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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft Mittel und Verfahren zur komplexen Entgasung,
Desinfektion, Entwesung, Deaktivierung und Abschirmung von Bereichen
und Räumen,
wo das Vorhandensein von hochaktiven Schadstoffen (HASS), Giftstoffen
(GS), chemischen Waffen (CW), pathogenen Bakterien (PM), toxischen
Bakterienprodukten (TP), Insekten einschließlich Überträgern von Krankheitserregern
von Menschen und Tieren, radioaktiven Substanzen (RS) nachgewiesen
oder wahrscheinlich ist, sowie zum Löschen der Entzündung feuergefährlicher
Flüssigkeiten
oder zur Verhütung
der Entzündung
ausgeflossener leichtenzündlicher
Flüssigkeiten
(LF).
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Die
Erfindung kann zur Beseitigung der Folgen der Anwendung von Massenvernichtungswaffen (MVW),
zur Beseitigung der Folgen von technogenen Havarien und Katastrophen,
zum Löschen
und Verhüten von
Entzündungen,
durch Bearbeitung der Territorien, Gebiete oder Räume, die
mit toxischen chemischen, biologischen, radioaktiven Substanzen
kontaminiert sind, oder im Falle von Überschwemmungen der entflammbaren
Flüssigkeiten
verwendet werden, mit dem Ziel:
- – Zerlegung
der toxischen chemischen Substanzen (Entgasung);
- – Desinfektion;
- – Entwesung;
- – Deaktivierung;
- – Abschirmung
der potentiellen Gefahrenquellen von der Atmosphäre und Ausschluss ihre Ausbreitung
in die Umgebung;
- – Abschirmung
LF vom Kontakt mit der Luft;
- – Entstaubung,
einschließlich
toxischen Staubs.
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Die
Erfindung gewährleistet
die Erreichung aller angegebenen Ziele oder jeder ihrer Kombination.
In diesem Zusammenhang, wird unter dem Begriff "Entgasung, Desinfektion, Entwesung,
Deaktivierung und Abschirmung" die
komplexe Erfüllung
jeder Aufgabe oder jeder Kombination der oben genannten Aufgaben
verstanden, und sind mit dem auf dem Gebiet üblichen Fachwort "Dekontamination" umfasst.
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Die
Erfindung kann in dem Fall, wenn die Tatsache der Verseuchung oder
des Ausfließens
festgestellt ist, d.h. zur Beseitigung der Folgen, sowie im Falle
der Vermutung solcher Verseuchung oder eines Ausfließens, verwendet
werden, da sowohl das verwendete Mittel, als auch seine Zerfallprodukte
nicht toxisch sind.
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STAND DER TECHNIK
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Es
sind viele Substanzen, die zur Entgasung, Desinfektion, Entwesung,
Deaktivierung und Abschirmung verwendet werden, bekannt. In der
Regel werden diese Substanzen jedoch zur Lösung im Wesentlichen nur einer
einzigen Aufgabe eingesetzt. Es sind mehrere Substanzen bekannt,
die eine Kombination von zwei Aufgaben, z.B. Entgasung und Desinfektion,
Desinfektion und Entwesung, oder Deaktivierung und Löschen, zu
lösen erlaubt.
Zum Beispiel werden Chloramine, Perverbindungen, Alkalien und dgl.
als Komplexmittel bei der Entgasung und Desinfektion verwendet.
Zur Desinfektion und Entwesung wird das gasförmige Chlor oder Formalin verwendet.
Für Teilentgasung
und Teildesaktivierung, d.h. zur Entfernung von toxischen und radioaktiven
Stoffen von Oberflächen,
ist die Verwendung von Tensiden bekannt. Die Tensidlösungen werden
beim Löschen
der Flächenentzündung und
zur Verhütung
der Entzündungsgefahr
von LF-Ausfließen
verwendet.
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Bis
jetzt war jedoch keine Substanz bekannt, mit der man eine Zubereitung
zur Lösung
jeder Aufgaben, die mit potentieller Chemischer-, Biologischer-,
Strahlungs- und Brandgefahr verbunden sind, oder zur Abschirmung
gegen Gefahrquellen, oder zur Lösung
einiger Aufgaben in einer beliebigen Kombination schaffen könnte.
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Das
ist damit verbunden, dass dazu Flüssigkeiten oder Lösungen traditionell
und vorwiegend verwendet wurden, die einen Wirkstoff oder eine Kombination
der Wirkstoffe enthalten, die mit dem gefährlichen Agens reagieren und
es neutralisieren. Danach wird diese Flüssigkeit zusammen mit den Neutralisationsprodukten
von der bearbeiteten Oberfläche
bei diesem oder jenem Entfernungsgrad entfernt. Beim Brandlöschen oder
-verhüten,
wurde die Flüssigkeit
auf den Oberflächen
bleiben, bis zum Entstehen der Bedingungen, die das Brennen oder
die Entzündungen
ausschließen.
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Somit
schloss die Gesamtheit widersprüchlicher
Forderungen aus, die Möglichkeit
universeller Präparate
und Mittel zu erschaffen, die als ein Dekontaminationsmittel für die komplexe
Anwendung bei Katastrophen, technogenen Havarien oder im Falle von
Anwendung von Massenvernichtungswaffen verwendbar sind.
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Außerdem gibt
es bei der Katastrophe oder Verdacht auf eine Katastrophe einen
Zeitraum, wenn weder die Gefahrquelle, noch ihre Art und Ausmaß nicht
glaubwürdig
identifiziert sind, sowie es keine Prognose der nächsten Gefahr
und der Langzeitfolgen der Katastrophe gibt. Dabei gibt es eine
Wahrscheinlichkeit, fehlerhafte Aktionen bezüglich Beseitigung des vermuteten
Gefahrenherdes zu unternehmen, wenn in Wirklichkeit keine Gefahr
für die
Leute oder die Umwelt existiert. In diesem Zusammenhang entsteht
eine zusätzliche Forderung
auf Schadensminimierung bei der Liquidation des vermuteten Herdes,
wenn es in Wirklichkeit keinen Herd gibt.
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Die
Erfinder schlagen vor, eine quartäre Ammoniumverbindung, wie
Dodecyldimethylammoniumhalogenid-Klathrat mit Karbamid, als aktives
Agens einzusetzen, die eine komplexe Wirkung, insbesondere zur Entgasung,
Desinfektion, Entwesung, Deaktivierung und Abschirmung gewährleistet,
wobei die Zubereitung auf Basis dieser aktiven Substanz als Schaum
verwendet wird.
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Dodecyldimethylammoniumhalogenid-Klathrate
mit Karbamid (KDHK) sind am meisten in Form von Chloriden, Bromiden,
Iodiden und Fluoriden bekannt. Sie stellen ein geruchloses Kristallpulver
dar. Die genannten Klathrate besitzen tensidaktive Eigenschaften.
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Der
am meisten charakteristische Vertreter dieser Gruppe der Vereinigungen,
der industriell hergestellt wird, ist Dodecyldimethylammoniumbromid-Klathrat
mit Karbamid.
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KDHK
haben sich als anerkannte Bakterizide bewährt (siehe, z.B.
RU 2214837 , 2003;
RU 2095086 , 1997).
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Darüber hinaus,
ermöglicht
es die Tatsache, dass diese Verbindungen gute tensidaktive Eigenschaften
besitzen, diese Verbindungen als potentielle aktive Agenzien zur
Herstellung von Schaumzubereitungen von komplexer Wirkung zu betrachten.
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Im
Stand der Technik sind mechanischen Schäume bekannt, die beim Feuerlöschen, sowie
bei der Lokalisation von Ölüberlauf
verwendet werden. Diese Schäume
bilden sich wegen der Tenside, die in schaumfähige Zubereitungen eingeführt werden.
Außerdem
werden, um die Zielfunktionen von Schaumzubereitungen zu erreichen,
neben Tensiden weitere Wirkungstoffe, die die Lösung einer spezifischen Aufgabe
gewährleisten,
in den Schaumzubereitungen zugesetzt. Zum Beispiel werden zur Lokalisation
eines Erdölausfließens in Schaum
Adsorptionsmittel (Absorptionsmittel) eingeführt, während beim Brandlöschen die
aktive Komponente der Schaumzubereitung Wasser ist, das die Temperatursenkung
und die Isolierung der Flamme durch Dampfbildung gewährleistet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine polyfunktionelle
Zubereitung zur Verfügung
zu stellen, sowie ihre Verwendung zur Entgasung, Desinfektion, Entwesung,
Deaktivierung und Abschirmung von Oberflächen und Bereichen, wo das
Vorhandensein eines (mehrerer) hochaktiven(r) gefährlichen(r)
Agens (Agenzien) oder einer (mehrerer) Substanz(en) nachgewiesen
oder wahrscheinlich ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfinder schlagen vor, Dodecyldimethylammoniumhalogenid-Klathrat mit Karbamid
(KDHK) als wirksamen Inhaltsstoff in den Zubereitungen zu verwenden.
Die Verwendung von KDHK gewährleistet
die komplexe Aktion von den Schaumzubereitungen, und zwar Entgasung,
Desinfektion, Entwesung, Deaktivierung und Abschirmung, dabei verhält sich
KDHK wie eine Aktivsubstanz mit polyfunktionellen Eigenschaften, als
auch wie ein Verschäumer.
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Die
polyfunktionelle KDHK-haltige Schaumzubereitung enthält bis zu
5 Gew.% KDHK. Vorzugsweise, aber nicht obligatorisch, ist KDHK Dodecyldimethylammoniumbromid-Klathrat
mit Karbamid.
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Gegebenenfalls
kann die Zubereitung zusätzliche
Hilfskomponenten enthalten. Zu solchen Komponenten gehören Verdickungsmittel,
Farbstoffe, Oxydiermittel, zusätzliche
Tenside, kompatibel mit quartären Ammoniumverbindungen,
co-Solvens von KDHK, und auch die Stoffe die physikochemische Eigenschaften des
Schaumes regulieren, in einem Anteil von bis zu 6%, bezogen auf das
Gewicht der Zubereitungsausgangslösung.
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Der
Gebrauch des Antifrieses, zum Beispiel höherer Alkohole, Glyzerin, Ethylenglykol
und dgl., gewährleistet
die Anwendbarkeit der Zubereitung bei negativen Temperaturen. Außerdem können diese
Stoffe als Extraktante der Vereinigungen, die schwer wasserlöslich sind,
wirken.
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Polyvinylalkohol,
Karboxymethylzellulose, Methyl- oder Ethylzellulose, Polyvinylpyrrolidon,
Polyvinylazetat, Wasserglas usw. können als Verdickungsmittel
verwendet sein, um die Viskosität
der Lösung
und, folglich, Schaumhalbzerstörungszeit
zu vergrößern. Zudem
erhöhen
die Verdickungsmittel die Haftfähigkeit
des Schaums durch die Verbesserung seiner Adhäsion mit den zugearbeiteten
Oberflächen
und das längere
Verbleiben der Schäume
auf den Oberflächen
unter ungünstigen
Bedingungen.
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Die
Farbstoffe können
zur Verbesserung von Visualisierung der Schaumschicht beigefügt sein.
Die Farbstoffe können
fluoreszierende Stoffe sein, wie zum Beispiel, Rodamin, Fluoreszein
und dgl., zur Verbesserung von Visualisierung der Schaumchicht in
der dunklen Tageszeit.
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Die
Oxydiermittel, wie Wasserstoffperoxyd, oder die Verbindungen, die
beim Auflösen
im Wasser den aktiven Sauerstoff oder das Halogen, zum Beispiel,
Chlor, freisetzen, tragen zur Erhöhung von Entgasungs-, Desinfektion-,
oder Entwesungsaktivität
des Schaum bei, ohne eine wesentliche Beeinflussung auf seine physischen
Eigenschaften zu haben.
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Zusätzliche,
mit quartärer
Ammoniumverbindung kompatible Tenside können in den Zubereitungzusammensetzung
zur Verbesserung von Schaumstandhaftigkeit, zur Regulierung der
Blasegröße und der
Dicke der Flüssigkeitshaut
zwischen Blasen eingeführt
werden. Die Konzentration des zusätzlichen Tensids in der Zubereitung
kann bis zu 6 Gew.% erreichen, in Abhängigkeit von der kritischen
Konzentration der Mizellenbildung (KKM) für dieses Tensid. In der Regel übertritt
die obere Grenzkonzentration des Tensids den KKM-Wert nicht. Zum kompatiblen Tensid gehören z.B.
non-ionogene Tenside, kationische Tenside oder schwachkationische
Tenside.
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Die
Zubereitung wird als Schaum mit einem Schaumverhältnis von 30 bis zu 1000 verwendet.
Das Schaumverhältnis
bedeutet das Verhältnis
von Schaumvolumen zum Ausgangslösungsvolumen.
Dabei sind die Werte vom Schaumverhältnis von 40 bis zu 200 optimal,
aber nicht obligatorisch. Dieses Verhältnis für mechanische Schäume wird,
in der Regel, durch die Dispergierbedingunden und/oder durch die
Konzentration der zudispergierenden Zubereitung bestimmt. Das Schaumverhältnis kann
je nach gestellten Aufgaben und der Forderungen auf erhaltenen Schaum
angepasst werden.
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Der
Leichtschaum, d.h. der Schaum mit Schaumverhältnis von mehr als 100, nennt
man manchmal "Trockenschaum", da der ein kleines
Volumen der Flüssigkeit
pro Volumeneinheit des Schaums enthält. In solchem Schaum hat die
Flüssigkeitshaut
nur eine kleine Dicke, so dass die Mitnahme der Partikel in den
Schaum erschwert, und die Halbzerstörungszeit wesentlich verringert
wird.
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Die
Schwerschäume
(Verhältnis
weniger 30) weisen eine größere Menge
Flüssigkeit
pro Volumeneinheit auf, und die Dicke der Flüssigkeitshaut, die die Blasen
umfassen, ist höher.
Während
Synärese
solchen Schaumes findet eine intensivere Sedimentation von Fremdteilchen,
die mit dem Schaum früher
absorbiert werden, zurück
auf die Oberfläche
statt.
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Die
Schäume
von mittleren Schaumverhältnissen
haben optimale Parameter der Stabilität (Schaumhalbzerstörungszeit),
als auch der Fähigkeit
die fremden Partikel von der mit dem Schaum aufgetragenen Oberfläche zu trennen
und sie in der Flüssigkeitshaut
zwischen Gasblasen während
Schaumsynärese
festzuhalten.
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Die
Schaumzubereitung stellt ein disperses System dar, das aus den Zellen
besteht, wobei die Lösung ein
Dispersionsmittel ist und das Gas eine disperse Phase ist. Falls
der Schaum ein mechanischer Schaum ist, so ist das Gas Luft. In
diesem Fall kann der Schaum mit Hilfe verschiedener bekannter Schaumgeneratoren,
wie dem Barboteur-Typ, zentrifugaler Generatoren, Luft-Schaum Rohren,
Netz-Typ Generatoren und dgl. hergestellt werden. Der Schaum kann
als disperse Phase nicht Luft, aber ein anderes Gas, zum Beispiel,
Kohlendioxyd, Stickstoff und weitere Gase enthalten, die verwendbar
sind als hinausstoßende
Gase in Ballon-Typ Schaumgeneratoren, wo die Lösung unter dem Einfluss des
Gases und ggf. durch zusätzliches
Mischen mit Luft hinausgestoßen
wird und den Schaum bildet.
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Der
Wirkungsmechanismus der KDHK-Schaumzubereitung bei ihrem Auftragen
auf Oberflächen
kann in Kürze
auf folgende Weise beschrieben sein.
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In
dem ersten Schritt, in dem die mit dem Schaum bedeckte Oberfläche angefeuchtet
und von der umgebenden Atmosphäre
isoliert wird, entsteht ein stabiles Anfangssystem. Zu gleicher
Zeit findet der Übergang der
Kontaminante in die Schaumschicht und seine Auflösung statt. Falls die Partikel
in der flüssigen
Zubereitung unlöslich
sind, so geschieht die Loslösung
der Partikel von der Oberfläche
und sein Einziehen in die Schaumschicht hinein. Wenn die Kontaminante
in Form vom Film vorliegen, so wird der Film zerstört und die Kontaminante
in Form eines Kolloids oder einer Suspension dringt in die Schaumschicht
ein.
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Als
Ergebnis der Synärese
beginnt der Schaum später
zu zerstören,
und die Höhe
der Schicht, die die bearbeitete Oberfläche von der Atmosphäre abtrennt
und isoliert verringert sich. Die Dicke der Wände zwischen Blasen nimmt zu,
und unter der Wirkung der wechselnden Kräfte beginnen die Partikel in
der Flüssigkeithaut
sich intensiver zu bewegen, wobei der Massenaustausch, einschließlich der
molekulare Massenaustausch, zunimmt.
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Mit
der Zeit wird die Schaumschicht vollständig zerstört und auf der verarbeiteten
Oberfläche
bleibt nur der nicht-verdampfbare Teil der Zubereitung in Form eines
Films. Dabei werden die in die Schaumschicht eingezogenen Partikel
und ihre Zerfallsprodukte – wenn
sie unlöslich
in der flüssige
Phase der Zubereitung sind – mit
einer dünnen
Schicht von KDHK und zusätzlichen
Komponenten, wenn sie in der Zubereitung vorhanden sind, bedeckt.
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Da
die KDHK-haltigen Zubereitungen eine hohe Netzfähigkeit haben, feuchten sie
die Oberfläche
an, auf die sie aufgetragen werden. Falls der Schaum auf offenen
Grund, trocken Ziegelmauerwerk, Beton oder pulverförmigen Zement
aufgetragen wird, beträgt
die Tiefe des Anfeuchtens einige Zentimeter.
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Die
Schaumbeschichtungen haben eine gute Haftung zur Oberflächen von
Objekten der Umwelt und zur Anstrichschicht, und weisen auch eine
gute Stabilität
auf senkrechten und geneigten Oberflächen auf (einschließlich solchen
mit negativen Neigungswinkeln).
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Der
Schaum, der aus der erfindungsgemäßen Zubereitung erhalten ist,
hat vorzugsweise eine Blasengröße von 0,5
bis zu 1,5 mm, und im Moment der Schaumbildung betragen diese Blasen
einen großen
Teil des Schaumvolumens.
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Die
optimale Dicke der Schaumschicht auf der bearbeiteten Oberfläche ist
mindestens 10 cm, wobei die Halbzerstörungszeit des Schaums, nach
dem Kriterium des Flüssigkeitaustritts,
von 10 bis zu 30 Minuten beträgt,
und die Zeit des vollen Zerfalls (d.h. bis zum Erscheinen der Zonen
oder Bereiche der Oberfläche
ohne sichtbaren Schaum) ist mindestens 3 Stunden.
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Das
Auftragen der notwendigen Schaumschicht, d.h. einer Dicke von mindestens
10 cm, kann durch einmaliges Auftragen realisiert sein oder durch
mehrmaliges Auftragen zusätzlicher
Schichten, um die notwendige Schichtdicke und/oder Schaumlebensdauer
aufrechterhalten. Das mehrmalige Auftragen des Schaumes ist zweckmäßig, wenn
die Zubereitung unter ungünstigen
Bedingungen verwendet wird, die eine schnellere Zerlegung des Schaums
hervorrufen.
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Bei
dem Auftragen des Schaumes auf einer Wasseroberfläche verringert
sich etwas die Schaumlebensdauer, aber unbedeutend. Die Schaumlebensdauer
ist in diesem Fall genügend,
um die Reaktion der Neutralisation von toxischen Stoffen oder Agenzien,
die sich auf der Wasseroberfläche
befinden, vollständig durchzuführen. Gegebenenfalls
können
zusätzliche
Schaumschichten auftragen werden, bis der Schaum nicht völlig zerstört ist.
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Das
Schaumauftragen wird anhand verschiedener Schaumgeneratoren, wie
dem Barboteur-Typ, zentrifugaler Generatoren, Luft-Schaum Rohren,
Netz-Typ Generatoren usw. durchgeführt. Als disperse Phase kann
der Schaum nicht Luft aber ein anderes Gas, zum Beispiel Kohlendioxyd,
Stickstoff und weitere Gase enthalten, die verwendbar sind als hinausstoßende Gase
in Ballon-Typ Schaumgeneratoren, wo die Lösung unter dem Einfluss des
Gases und ggf. durch zusätzliches
Mischen mit der Luft hinausgestoßen wird und den Schaum bildet.
Insbesondere kann ein Ballon-Schaumgenerator verwendet sein, in
dem das hinausstoßende Gas,
das sich unter dem Druck in die flüssige Zubereitung auflöst, eingesetzt
wird. Solches Gas kann Kohlendioxyd (im Falle von Wasserzubereitungen)
oder Freon (wenn wasserorganische Lösungen oder Suspensionen als
Lösungsmittel
verwendet werden).
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Falls
notwendig kann die Schaumschicht sehr schnell zerstört werden,
falls man einen Schaumdämpfer
auf den Schaum aufträgt,
zum Beispiel Zement, Gips und anorganische Bindemittel, als Resultat
entsteht eine verhärtende
Masse, die operativ beseitigt und für spätere Verwertung ausgeführt sein
kann. Als die Stoffe, die den aus der erfindungsgemäßen Zubereitungen
hergestellten Schaum zerstören,
können
beliebige traditionelle Organosiliziumschaumdämpfer verwendet sein, wie Polymethylsiloxane,
oder Polydimethylsiloxanmischung mit Siliziumdioxid, wobei Siliziumdioxid
in einer Form, die die Adsorption von Destruktionsprodukten verbessert,
vorliegen kann. Als Schaumdämpfer
können
niedrigste Alkohole und Ketone verwendet sein.
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Ein
Vorteil von der Anwendung der erfindungsgemäßen Zubereitungen besteht darin,
dass der auf die Oberfläche
aufgetragene Schaum sie von der umgebenden Atmosphäre isoliert.
Das Kontaminant geht in die Schaumschicht über und kann sich dort auflösen. Falls
der Kontaminant in der Schaumschicht aus dem einen oder anderen
Grund nicht zerstört
wird, zum Beispiel infolge des Zeitmangels zur Zerstörung oder
Neutralisation, insbesondere, wenn man die Folgen so bald wie möglich auffangen
will, so kann auf die Schaumschicht, in der der Kontaminant schon
einbezogen ist, eine zusätzliche
Zubereitung oder ein Mittel aufgetragen werden, das ein anderes,
in Hinsicht auf die Kontaminantdestruktion effektiveres Agens enthält. Zum
Beispiel, wenn der Kontaminant Sporenformen der Mikroorganismen
darstellt, die zur wirksamen Desinfektion mittels des erfindungsgemäßen Schaumes
etwa 3 Stunden unter Normalbedingungen fordern, so kann, im Falle
der schnellen Feststellung des Vorhandenseins von Sporen, auf die
Schaumschicht, in die schon die Sporen von der verarbeiteten Oberfläche eingezogen
sind, ein anderes Desinfektionmittel, z.B. eine formalinhaltige
Zubereitung aufgetragen werden, die in diesem Fall eine sogar mehr
wirksame Sporenzerstörung
sichert.
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Ein ähnliches
Beispiel ist die Ausführungsform,
wenn der Schaum auf die mit Yperit verseuchte Oberfläche aufgetragen
wird, wobei Yperit im Fall des Schaums mit wesentlich neutralen
pH-Werten bis zu mindertoxischen Produkten hydrolysiert wird. Das
in der Schaumschicht extrahierte Yperit kann mit einem effektiveren Entgasungsmittel,
zum Beispiel einer alkalischen chlorhaltigen Lösung, die auf der Schaumschicht
aufgetragen wird, bis zur völligen
Zerstörung
bearbeitet werden. Es ist nötig
zu bemerken, dass die Schaumschicht auf der kontaminierten Oberfläche sie
von der Umwelt abschirmt, was die Emission vom Kontaminant ausschließt, es für die Einwirkung,
ggf. für
eine zusätzliche
Bearbeitung "konservierend".
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Zu
den Vorteilen der Anwendung von Schaumzubereitungen gehört eine
niedrige Lösungsmenge,
die für
die Oberflächenbeschichtung
gefordert ist. Die Verbrauchsnorm bei traditionellen flüssigen Präparaten
zur Desinfektion, Entgasung und Deaktivierung der Umweltobjekte
beträgt
ungefähr
3 Liter pro Quadratmeter der Oberfläche. Im Gegensatz dazu reichen
3 Liter schaumbildender Lösung
bei mittlerem Shaumverhältnis
von 50 und benötigter
Schaumschichtdicke von 10 Zentimetern, theoretisch zur Bearbeitung
von 150 m2 Oberfläche.
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Unter
Berücksichtigung
der realen Situation (ungünstige
Wetterbedingungen, die zur Schaumzerstörung beitragen, die Notwendigkeit
nochmaliger Bearbeitungen, um die Schaumschichtdicke von mindestens 10
cm im Laufe von mindestens 3 Stunden aufrechtzuerhalten), beträgt die tatsächliche,
mit dem 1% KDHK-haltigen
Schaum bearbeitete Fläche
etwa 3 m2 in den außerordentlich ungünstigen
Bedingungen.
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Die
erfindungsgemäßen Schäume werden
durch die Auflösung
des KDHK im Wasser oder wässrigen Lösungen,
die zusätzliche
Komponenten enthalten, vorbereitet. KDHK kann als reines KDHK in Form
von Pulvern, Granulaten und dgl. vorliegen. Auch können die
konzentrierten Präparate,
die KDHK enthalten, wie "Veltolen", "Veltox" und dgl. verwendet
werden. Die KDHK-Lösung
kann mit Wasser oder wässrigen
Antifrieslösungen
vorbereitet werden, unter der Bedingung, dass der verwendete Antifries
die Schaumeigenschaften nicht beeinträchtigt. Zum Beispiel, können als
Antifries Glyzerin, Ethylenglykol und dgl. verwendet werden.
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Das
Konzentrat zur Herstellung der Zubereitung kann sowohl in flüssiger als
auch in fester Form vorliegen. Dann werden die Füllstoffe, die zur Konzentratzusammensetzung
gehören,
ihre zur Dauerlagerung und zur Erhöhung der Auflösungsgeschwindigkeit
(beim Präparieren
von Arbeitslösungen
zur Schaumerzeugung) notwendigen Eigenschaften gewährleisten.
Dabei kann das Konzentrat, neben der Aktivsubstanz (KDHK) und nicht-obligatorischen
Zusätzen
(die vorgenannten zusätzlichen
Hilfskomponenten) auch ein Cosolvent, z.B. niedrigste Alkohole,
Antifriese (für
flüssige
Konzentrate), und die Stoffe, die die Auflösung der festen Form vermitteln
(Desintegratoren und Füllstoffe),
aufweisen. Das Konzentrat kann in für den Konsumenten bequemen Behältern, wie
Plastikbeuteln, abgedichteten harten Behältern und dgl., abgepackt sein.
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Beispiele
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Die
nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung
ohne sie durch die besonderen Ausführungsformen zu begrenzen,
soweit äquivalente
oder ähnliche
technische Lösungen
für den
Fachmann klar sind.
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Beispiel 1
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ĸDBK-haltige
Schaumzubereitung
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Die
Zusammensetzung der vorbereiteten Zubereitungen und die Eigenschaften
des von ihr hergestellten Schaumes sind in der Tabelle 1 angegeben.
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Die
Lösungen
des Dodecyldimethylammoniumbromid-Klathrates mit Karbamid (KDBĸ) werden
im Wasser vorbereitet, der Schaum wird aus diesen Lösungen durch
Luftejektionverfahren oder Druckluftmischung erhalten, und die Parameter
des vorbereiteten Schaumes (die Halbzerstörungszeit, die Zeit der völligen Zerstörung, die
Dispersionseigenschaften) wurden bei Normalklima bestimmt.
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Erläuterungen:
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- b – der
Schaum wird durch Luftbarbotieren über die Schicht der KDBĸ-Lösung hergestellt;
- a – der
Schaum wird durch Ejektion der KDBĸ-Lösung über Metallnetz hergestellt.
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Die
Schäume
mit ähnlichen
Charakteristika werden durch Schaumgenerierung aus dem Behälter in einer
Atmosphäre
des Kohlensäuregases
erzeugt. Dabei hat der entstehende Schaum je nach der Ansatzart des
Dispergierköpfchen
die Form eines dispersen Systems, in dem die Gasphase entweder nur
Kohlendioxyd oder eine Mischung von Kohlensäuregas und Luft aufweist. Die
Schäume,
in denen die Gasphase nur Kohlendioxyd enthält, haben niedrigere Verhältnisse,
nämlich
von 40 bis 100.
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Beispiel 2
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Einfluss der Zusätze auf die Schaumeigenschaften
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Der
Zusatz von Wasserstoffperoxyd in einem Anteil von bis zu 0,5%; Farbstoff
(Poluchim blau) in einem Anteil von bis zu 1,0% zu der Lösung enthaltend
1,0% KDBĸ,
führt zu
einer nur unwesentlichen Senkung des Schaumverhältnisses (bis zu 90) und der
Halbzerfallzeit (bis zu 50 min), bei den Parametern von 1,0% KDBĸ-Ausgangslösung: Schaumverhältnis 100,
Halbzerfallzeit 60 min.
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Die
KDHK-Lösung
(1 Gew.%), vorbereitet mit 20% Glyzerin, erhielt ihres Schaumbildungsvermögen, mit
gleichzeitigen Steigerung der Schaumlebensdauer.
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Die
Lösung,
enthaltend 5% KDHK, lässt
das Erzeugen eines Schaumes mit einem Schaumverhältnis von 30 bis zu 1000, je
nach Herstellungsart, zu, wobei die Schaumlebensdauer mehr als 3
Stunden beträgt.
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Die
Lösung,
enthaltend 5% KDHK, lässt
den Zusatz von bis zu 5 Gew.% eines nichtionogenen Tensids (Handelszeichen
OP-7), ohne wesentliche Veränderung
der Schaumstabilität,
zu.
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Die
KDHK-Lösung
(1 Gew.%), die mit dem Zusatz von Karboxymethylzellulose (0,5 Gew.%)
hergestellt ist, hat höhere
Werte der Schaumlebensdauer.
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Beispiel 3
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Bestimmung der bakteriziden Wirkung von
mechanischen KDBĸ-haltigen Schäumen
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Parameter
des Schaum: Verhältnis – 100, Dispersität – wenigstens
0,5 mm, Halbzerfallzeit – mindestens
30 min, die Vollzerfallzeit – mindestens
3 Stunden, die Schaumschichtdicke – etwa 10 cm über der
bearbeitete Oberfläche.
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Der
Effekt des mechanischen Schaums, enthaltend 1 und 2 Gew.% KDBĸ und durch
Barbotageverfahren hergestellt, auf die Inaktivierung der Testkeimen
E. coli wurde untersucht.
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Die
Testpräparate
wurden auf die Glasunterlagen aufgetragen, und nachher wurde darauf
eine Schaumschicht aufgetragen. Die Exposition dauerte 60 Minuten,
Lufttemperatur war 20° C.
Danach wurden die Auflagen abgewaschen, und die Auswaschflüssigkeit,
die zerstörten
Schaumproben und die Kontrolle analysiert.
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Kein
Bakterienwachstum wird in dem Ausspülen von Plattenoberflächen nach
der Schaumbearbeitung, in der Probe der Flüssigkeit des zerstörten Schaumes
und auch in der Probe aus unzerstörtem Schaum entdeckt. Im Gegensatz
demonstriert die Kontrolle, die das Ausspülen von der unverarbeiteten
Unterlage vorstellt, ein stabiles Wachstum von E. coli.
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Die
parallelen Versuche mit KDBĸ-Lösung ohne
Schaumbildung haben ähnliche
Ergebnisse aufgezeigt.
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Der
Effekt des mechanischen Schaums, enthaltend 2 Gew.% KDBĸ und durch
Barbotageverfahren hergestellt, auf die Inaktivierung der Testkeime
des sibirischen Geschwürs,
Stamm STI-1, wurde untersucht.
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Die
Testpräparate
wurden auf die Glasunterlagen aufgetragen, und nachher wurde darauf
eine Schaumschicht aufgetragen. Die Exposition dauerte 180 Minuten,
Lufttemperatur war 20° C.
Danach wurden die Auflagen abgespült und die Ausspülwasser,
die zerstörten
Schaumproben und die Kontrolle analysiert.
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Kein
Bakterienwachstum wird in dem Ausspülen von Plattenoberflächen nach
der Schaumbearbeitung, in der Probe der Flüssigkeit des zerstörten Schaumes
und auch in der Probe aus unzerstörtem Schaum entdeckt. Im Gegensatz
demonstriert die Kontrolle, die das Ausspülen von der unverarbeiteten
Unterlage vorstellt, ein stabiles Wachstum der Mikroorganismen.
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Die
parallelen Versuche mit KDBĸ-Lösung ohne
Schaumbildung haben ähnliche
Ergebnisse aufgezeigt.
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Der
Effekt des mechanischen Schaums, enthaltend 1 und 2 Gew.% KDBĸ und durch
Barbotageverfahren hergestellt, auf die Inaktivierung der Testkeime
B. subtilis wurde untersucht.
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Die
Testpräparate
wurden auf die Glasunterlagen aufgetragen, und nachher wurde darauf
eine Schaumschicht aufgetragen. Die Exposition dauerte 180 Minuten,
Lufttemperatur war 20° C.
Danach wurden die Auflagen abgespült und die Ausspülwasser,
die zerstörten
Schaumproben und die Kontrolle analysiert.
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Kein
Bakterienwachstum wird in dem Ausspülen von Plattenoberflächen nach
der Schaumbearbeitung, in der Probe der Flüssigkeit des zerstörten Schaums
und auch in der Probe aus unzerstörtem Schaum entdeckt. Im Gegensatz
demonstriert die Kontrolle, die das Ausspülen von der unverarbeiteten
Unterlage vorstellt, ein stabiles Wachstum der Mikroorganismen.
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Die
parallelen Versuche mit KDBĸ-Lösung ohne
Schaumbildung haben ähnliche
Ergebnisse aufgezeigt.
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Auf
diese Weise ist erst festgestellt, dass die Schäume mit einer Konzentration
von zum Beispiel ungefähr
0,5% und bei einer Expositionszeit von etwa 30 Min. wirkungsvoll
in Beziehung zu vegetativen Mikroorganismen sind, und bei einer
Konzentration der Aktivsubstanz von zum Beispiel ungefähr 0,5%
und einer Expositionszeit von 90–120 Min. wirkungsvoll in Beziehung
zu Bakteriensporen sind.
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Die
erhaltenen Ergebnisse sind den Desinfektionergebnissen mit den KDBĸ-Lösungen äquivalent, was
es ermöglicht,
die Information über
die Desinfektionsaktivität
von KDBĸ-Lösungen allein
oder mit verschiedenen Zusätzen
für die
Prognosen über
die Desinfektionseigenschaften der Schäume aufgrund von Dodecyldimethylammoniumhalogenid-Klathrat
mit Karbamid zu nutzen.
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Beispiel 4
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Abschirmung und Einschränkung des
LF-Ausfließens
mit KDBĸ-haltigem Schaum
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Für die Bestimmung
der abschirmenden Eigenschaften des Schaums wurde eine 0,5%-ige
KDHK-Lösung
verwendet, die insbesondere durch Auflösen von 2,5 Gew.% des Präparates
Weltholen im Wasser hergestellt wurde. In den Versuchen wurde der
Schaum mit einem Schaumverhältnis
von 40–60
(am wenigsten stabil) und einer Schichtdicke von etwa 10 cm verwendet.
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Da
der Schaum ein disperses System mit einer großen Anzahl von "Gas-Flüssigkeit"-Barriereschichten
darstellt, die aus einer Flüssigkeitshaut
zwischen Gasblasen gebildet sind, findet keine wesentliche Diffusion
der toxischen Gasen (z.B. Chlor, Schwefelwasserstoff) und LF-Dampf
(z.B. Benzin) durch die Schaumschicht mit der Dicke von etwa 10
cm statt. Der Geruch ist nur nach der Zerstörung der Schaumschicht (nach mehr
als 3 Stunden) erschienen.
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Es
wurde gefunden, dass der Schaum ausgezeichnete abschirmende Eigenschaften
gewährleistet hat.
Nach dem Auftragen der Schaumschicht auf die mit einem hydrophoben
Aerosilpulver bedeckten Testplatten wurde kein sekundäres Aerosol
aus den Aerosilteilchen registriert.
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Die ähnlichen
Ergebnisse wurden mit der Einsetzung von mit Farbstoff markierten
Talkpulvern erzielt.
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Der
auf die metallischen Platten aufgetragene Kerosinfilm war nach der
Bearbeitung mit dem 0,5% KDHK enthaltendem Schaum innerhalb von
3 Stunden zerstört.
Die gebildete Kerosinsuspension in der KDHK-Lösung ist unter normalen Bedingungen
nicht entflammbar.
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Beispiel 5
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Entgasung mittels eines KDBĸ-haltigen
Schaumes
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Die
Entgasung mit KDBĸ-haltigem
Schaum wird mittels Hydrolyse durchgeführt. Im Wasser unlösliche GS
oder hochaktive Schadstoffe (HAAS) werden extrahiert oder reißen von
der entgasenden Oberfläche
ab und gehen in eine Kolloide Form über, wobei sie in die Flüssigkeitshaut
zwischen Blasen hinein mitgerissen werden. Dabei nimmt die Fläche der
Reaktionszone, d.h. der Kontaktszone GS/Wasser, zu und steigert
die Hydrolysegeschwindigkeit wesentlich. Die im Wasser löslichen
GS diffundieren in die Schicht der Flüssigkeit und werden hydrolysiert.
Die hochstabilen GS, deren Hydrolysegeschwindigkeit niedrig genug
ist, werden durch Absorption und Abschirmung von der Schaumschicht
neutralisiert.
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Falls
der Schaum zusätzliche
Oxydiermittel, wie Wasserstoffperoxyd, oder Verbindungen, die bei
der Auflösung
aktiven Sauerstoff oder Chlor freisetzen, enthält, steigt die Entgasungsfähigkeit
des Schaums.
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Die
Ergebnisse der experimentalen Bestimmung von entgasenden und abschirmenden
Eigenschaften des Schaums sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.
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Im
Laufe der Experimente wurden auf die metallischen Platten, einschließlich solcher,
die mit Email XB bedeckt sind, oder auf die Proben aus gummiertem
Material das GS absorbiert, giftige Gase wie VX oder Yperit aufgetragen.
Die GS-Konzentration auf den Testplatten wird vor der Bedeckung
mit Schaum und im Laufe der Schaumeinwirkung bestimmt. In einigen
Experimenten wurde am Ende der Einwirkung die GS-Konzentration auf
der Schaumschicht bestimmt (als gefährlich oder ungefährlich).
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Als
Schaumzubereitung wird eine 0,5%ige KDHK-Lösung verwendet, die insbesondere
durch Auflösung
des Präparates Weltholen
im Wasser hergestellt wurde. Schaumverhältnis 60–100, Schaumschichtdicke 10
cm, Gesamtzeit von Schaumeinwirkung 60 min.
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Zur
Entgasung von Yperit, d.h. zu seiner Degradation in der Schaumschicht,
wurde ein Zusatz von Kalziumhypochlorit in einem Anteil von 1,5
Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Entgasungszubereitung, gefordert.
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Beispiel 6
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Deaktivierung mittels KDBĸ-haltigem
Schaum
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Auf
metallischen Testplatten, gefärbt
mit Email XB-518, und auch auf dem gummierten Gewebe wurde ein Präparat, das
8 g enthielt, aufgetragen. Die Proben wurden ausgetrocknet und die
Ionendosisrate von Gammastrahlung wurde übergewacht. Dann wurde eine
Schicht des Schaums enthaltend 0,5% wässrige KDBĸ-Lösung mit einem Schaumverhältnis von
40–60,
einer Dicke von 6–10
cm auf die Proben aufgetragen. Die Expositionszeit betrug 15 min,
wonach die Proben getrocknet wurden und die restliche Ionendosisrate
von Gammastrahlung bestimmt wurde.
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Es
wurde gefunden, dass sich bei mit Email XB-518 bedeckten Testplatten
die Ionendosisrate von Gammastrahlung um das 15-Fache, und bei gummiertem
Gewebe um das 12-Fache verringert wurde.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Die Beispiele dienen nur zur Illustration der Realisierung der Erfindung
mit der Errungenschaft der präsentierten
Effekte.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft Mittel und Verfahren zur komplexen Entgasung,
Desinfektion, Entwesung, Deaktivierung und Abschirmung von Bereichen
und Räumen,
wo das Vorhandensein von hochaktiven Schadstoffen (HASS), Giftstoffe
(GS), chemischen Waffen (CW), pathogenen Bakterien (PM) und toxischen
Bakterienprodukten (TP), Insekten einschließlich Überträgern von Krankheitserregern
von Menschen und Tieren, radioaktiven Substanze (RS) nachgewiesen
oder wahrscheinlich ist, sowie zum Löschen der Entzündung feuergefährlicher
Flüssigkeiten
oder zur Verhütung
der Entzündung
ausgeflossener leichtentzündlicher
Flüssigkeiten
(LF). Die erfindungsgemäße Zubereitung
enthält
Dodecyldimethylammoniumhalogenid-Klathrat mit Karbamid als Aktivsubstanz.
Die Verwendung des genannten Klathrats gewährleistet die Komplexität der Wirkung
der Schaumzubereitungen, nämlich
Entgasung, Desinfektion, Entwesung, Deaktivierung und Abschirmung,
wobei KDHK als Aktivsubstanz mit polyfunktionellen Eigenschaften
als auch Schaumbildner wirkt. Die Erfindung kann zur Beseitigung
der Folgen der Anwendung von Massenvernichtungswaffen (MVW), zur
Beseitigung der Folgen von anthropogenen Havarien und Katastrophen,
zum Löschen
und Verhüten
von Entzündungen,
durch Bearbeitung der Territorien, Gebiete oder Räume, die
mit toxischen chemischen, biologischen, radioaktiven Substanzen
kontaminiert sind, oder im Falle von Überschwemmungen der entflammbaren
Flüssigkeite
verwenden werden.