Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор
Владельцы патента RU 2484869:
КОММИССАРИАТ А Л`ЭНЕРЖИ АТОМИК Э О ЭНЕРЖИ АЛЬТЕРНАТИВ (FR)
Изобретение имеет отношение к деконтаминирующему и пенообразующему водному раствору, композиции для его получения, применению такого раствора, способу деконтаминации поверхностей и способу уничтожения взрывчатых веществ. Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор содержит в массовых процентах но отношению к общей массе композиции: от 0,1 до 20% водорастворимого органического или неорганического пероксидного средства; от 0,05 до 20% анионного поверхностно-активного вещества; от 0,1 до 20% оксида амина; от 0 до 5% стабилизатора для пероксидного средства; от 0 до 10% амфотерного поверхностно-активного вещества; от 0 до 15% щелочного буферного раствора; компонента, дополняющего до 100% и представляющего собой воду. Водорастворимое органическое или неорганическое пероксидное средство выбирают из: органических пероксикислот общей формулы R'-СО3Н, где R' представляет линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 4 и, предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов; органических пероксикислот общей формулы НО3С-R'-СО3Н, где R' представляет собой линейный или разветвленный алкилен, содержащий от 1 до 4, предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов; органических пероксикислот общей формулы R"-(Ф) (СО3Н)n(CO2H)m, где R" представляет собой водород или линейный или разветвленный алкилен, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, (Ф) представляет собой бензольное кольцо, n=1 или 2, m=0 или 1, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов; неорганических пероксидов, выбранных из аддуктов H2O2, солей пероксикислот, неорганических нероксикислот и их солей щелочных металлов; смесей упомянутых пероксидных соединений. Значение рН данного водного раствора находится в интервале oт 7 до 11. Технический результат - получение деконтаминирующего раствора, не содержащего катионогенные поверхностно-активные вещества и позволяющий одновременно уменьшать действие ударной волны при взрыве взрывного устройства и обеспечивать деконтаминацию отравляющих и/или бактериологически активных веществ, содержащихся в нем. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Настоящее изобретение относится к деконтаминации поверхностей или уничтожению взрывчатых веществ, способных содержать химические отравляющие или бактериологически активные вещества, в частности отравляющие и/или заражающие фосфорорганические или сероорганические вещества, предпочтительно в области химического оружия или в области сельского хозяйства, например, для деконтаминации инсектицидов.
В настоящее время существует большое число фосфорорганических сложных эфиров, представляющих собой производные фосфорных и фосфоновых кислот и используемых в качестве химических или токсических средств военного назначения, таких как отравляющие вещества или продукты G: "табун", "зарин" или "зоман", или в качестве инсектицидов в сельском хозяйстве, такие как, например, "параоксон", "диазинон" или VX-газы.
Данные соединения обладают значительной нейротоксичностью, обусловленной их способностью фосфорилировать холинэстеразы, ингибирование которых вызывает смерть, вследствие накопления в организме ацетилхолина.
В то же время, также существуют токсичные сероорганические соединения, такие как сульфиды промышленного назначения или вещества военного назначения из группы кожно-нарывных отравляющих веществ, такие как иприт (или HD).
Существование значительных запасов средств военного назначения, способных содержать химические отравляющие или бактериологически активные вещества, и возрастающая угроза террористических акций с использованием взрывных или диспергирующих устройств, содержащих такие токсичные вещества, инициировали поиски эффективных решений для их деконтаминации и/или уничтожения.
Как правило, деконтаминацию отравляющих или бактериологически активных веществ осуществляют восстановлением, окислением или гидролизом.
Существует несколько типов деконтаминирующих композиций. Можно упомянуть, например, щелочные растворы, такие как растворы гидроксида натрия, алканоламинов или аминов или растворы гипохлоритов. Такие растворы обладают недостатком, состоящим в том, что они являются очень агрессивными по отношению к зараженным материалам.
Были рекомендованы и другие композиции, содержащие органическое или неорганическое пероксидное средство, такое как пероксикислота или пероксид, необязательно в комбинации с поверхностно-активным веществом типа четвертичного аммония (FR 2651133 и FR 2676368), комплексообразователем (FR 2766725) или поверхностно-активным веществом, представляющим собой N-оксид амина (FR 2766724).
Также описаны деконтаминирующие композиции, содержащие хлорпроизводные соединения, такие как хлоризоцианураты (WO 00/51687 и DE 1005899), биоциды, включающие в себя производные четвертичного аммония в комбинации с ферментами (WO 01/0056380) или наночастицами гидроксидов и оксидов металлов, в частности щелочных, щелочноземельных и переходных металлов (US 6827766).
В такие деконтаминирующие композиции было предложено вносить пенообразующий агент (US 6376436 и US 2392936).
Во многих случаях очень желательно осуществлять подрыв взрывного или диспергирующего устройства по месту его нахождения, используя детонатор или вспомогательный заряд.
Для ограничения действия взрывной ударной волны было предложено применять пену, способную воспринимать давление, создаваемое взрывной ударной волной (WO 94/00198). Наиболее часто в случае, когда взрывное устройство не может быть транспортировано, его окружают транспортабельной оболочкой (WO 98/56465), такой как, например, палатка из материала Kevlar®, внутреннее пространство которой полностью заполняют пеной, получаемой непосредственно на месте работ за счет диспергирования газового потока в водном растворе композиции, содержащей пенообразующий агент, такой как поверхностно-активное вещество (WO 94/00198).
Такие пенообразующие композиции в общем случае составлены на основе анионных поверхностно-активных веществ. На практике такие анионные поверхностно-активные вещества позволяют получать высокие коэффициенты вспучивания, превосходные вязкоэластичные свойства и стабильность пены, благоприятные для поглощения энергии взрывной ударной волны или "газовой струи".
Желательно иметь возможность располагать пенообразующими композициями, которые были бы также деконтаминирующими, чтобы иметь возможность одновременно обеспечивать разрушение взрывного устройства и деконтаминацию отравляющих веществ, которые могут содержаться в них.
С учетом природы химических реакций, задействованных для обеспечения деконтаминации химических отравляющих веществ (окисление или нуклеофильное замещение), деконтаминирующие средства в общем случае используют в присутствии катионогенных поверхностно-активных веществ. Отравляющие вещества разлагаются по реакции мицеллярного катализа посредством микроэмульсий деконтаминирующих веществ, образующихся в присутствии катионогенного поверхностно-активного вещества. Кроме того, комбинация катионогенных поверхностно-активных веществ и пероксикислот имеет очень широкий спектр деконтаминирующего действия на биологически активные средства (бактерии, вирусы, споры и токсины). К сожалению, катионогенные поверхностно-активные вещества, обладающие высокими критическим мицеллярными концентрациями, сами по себе не являются очень хорошими пенообразующими средствами. Кроме того, их присутствие в пенообразующих композициях, содержащих анионные поверхностно-активных вещества, ведет к образованию гидрофобного электронейтрального комплекса, очень мало растворимого в водной среде, и к дестабилизации пены.
Заявителем найден новый деконтаминирующий раствор, не содержащий катионогенные поверхностно-активные вещества и позволяющий одновременно уменьшать действие ударной волны при взрыве взрывного устройства и обеспечивать деконтаминацию отравляющих и/или бактериологически активных веществ, содержащихся в нем.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор, содержащий в массовых процентах по отношению к общей массе композиции:
- от 0,1 до 20% и предпочтительно от 0,3 до 5% водорастворимого органического или неорганического пероксидного средства, такого как определено далее;
- от 0,05 до 20% и предпочтительно от 0,1 до 5% анионного поверхностно-активного вещества;
- от 0,1 до 20% и предпочтительно от 0,1 до 5% оксида амина;
- от 0 до 5% и предпочтительно от 0,1 до 2% стабилизатора для пероксидного средства;
- от 0 до 10% и предпочтительно от 0,5 до 4% амфотерного поверхностно-активного вещества;
- от 0 до 15% и предпочтительно от 0,1 до 10% щелочного буферного раствора;
- компонент, дополняющий до 100% и представляющий собой воду;
где значение pH данного водного раствора находится в интервале от 7 до 11 и предпочтительно в интервале от 8,0 до 9,5.
Объектом настоящего изобретения является также композиция для получения деконтаминирующего и пенообразующего водного раствора по настоящему изобретению.
Данная композиция содержит любые компоненты, необходимые для получения водного раствора по настоящему изобретению, и необязательно воду в полном или частичном количестве.
В композиции для получения деконтаминирующего и пенообразующего водного раствора по настоящему изобретению пероксидное средство и необязательно стабилизирующий его агент предпочтительно содержатся отдельно от других компонентов. Так, например, данная композиция предпочтительно содержит в отдельных упаковках I и II:
- водорастворимое органическое или неорганическое пероксидное средство и необязательно стабилизатор для данного водорастворимого пероксидного средства, в упаковке I;
- другие компоненты и необязательно воду в полном или частичном количестве, необходимые для получения водного раствора по настоящему изобретению, в упаковке II.
В упаковке II предпочтительно содержатся компоненты, отличающиеся от пероксидного средства и его стабилизатора, в виде концентрированного раствора, причем предельная концентрация ограничена растворимостью компонентов, содержащихся в упаковке II.
В упаковке II вода предпочтительно не содержится или содержится только количестве, необходимом для получения концентрированного раствора других компонентов. Количество воды, требуемой для прибавления, может быть легко определено специалистами в данной области техники в зависимости от растворимости других компонентов.
Водорастворимое органическое или неорганическое пероксидное средство выбирают из таких соединений, как:
- органические пероксикислоты общей формулы R'-CO3H, где R' предпочтительно представляет собой линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 4 и предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, и их соли щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- органические пероксикислоты общей формулы HO3C-R'-CO3H, где R' предпочтительно представляет собой линейный или разветвленный алкилен, содержащий от 1 до 4 и предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, и их соли щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- органические пероксикислоты общей формулы R"-(Ф) (CO3H)n(CO2H)m, где R" представляет собой водород или линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, (Ф) означает бензольное кольцо, n=1 или 2, m=0 или 1, и их соли щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- неорганические пероксиды, выбранные из аддуктов H2O2, соли пероксикислот, неорганические пероксикислоты и их соли щелочных металлов, в частности перкарбонаты, персульфаты натрия, такие как кароат натрия (или оксон), калия и аммония, пероксид мочевины. Данные пероксиды необязательно активируют активатором пероксидирования, выбранным из тетраацетилэтилендиамина (TAED), пентаацетилглюкозы (PAG), тетраацетилгликолурил (TAGU), тетраацетилциануровой кислоты (TACA), α-ацетокси-α-метил-N,N'-(диацетил)малонамида, ацетилсалициловой кислоты (ASA), параацетоксибензолсульфоната натрия (AOBS), диацетилдиметилглиоксима (DDG), этилиденбензоацетата (EBA), фталевого ангидрида (PAN), бензоилимидазола (BID), парабензоксибензолсульфоната натрия (BOBS), нонаноилоксибензолсульфоната натрия (NOBS) и изононаноилоксибензолсульфоната натрия (ISONOBS);
- смеси упомянутых соединений пероксидного средства.
В качестве примеров водорастворимых соединений пероксидного средства, предпочтительно соответствующих целям настоящего изобретения, можно, в частности, упомянуть такие соединения, как:
- перуксусная кислота, перацетат натрия, перпропионовая кислота, пермуравьиная кислота, перпропионат калия;
- гексагидрат моноперфталата магния (MPPM), перфталевая кислота, пербензойная кислота и т.д.;
- кароат натрия, перкарбонат натрия и т.д.
Анионное поверхностно-активное вещество может быть выбрано из соединений анионного типа, таких как:
- водорастворимые алкилбензолсульфонаты с алкильными группами с линейными или разветвленными цепями, содержащими приблизительно от 8 до 16 атомов углерода;
- водорастворимые алкил- или алкенилэфиросульфаты с алкильными или алкенильными группами с линейными или разветвленными цепями, содержащими приблизительно от 10 до 20 и предпочтительно от 12 до 18 атомов углерода и в среднем от 0,5 до 8 и предпочтительно от 2 до 4 моль звеньев (C2-C4)-алкиленоксида, например, этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида или смеси таких алкиленоксидов;
- водорастворимые алкил- или алкенилсульфаты с алкильными или алкенильными группами с линейными или разветвленными цепями, содержащими приблизительно от 10 до 22 и предпочтительно от 12 до 18 атомов углерода;
- водорастворимые моно- или диалкил- или алкенилсульфосукцинаты с алкильными или алкенильными группами с линейными или разветвленными цепями, содержащими приблизительно от 8 до 22 атомов углерода;
- водорастворимые линейные или разветвленные алкил- или алкенилфосфаты, содержащие от 8 до 22 атомов углерода;
- водорастворимые мыла насыщенных или ненасыщенных жирных кислот, содержащих от 8 до 22 атомов углерода;
- водорастворимые альфа-сульфонированные жирные кислоты, содержащие от 8 до 22 атомов углерода, и их сложные эфиры, образующиеся при конденсации с насыщенным или ненасыщенным спиртом, содержащим от 1 до 10 атомов углерода, или с алкиленоксидом, образующимся при конденсации от 1 до 10 этиленоксидных или пропиленоксидных звеньев;
- водорастворимые алкилтаураты и алкилисетионаты, алкильные цепи которых содержит от 8 до 22 атомов углерода;
- водорастворимые сульфаты или сульфонаты N-алкиламидов жирных кислот, содержащих от 8 до 22 атомов углерода, причем атом азота связан с атомами водорода числом от 0 до 2 и насыщенными или ненасыщенными алкильными группами числом от 0 до 2, содержащими от 1 до 6 атомов углерода, или с группой, образующейся при конденсации от 1 до 10 этиленоксидных или пропиленоксидных звеньев;
- водорастворимые алкилбензоилсульфопропионаты с алкильными группами с линейными или разветвленными цепями, содержащими от 8 до 22 атомов углерода;
- водорастворимые сульфонаты или сульфаты сложных эфиров жирных кислот, соответствующие одной из формул, приведенных далее:
R-C(=O)O-R'-SO3-X и R-C(=O)O-R'-SO4-X,
где R представляет собой алкил с линейной или разветвленной цепью, содержащей приблизительно от 8 до 22 атомов углерода, R' представляет собой насыщенный или ненасыщенный алкилен, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, X представляет собой катион щелочного металла, NH4 + или катион (C1-C6)-алканоламина, такого как моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин или изопропаноламин;
- водорастворимые сульфированные алкиловые простые эфиры общей формулы:
R-O-R'-SO3-X,
где R представляет собой алкил с линейной или разветвленной цепью, содержащей приблизительно от 8 до 22 атомов углерода, R' представляет собой насыщенный или ненасыщенный алкилен, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, X представляет собой катион щелочного металла, NH4 + или катион (C1-C6)-алканоламина, такого как моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин или изопропаноламин;
- смеси упомянутых анионных поверхностно-активных веществ.
Данные анионные поверхностно-активные вещества представляют собой вещества анионного типа, которые имеются в торговой сети или могут быть получены традиционными способами, хорошо известными специалистам в данной области техники. В качестве ссылки касательно таких анионных поверхностно-активных веществ можно упомянуть следующие литературные источники:
* M. LINFIELD, "Anionic surfactants" (Coll. Surfactant Science Collection) - Editeur Warner;
* B.R. BLUESTEIN et al., "Amphoteric Surfactants" (Coll. Surfactant Science Collection) - Editeur L. Hiltoy.
Предпочтительно выбирают анионное поверхностно-активное вещество, позволяющее уменьшить поверхностное натяжение воды при 20°C по меньшей мере до 4,0·10-2 Н/м. Пенообразующую способность композиции по настоящему изобретению определяют в испытании по стандарту NF T 73404, называемом также тестом Росса-Майлса.
Композиция может содержать от 0 до 10% и предпочтительно от 0,5 до 4% амфотерного поверхностно-активного вещества, такого как (C8-C18)-алкилбетаины, (C8-C18)-алкилсульфобетаины и (C8-C18)-алкиламфокарбоксиглицинаты или (C8-C18)-алкиламфокарбоксипропионаты или их смеси.
N-оксид амина, использованный в деконтаминирующей и пенообразующей композиции по настоящему изобретению, представляет собой любой N-оксид амина, способный обеспечить мицеллярный катализ в среде композиции. Так, например, реакции окисления и нуклеофильного замещения облегчаются при увеличении поверхности обмена между деконтаминирующей и пенообразующей композицией по настоящему изобретению и отравляющим веществом.
Предназначение N-оксида амина в среде композиции по настоящему изобретению полностью отличается от стабилизирующей функции, описанной в GB 1089997. Было установлено, что использование N-оксида амина в качестве мицеллярного катализатора вместо катионного поверхностно-активного вещества не уменьшает, а, напротив, значительно усиливает пенообразующую способность деконтаминирующей композиции.
N-оксид амина предпочтительно выбирают из таких соединений, как:
• N-оксиды аминов, соответствующие следующим формулам:
где
- R представляет собой линейный или разветвленный алкил или алкенил, содержащий от 8 до 22 атомов углерода, необязательно прерываемой группой -O-C(=O), -O-, -O-NH2- или -O-NR1R2-;
- R3 и R4, являющиеся одинаковыми или различными, представляют собой (C1-C4)-алкилы или группы формулы [(CH2)m-O]n-H, где m и n имеют значения в интервале от 1 до 4;
представляет собой гетероцикл, содержащий от 2 до 6 атомов углерода и по меньшей мере один атом азота.
• смеси упомянутых N-оксидов аминов.
Данные N-оксиды аминов представляют собой N-оксиды аминов, которые имеются в торговой сети или могут быть получены традиционными способами, хорошо известными специалистам в данной области техники, например реакцией окисления третичных аминов соединениями пероксидного средства, например пероксидом водорода. Примеры N-оксидов аминов, соответствующих одной или другой из формул, приведенных выше, представляют собой:
- N-оксид N-лаурилдиметиламина;
- N-оксид лаурилпиридина;
- N-оксид N-цетилдиэтиламина;
- N-оксид октилпиридина;
- N-оксид N-миристилди-(2-гидроксиэтил)амина.
Может быть использован любой щелочной буферный раствор, способный регулировать значение pH композиции по настоящему изобретению в интервале от 7 до 11 и предпочтительно в интервале от 8,0 до 9,5. Щелочной буферный раствор предпочтительно выбирают из карбонатов, бикарбонатов, боратов, силикатов, цитратов, тартратов и фосфатов щелочных или щелочноземельных металлов или их смесей.
Наиболее предпочтительными являются буферные растворы карбоната, бората, фосфата (орто-, пиро- или триполифосфата) и цитрата натрия или калия, в частности растворы карбонатов.
Кроме того, композиция по настоящему изобретению может необязательно содержать один или несколько стабилизаторов для пероксидных средств, таких как:
- органические фосфоновые кислоты и их соли, такие как 1-гидроксиэтилен-1,1-дифосфоновая кислота (HEDP), этилендиаминтетраметиленфосфонат (EDTMP), диэтилентриаминпентаметиленфосфоновая кислота (DTPMP);
- аминополикарбоновые кислоты и их соли, такие как этилендиаминтетрауксусная (EDTA) и диэтилентриаминпентауксусная (DTPA) кислоты;
- лимонная кислота и ее соли;
- 8-гидроксихинолин;
- дипиколиновая кислота и ее соли;
- микроколичества солей коллоидного серебра;
- винная кислота и ее соли;
- комплексообразователи для связывания двух- или трехвалентных металлов.
Необязательно водный раствор по настоящему изобретению может также содержать неионное поверхностно-активное вещество из группы жирных спиртов и этоксилированных жирных спиртов, этоксилированных-пропоксилированных жирных спиртов, амидов жирного ряда, этоксилированных амидов жирного ряда, в частности, диэтаноламиды, алкилполиглюкозиды и т.д.
Водный раствор по настоящему изобретению может содержать также регуляторы вязкости, такие как ксантановая камедь, каррагинан, геллановая камедь, гуаровая камедь, Laponite® (коллоидная глина: силикат Mg, Na и Li), карбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, модифицированный крахмал, полиэтиленгликоль, полиакриловая кислота и полиакрилаты (карбомеры) и т.д., предпочтительно с молекулярная массой в интервале от 400 до 400000 Да.
В заключение, водный раствор по настоящему изобретению может содержать, во всех случаях необязательно, спиртовые или гликолевые растворители, полигликоли, простые гликолевые эфиры, гидротропные вещества (мочевина, этоксилированный фенол, содержащий 3-6 моль этиленоксидных звеньев, кумолсульфонаты, толуолсульфонаты или ксилолсульфонаты щелочных металлов или аммония).
Водные растворы по настоящему изобретению получают перед использованием путем добавления пероксидного средства в водный раствор, содержащий другие компоненты.
Объектом настоящего изобретения является также способ деконтаминации поверхностей, включающий:
1) получение пены из водного раствора по настоящему изобретению;
2) размещение пены в контакте с деконтаминируемой поверхностью в течение несколько минут;
3) сбор отработанной жидкости после оседания пены.
Объектом настоящего изобретения является также способ уничтожения взрывчатых веществ, способных содержать химические отравляющие или бактериологически активные вещества, включающий:
1) получение пены из водного раствора по настоящему изобретению;
2) ограничение взрывчатых веществ для уничтожения в передвижной камере;
3) распыление пены, полученной на стадии 1) в указанную камеру;
4) воспламенение указанных взрывчатых веществ;
5) сбор отработанной жидкости после оседания пены.
Деконтаминирующее действие и пенообразующую способность водных растворов по настоящему изобретению в отношении отравляющих веществ военного назначения оценивали на имитаторах отравляющих веществ, а именно на имитаторах иприта, VX-газов и продуктов G.
Такие имитаторы отравляющих веществ представляют собой соединения, обладающие меньшей токсичностью, но имеющие химическую структуру и реакционную способность, достоверно эквивалентные таким показателям реальных отравляющих веществ.
Имитатор иприта (HD)
Имитатор иприта (HD)
Данное соединение, предложенное в качестве имитатора, представляет собой хлорэтилфенилэтилсульфид (ср. с ипритом: ClCH2CH2SCH2CH2Cl) и характеризуется:
- наличием атома серы;
- наличием атома Cl в β-положении относительно атома серы для имитации образования промежуточного сульфония.
Как и иприт, данное соединение в общем случае разрушается окислением; причем атом серы окисляется сначала с образованием хлорсульфоксида, а затем хлорсульфона; при этом винилсульфон образуется в щелочной среде согласно приведенной далее схеме реакции, где R=фенетил:
| [окисление] | [окисление] | [основание] |
| RSCH2CH2Cl → RS(O)CH2CH2Cl → RS(O)2CH2CH2Cl → RS(O)2CH=CH2 |
Ход реакции контролировали посредством газотвердофазной и тонкослойной хроматографии.
Имитатор VX-газов
Имитатор VX-газов
Данное соединение, такое как его гомолог, фторированный в пара-положении, представляет собой хороший имитатор VX-газов: CH3CH2-O-P(O)(CH3)S-CH2CH2-N(iPr)2, в частности, в силу наличия β-аминотиольной группы. На практике окисление должно затрагивать серу и не вызывать образования N-оксида (очень токсичного).
Как и VX-газы, такое соединение разрушают в щелочной среде или в присутствии кислоты-окислителя, получая при этом как дисульфид, так и сульфоновую кислоту.
Ход реакции во времени контролировали посредством ТСХ (при проявлении иодом).
Имитатор продуктов G
Параоксон
Соединение представляет собой коммерческий инсектицид и является превосходным имитатором продуктов G.
Такие соединения в общем случае разрушают реакцией нуклеофильного замещения фтора (зарин, зоман) или цианогруппы (табун):
| (iPr-O)MeP(O)-F | зарин |
| t-BuCH(Me)OP(O)-F | зоман |
| Me2N(EtO)P(O)-CN | табун |
Ход реакции контролировали посредством газовой хроматографии (после экстракции смесью "этилацетат/гексан").
Настоящее изобретение далее более подробно поясняется неограничительными иллюстративными примерами.
ПРИМЕР 1. Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор
В сосуде смешивали пероксидное средство с другими компонентами и водой для получения водного раствора следующего состава:
| перуксусная кислота (37%) | 2,50% |
| N-оксид N-лаурилдиметиламина (30%) | 3,00% |
| Na2CO3 | 3,50% |
| DTPMPNa (30%) | 4,00% |
| лаурилсульфат натрия | 0,30% |
| лаурилсульфосукцинат простого эфира жирного спирта | 0,20% |
| вода | 83,00% |
Значение pH раствора составило 8,2.
ПРИМЕР 2. Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор
В сосуде смешивали пероксидное средство с другими компонентами и водой для получения водного раствора следующего состава:
| перуксусная кислота (37%) | 3,00% |
| N-оксид N-лаурилпиридина | 2,00% |
| дисиликат Na | 5,50% |
| HEDPNa (30%) | 1,00% |
| лаурилэфиросульфат Na (28%) | 8,00% |
| вода | 80,50% |
Значение pH раствора составило 9.
ПРИМЕР 3. Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор
В сосуде смешивали пероксидное средство с другими компонентами и водой для получения водного раствора следующего состава:
| MPPM | 12,00% |
| N-оксид N-цетилдиэтиламина | 7,00% |
| K2CO3 | 3,50% |
| цитрат Na | 6,00% |
| лаурилсульфат триэтаноламина | 0,30% |
| вода | 68,50% |
Значение pH раствора составило 8,5.
Сравнительные испытания
В данных испытаниях сравнивали водные растворы по настоящему изобретению, описанные в примерах 1-3, с описанной далее традиционной деконтаминирующей композицией A, к которой была прибавлена пенообразующая композиция B.
Методика определения химической деконтаминации имитаторов HD и VX-газов
5 г деконтаминирующего и пенообразующего водного раствора по настоящему изобретению пипеткой наносили на стеклянную пластину, покрытую имитаторами HD или VX-газов в реакторе производства компании Sovirel.
Смесь в реакторе перемешивали в течение 20 минут, а затем реакцию окисления останавливали прибавлением 2 мл тиосульфата.
Затем осуществляли экстракцию (имитатора и его метаболитов, оставшихся на пластине) смесью "этилацетат/циклогексан" (50/50).
Анализ остаточной химической смеси (имитатор + метаболиты) осуществляли газовой CPG (колонка Silicone SE) и тонкослойной хроматографией.
Методика определения химической деконтаминации имитатора продуктов G
5 г деконтаминирующего и пенообразующего водного раствора наносили на имитатор соединения G в реакторе производства компании Sovirel.
Затем реактор помещали на вибропластину и перемешивали с максимальной частотой в течение 20 мин.
Далее в реактор вносили 10,0 мл раствора внутреннего стандарта (0,1%-й раствор дибутилсебацината в смеси "этилацетат/гексан" (50/50)).
Реактор закрывали и перемешивали вручную в течение 10 с. Верхнюю органическую фракцию сразу переносили в другой реактор вместимостью 25 мл, содержащий сульфат Na, и вводили в газовый хроматограф CPG со стеклянной колонкой OV1.
Полученные результаты представлены в приведенной далее таблице I.
| Таблица I | |||||
| Пенообразующая способность (тест Росса-Майлса - ISO 696) | Степень деконтаминации через 60 минут | ||||
| Раствор | Время, мин | Высота пены, мл | Имитатор HD | Имитатор VX-газов | Имитатор продукта G (параоксон) |
| Пример 1 | 0 | 470 | |||
| 3 | 415 | ||||
| 5 | 400 | ||||
| 10 | 400 | ||||
| 20 | 400 | ||||
| 30 | 390 | ||||
| 60 | 100% | 90% | 80% | ||
| Пример 2 | 0 | 410 | |||
| 3 | 390 | ||||
| 5 | 380 | ||||
| 10 | 380 | ||||
| 20 | 380 | ||||
| 30 | 380 | ||||
| 60 | 100% | 90% | 80% | ||
| Пример 3 | 0 | 440 | |||
| 3 | 415 | ||||
| 5 | 400 | ||||
| 10 | 390 | ||||
| 20 | 380 | ||||
| 30 | 370 | ||||
| 60 | 90% | 80% | 70% | ||
| Деконтаминирующий раствор A (17%) + пенообразующий раствор B (4%) + деминерализованная вода до 100% | 0 | 320 | |||
| 3 | 290 | ||||
| 5 | 270 | ||||
| 10 | 260 | ||||
| 20 | 150 | ||||
| 30 | 60 | ||||
| 60 | 30% | 40% | 40% | ||
| Вещество | Функция | Содержание, % масс. | |||
| Традиционный деконтаминирующий раствор A | Монопероксифталат магния ×6H2O (MPPM) | Пероксидант | 47,0 | ||
| Хлорид миристалкония | Мицеллярный катализатор | 8,0 | |||
| Na2CO3 | Регулятор pH | 18,0 | |||
| NaOH | Подщелачивающее средство | 3,0 | |||
| Глюконат натрия | Стабилизатор | 24,0 | |||
| Пенообразующий раствор B | Лаурилсульфат триэтаноламина | Пенообразующее анионное поверхностно-активное вещество | 12,0 |
1. Деконтаминирующий и пенообразующий водный раствор, отличающийся тем, что содержит в массовых процентах по отношению к общей массе композиции:
- от 0,1 до 20% водорастворимого органического или неорганического пероксидного средства;
- от 0,05 до 20% анионного поверхностно-активного вещества;
- от 0,1 до 20% оксида амина;
- от 0 до 5% стабилизатора для пероксидного средства;
- от 0 до 10% амфотерного поверхностно-активного вещества;
- от 0 до 15% щелочного буферного раствора;
- компонента, дополняющего до 100% и представляющего собой воду;
где водорастворимое органическое или неорганическое пероксидное средство выбирают из:
- органических пероксикислот общей формулы R'-СО3Н, где R' представляет линейный или разветвленный алкил, содержащий от 1 до 4 и, предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- органических пероксикислот общей формулы НО3С-R'-СО3Н, где R' представляет собой линейный или разветвленный алкилен, содержащий от 1 до 4 и, предпочтительно, от 1 до 3 атомов углерода, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- органических пероксикислот общей формулы R"-(Ф) (СО3Н)n(CO2H)m, где R" представляет собой водород или линейный или разветвленный алкилен, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, (Ф) представляет собой бензольное кольцо, n=1 или 2, m=0 или 1, и их солей щелочных и щелочноземельных металлов, аммония или гидроксиламинов;
- неорганических пероксидов, выбранных из аддуктов Н2О2, солей пероксикислот, неорганических пероксикислот и их солей щелочных металлов;
- смесей упомянутых пероксидных соединений;
где значение рН данного водного раствора находится в интервале от 7 до 11.
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что значение рН находится в интервале от 8,0 до 9,5.
3. Раствор по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит в массовых процентах по отношению к общей массе композиции:
- от 0,3 до 5% водорастворимого органического или неорганического пероксидного средства;
- от 0,1 до 5% анионного поверхностно-активного вещества;
- от 0,5 до 4% амфотерного поверхностно-активного вещества;
- от 0,1 до 5% оксида амина;
- от 0,1 до 2% стабилизатора для пероксидного средства;
- от 0 до 10% щелочного буферного раствора;
- компонента, дополняющего до 100% и представляющего собой воду.
4. Раствор по п.1 или 2, отличающийся тем, что оксид амина выбирают из:
где R представляет собой линейный или разветвленный алкил или алкенил, содержащий от 8 до 22 атомов углерода, необязательно прерываемой группой -O-С(=O), -O-, -O-NH2- или -O-NR1R2-;
- R3 и R4, являющиеся одинаковыми или различными, представляют собой (С1-С4)-алкил или группу формулы [(CH2)m-O]n-H, где m и n имеют значения в интервале от 1 до 4;
представляет собой гетероцикл, содержащий от 2 до 6 атомов углерода и по меньшей мере один атом азота.
5. Раствор по п.4, отличающийся тем, что оксид амина представляет собой:
- N-оксид N-лаурилдиметиламина;
- N-оксид лаурилпиридина;
- N-оксид N-цетилдиэтиламина;
- N-оксид октилпиридина;
- N-оксид N-миристилди-(2-гидроксиэтил)амина.
6. Раствор по п.1, отличающийся тем, что пероксидное средство представляет собой:
- перуксусную кислоту, перацетат натрия, перпропионовую кислоту, пермуравьиную кислоту, перпропионат калия;
- гексагидрат моноперфталата магния (МРРМ), перфталевую кислоту, пербензойную кислоту;
- кароат натрия, перкарбонат натрия.
7. Раствор по п.1 или 2, отличающийся тем, что анионное поверхностно-активное вещество выбирают из (С12-С18)-алкилсульфатов, (C12-C18)-алкилэфиросульфатов, содержащих от 2 до 4 моль звеньев (С2-С4)-алкиленоксида, алкилсульфосукцинатов, (C8-C16)-алкилбензолсульфонатов.
8. Композиция для получения деконтаминирующего и пенообразующего водного раствора по любому из пп.1-7.
9. Композиция по п.8, отличающаяся тем, что содержит в отдельных упаковках I и II:
- водорастворимое органическое или неорганическое пероксидное средство и необязательно стабилизатор для данного водорастворимого пероксидного средства в упаковке I;
- другие компоненты в упаковке II и необязательно воду в полном или частичном количестве, необходимые для получения водного раствора по любому из пп.1-7.
10. Применение водного раствора по любому из пп.1-7 для деконтаминации диспергирующих систем и взрывчатых веществ, способных содержать химические отравляющие или бактериологически активные вещества.
11. Способ деконтаминации поверхностей, отличающийся тем, что включает:
1) получение пены из водного раствора по любому из пп.1-7;
2) размещение пены в контакт с деконтаминируемой поверхностью в течение несколько минут;
3) сбор отработанной жидкости после оседания пены.
12. Способ уничтожения взрывчатых веществ, содержащих химические отравляющие или бактериологически активные вещества, отличающийся тем, что включает:
1) получение пены из водного раствора по любому из пп.1-7;
2) ограничение взрывчатых веществ для уничтожения в передвижной камере;
3) распыление пены, полученной на стадии 1) в указанную камеру;
4) воспламенение взрывчатых веществ для уничтожения;
5) сбор отработанной жидкости после оседания пены.
