Способ получения хемосорбционного материала

Изобретение относится к технологии получения хемосорбционных материалов, обладающих высокими защитными свойствами по парам аммиака, которые могут быть предназначены для использования в фильтрующих устройствах средств защиты. Нетканое активированное полотно из гидроцеллюлозных волокон пропитывают в водном растворе смесей хлорида цинка и хлорида никеля. В раствор солей вводят модификатор 1,2,3-пропантриол (глицерин) в количестве 0,5-1,0% к общему количеству приготовленного раствора. 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии получения хемосорбционных материалов и может быть использовано в химической промышленности, а именно при производстве материалов, используемых в фильтрующих устройствах средств защиты, в технических устройствах инженерной экологии.

Известен адсорбирующий материал по патенту US 429410 (опубл. 27.10.81), содержащий нетканый материал с нанесенным на его поверхность слоя порошкового материала. Закрепление частиц адсорбента производится с помощью термопластичных полиолефиновых волокон, содержащихся в нетканом материале за счет их подплавления при нагревании.

Недостатком этого адсорбирующего материала, полученного по способу, описанному в описании к патенту US 429410, является его жесткость, при технологической переработке данного материала сорбент частично выкрашивается, что создает определенные трудности при конструировании средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Известен способ получения хемосорбционного материала, заключающийся в обработке карбоксилсодержащего хемосорбента в Na-форме сначала 0,5-1,0%-ным раствором кислоты при соотношении массы хемосорбционного материала к объему раствора кислоты, равном 1:30, в течение 0,5-1,0 ч для перевода в Н-форму, а затем 0,5-1,0%-ным раствором гидроксида калия при таком же соотношении компонентов в течение такого же времени для превращения хемосорбента в К-форму с промывкой умягченной водой после каждой стадии.

Недостатком хемосорбционного материала, полученного данным способом, является невысокая реакционная способность к аммиаку.

Известен способ получения хемосорбционного материала ВИОН АН-1, описанный в книге М.П.Зверева «Хемосорбционные волокна», Москва, Химия, 1981, стр.130-131, 181, включающий гидразидирование полиакрилонитрильных волокон. Волокно, полученное по данному способу в Н-форме, применяется для хемосорбции аммиака, но волокна, полученные по данному способу, не могут быть использованы в фильтрующих устройствах средств защиты, в том числе для изготовления фильтровальных изделий определенной формы.

Предлагаемым изобретением решается задача создания технологичного способа получения хемосорбционных материалов, предназначенных для использования в фильтрующих устройствах средств защиты, в технических устройствах инженерной экологии.

Для достижения указанного технического результата в способе получения хемосорбционного материала для поглощения паров аммиака, состоящем в пропитке нетканого активированного волокна с последующей сушкой материала, производят пропитку нетканого активированного полотна из гидроцеллюлозных волокон, которую осуществляют в водном растворе смесей хлорида цинка и хлорида никеля при следующем соотношении компонентов:

Хлорид цинка - 7,5-10,0 мас.%

Хлорид никеля - 8,0-12,0 мас.%, причем в раствор солей вводят модификатор 1,2,3-пропантриол (глицерин) в количестве 0,5-1,0% к общему количеству приготовленного раствора.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является то, что производят пропитку нетканого активированного полотна из гидроцеллюлозных волокон, которую осуществляют в водном растворе смесей хлорида цинка и хлорида никеля при следующем соотношении компонентов:

Хлорид цинка - 7,5-10,0 мас.%

Хлорид никеля - 8,0-12,0 мас.%, причем в раствор солей вводят модификатор 1,2,3-пропантриол в количестве 0,5-1,0% к общему количеству приготовленного раствора.

Благодаря наличию этих признаков по предлагаемому способу получен хемосорбционный материал, обладающий высокими защитными свойствами по парам аммиака, данный материал обладает высокими эластичными свойствами, что необходимо при производстве материалов, используемых в фильтрующих устройствах средств защиты.

Пример. В качестве основы взят активированный нетканый материал с поверхностной плотностью 170 г/см³ и суммарной пористостью 1,6 см³/г.

Для пропитки этого материала готовят водный раствор солей ZnCl₂ (8,5%) и NiCl₂ (8,5%), растворяют 8,5 г ZnCl₂ и 8,5 г NiCl₂ в 83 мл воды при температуре 60°С. Затем в приготовленный раствор вносят 0,5 мл глицерина (модификатор 1,2,3-пропантриол). Раствор тщательно перемешивают, затем в него погружают заготовки материала. Материал выдерживают в пропиточном растворе в течение 20 мин, затем извлекают из раствора и дают вылежаться на сетчатой подложке в течение 40-60 мин, после чего помещают в сушильную камеру и высушивают подогретым воздухом при температуре 70-90°С в течение 1,5-2,0 часов.

Полученный хемосорбционный материал испытывают по парам аммиака при следующих динамических условиях: начальная концентрация аммиака 0,2 мг/л (10 ПДК), объемная скорость - 30 л/мин, относительная влажность газовоздушного потока - 50%, температура - 18-22°С. Рабочая поверхность материала составляет 180 см². При этих условиях контрольное время защитного действия должно быть не менее 30 мин.

Полученный материал имел время защитного действия 58±2 мин из 4-х испытаний.

В таблице представлены результаты испытаний различных вариантов материала, полученного по заявленному способу. Время защитного действия по NH₃ (мин) при вышеуказанных условиях.

Тип материала	Соотношение компонентов ZnCl2/NiCl2 раствор в воде
7,5/8,0	7,5/12,0	8,0/10,0	10,0/12,0
1. Материал с плотностью 200 г/м3 и vΣ=1,2 см3/г, 0,5% глицерина	30±2	48±2	50±2	60±2
2. Материал с плотностью 150 г/м3 и vΣ=1,8 см3/г; 1,0% глицерина	32±2	56±2	62±2	78±2

Время защитного действия приведено среднее из 4-х испытаний каждого варианта. При этом все варианты материалов имели хорошую эластичность и могли применяться в изделиях различной конструкции. При соотношении компонентов хлорида цинка менее 7,5 мас.% и хлорида никеля менее 8,0 мас.% время защитного действия материала составляет менее 25 мин, что недостаточно для эффективной защиты. При соотношении компонентов хлорида цинка более 10 мас.% и хлорида никеля более 12,0 мас.% материал теряет хорошую эластичность и конструктивные качества.

По предлагаемому способу получен хемосорбционный материал, обладающий высокими защитными свойствами по парам аммиака и высокими эластичными свойствами, что необходимо при производстве материалов, используемых в фильтрующих устройствах средств защиты.

Способ получения хемосорбционного материала для поглощения паров аммиака, состоящий в пропитке нетканого активированного волокна с последующей сушкой материала, отличающийся тем, что производят пропитку нетканого активированного полотна из гидроцеллюлозных волокон, которую осуществляют в водном растворе смесей хлорида цинка и хлорида никеля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид цинка	7,5-10,0
Хлорид никеля	8,0-12,0,

причем в раствор солей вводят модификатор 1,2,3-пропантриол в количестве 0,5-1,0% к общему количеству приготовленного раствора.