4. Adsorpční materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že záchytná fáze je netkaná textilie tvořená vlákny na bázi polymeru vybraného ze skupiny zahrnující polyethylentereftalát, polyethylen, polyakrylonitril nebo polyvinylalkohol, s výhodou tvořená nanovlákny polyakrylonitrilu, nebo polyurethanová folie.
  5. 5. Adsorpční materiál podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že fylosilikát je monoiontový nebo organicky modifikovaný kationty vybranými ze skupiny zahrnující sulfoniové, fosfoniové kationty nebo kvartérní amoniové soli, s výhodou hexadecyltrimethylamonium nebo hexadecylpyridinium.
  6. 6. Adsorpční materiál podle nároku 5, vyznačující se tím, že fylosilikát je vybraný ze skupiny zahrnující smektity, vermikulit, chlorit, palygorskit, sepiolit nebo bentonit.
  7. 7. Adsorpční materiál podle nároku 6, vyznačující se tím, že smektit je vybraný ze skupiny zahrnující saponit, hektorit, nontronit, montmorillonit nebo beidellit.
  8. 8. Použití adsorpčního materiálu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků pro sorpci chemických a/nebo biologických bojových látek.
  9. 9. Ochranný kompozitní systém proti pronikání nebezpečných chemických bojových látek, vyznačující se tím^že je tvořený adsorpčním materiálem podle nároků 1 nebo 7, který je uspořádán pod alespoň jednou horní krycí vrstvou.
    • 12 ’ ... . ’ 1 .' , · ’ .;
  10. 10. Ochranný kompozitní systém podle nároku 9, vyznačující se tím, že adsorpční materiál je uspořádán mezi alespoň jednou horní krycí vrstvou a alespoň jednou spodní krycí vrstvou.
  11. 11. Ochranný kompozitní systém podle nároků 9 nebo 10, vyznačující se tím, že horní krycí vrstva je zneporézních nebo mikroporézních materiálů vybraných ze skupiny zahrnující nízkohustotní polyethylenovou folii, polyesterovou folii, ionomery, mikroporézní polytetrafluorethylen, textilie s keprovou vazbou s oleofobní úpravou povrchu.
  12. 12. Ochranný kompozitní systém podle nároku 11, vyznačující se tím, že polyesterovou folií je polyethylentereftalát.
  13. 13. Ochranný kompozitní systém podle nároků 9 nebo 10, vyznačující se tím, že spodní krycí vrstva je z neporézních nebo mikroporézních materiálů jak jsou definovány v nároku 11 neboje textilie.
  14. 14. Použití ochranného kompozitního systému podle nároků 9 až 13, k výrobě oděvů nebo krytů.
  15. 15. Použití ochranného kompozitního systému podle nároků 9 až 14 pro zadržení chemických bojových látek.
  16. 16. Použití podle nároku 15, kde zadržená bojová látka je vybrána ze skupiny obsahující yperit, sesquiyperit, soman, sarin, VX.
CZ2013-451A 2013-06-13 2013-06-13 Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití CZ2013451A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-451A CZ2013451A3 (cs) 2013-06-13 2013-06-13 Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-451A CZ2013451A3 (cs) 2013-06-13 2013-06-13 Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ304611B6 CZ304611B6 (cs) 2014-07-30
CZ2013451A3 true CZ2013451A3 (cs) 2014-07-30

Family

ID=51264379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-451A CZ2013451A3 (cs) 2013-06-13 2013-06-13 Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2013451A3 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2014983A3 (cs) * 2014-12-31 2016-03-09 Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava Filtr pro odstranění anorganických i organických látek z kontaminovaných vod

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8901240A (nl) * 1989-05-18 1990-12-17 Pelt & Hooykaas Werkwijze voor het immobiliseren van milieuschadelijke metalen en organische stoffen.
DE4210055A1 (de) * 1991-11-27 1993-06-09 Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De Verfahren zum entfernen von halogenierten organischen verbindungen aus abgasen
CZ15282U1 (cs) * 2005-02-18 2005-03-29 Chemcomex Praha, A. S. Prostředek pro dekontaminaci toxických a/nebo radioaktivních škodlivin
CZ305230B6 (cs) * 2011-04-28 2015-06-24 Česká Včela s.r.o. Bariérová textilie

Also Published As

Publication number Publication date
CZ304611B6 (cs) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Plachá et al. Modified clay minerals efficiency against chemical and biological warfare agents for civil human protection
Jabbour et al. Chemical targets to deactivate biological and chemical toxins using surfaces and fabrics
Quang et al. Effective water disinfection using silver nanoparticle containing silica beads
WO2009123660A2 (en) Decontaminating sheet material containing reactive nanocrystalline particles and products constructed therefrom
JP4893996B2 (ja) 吸着フィルタ材料とそれを用いた防護服及びフィルタ材料
Liang et al. N-halamine functionalized electrospun poly (vinyl alcohol-co-ethylene) nanofibrous membranes with rechargeable antibacterial activity for bioprotective applications
JP5126650B2 (ja) 一体化された粒子及び/若しくはエアゾール濾過機能を有する吸着濾過材料及びその使用
TWI388612B (zh) 化學防護用耐久性覆蓋物
US20090012204A1 (en) Functionalization of polymers with reactive species having bond-stabilized decontamination activity
EP3352606B1 (de) Funktionelle fussbekleidungseinheit
Chandrasekaran et al. Antimicrobial activity of delaminated aminopropyl functionalized magnesium phyllosilicates
Tian et al. Polycaprolactone nanofiber membrane modified with halloysite and ZnO for anti-bacterial and air filtration
Dhillon et al. Excellent disinfection and fluoride removal using bifunctional nanocomposite
Lange et al. CuBTC metal-organic frameworks enmeshed in polyacrylonitrile fibrous membrane remove methyl parathion from solutions
Saxena et al. Removal of sulphur mustard, sarin and simulants on impregnated silica nanoparticles
Rezaee et al. Adsorption of endotoxin from aqueous solution using bone char
US10828873B1 (en) Textile composite having sorptive and reactive properties against toxic agents
Shao et al. Polystyrene/fluorinated polyurethane electrospinning nanofiber membranes incorporated with graphene oxide–halamine as mask filter materials for reusable antibacterial applications
Akbar et al. Characterization and antibacterial properties of nanoboron powders and nanoboron powder coated textiles
Chandran Rema et al. Nanofibrous facemasks with curcumin for improved bacterial/particulate filtration and biocidal activity
CZ2013451A3 (cs) Adsorpční materiál pro zadržení toxických škodlivin, jeho použití a ochranný kompozitní systém, který absorpční materiál obsahuje a jeho použití
EP3209828A1 (en) N-halamine containing fibrous compositions and uses thereof
KR102162664B1 (ko) 소비자 제품 적용예들을 위한 금속 탑재 해조류 바이오매스 섬유
CZ26826U1 (cs) Adsorpční materiál pro zadrženi toxických škodlivin a ochranný kompozitní systém, který adsorpční materiál obsahuje
Turaga et al. Advances in materials for chemical, biological, radiological and nuclear (CBRN) protective clothing