WOJSKOWY INSTYTUT CHEMII I RADIOMETRII

Transkrypt

1 Ośrodek Naukowej Informacji Wojskowej ISSN X BIULETYN 1(41) 2011 WARSZAWA 2011

2 KOMITET REDAKCYJNY PRZEWODNICZĄCY: ZASTĘPCA: CZŁONKOWIE: dr inż. Roman JÓŹWIK płk dr inż. Grzegorz NYSZKO mgr Grażyna LISZEWSKA-GACH (redaktor) mgr inż. Krzysztof MAJEWSKI mjr mgr inż. Paweł CZERWIŃSKI mjr mgr inż. Radosław SZMIGIELSKI ppłk dr inż. Arkadiusz MAZIERSKI ppłk mgr inż. Michał CEREMUGA dr inż. Mirosław MAZIEJUK Adres redakcji: Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii Warszawa al. gen. Antoniego Chruściela Montera 105

3 Biuletyn WIChiR 1(41)2011 SPIS TREŚCI T. NALEPA, S. POPIEL: Badanie reakcji iperytu siarkowego z alkoholami alifatycznymi za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrem emisji atomowej (GC-AED) E. DANILUK, Z. WERTEJUK, G. NYSZKO, A. MAZIERSKI: Modernizacja środków dymnych jednorazowego użytku w celu zwiększenia skuteczności maskowania w podczerwieni na przykładzie ręcznego granatu dymnego RGD-3 A. TERER-ŁABUDZIŃSKA, M. WIKTORKO, K. WERTEJUK, J. MATEJA: Generacja BST z roztworu n-dodekanu, heksadekanu i oktadekanu na przykładzie iperytu siarkowego M. RAJKIEWICZ, K. MAJEWSKI, G. NYSZKO, Z. WERTEJUK, Z. WERTEJUK: Nanokompozyty polimerowe i elastomerowe A. SPŁAWSKA, M. SZYPOSZYŃSKA, D. MIROSZ, K. TRUSZKOWSKA, M. STELA, M. CEREMUGA: Wykorzystanie chromatografii fazowej i cieczowej jako metod analizy olejów transformatorowych na obecność pochodnych furanu Strona B. KOT: Kierunki zmian w sprzęcie obrony przed bronią masowego rażenia P. KOT, A. KORZA-MOĆKO: Oznaczanie zawartości PCDD/F metodą wysokorozdzielczej spektrometrii masowej HRGC/HRMS z wykorzystaniem dozownika z programowalną temperaturą odparowania próbki (PTV) M. MAZIEJUK, M. CEREMUGA, J. SICZEK: Wykrywanie skażeń chemicznych na samojezdnej platformie straży pożarnej D. M. BIELIŃSKI, J. KLECZEWSKA, K. MAJEWSKI: Mikromechaniczna charakterystyka warstwy wierzchniej materiałów polimerowych W. LISOWSKI, W. TYSZKIEWICZ, E. FURTAK, A. CHODOROWSKA: Praktyczne zastosowania enzymów hydrolizujących toksyczne związki fosforoorganiczne E. FURTAK, W. TYSZKIEWICZ, Z. WERTEJUK: Badanie właściwości antydrobnoustrojowych olejków eterycznych P. RYTEL, R. SZMIGIELSKI, Ł. OSUCHOWSKI, K. JÓŹWIK, D. KAMIONEK: Badanie wpływu stopniowego zapełniania złoża na parametry impulsów CO 2 Ł. OSUCHOWSKI, R. SZMIGIELSKI, P. RYTEL, K. JÓŹWIK, D. KAMIONEK: Optymalizacja położenia wskaźnika ESLI (End of Service Life Indicator) w złożu węglowym A. MAZIERSKI, P. FURTAK, M. NATORA: Zabezpieczenie budynków administracji w systemy ochrony przed działaniami terrorystycznymi. Analiza zjawiska i potencjalnych zagrożeń W. MARCINIAK, J. PIRSZEL, E. KUŹNIA, P. CZERWIŃSKI: Przydatność wybranych procesów do likwidacji skażeń obiektów specjalnych, aparatury i wnętrz techniki wojskowej W. MARCINIAK, J. PIRSZEL, E. KUŹNIA, P. CZERWIŃSKI: Badania nad technologią usuwania skażonych sorbentów

4 Tomasz NALEPA 1 Wydział Bezpieczeństwa Narodowego, Akademia Obrony Narodowej National Defence University, National Security Faculty Stanisław POPIEL Zakład Chemii, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia Techniczna Military University of Technology, The Department of New Technologies and the Chemistry, Institution of Chemistry BADANIE REAKCJI IPERYTU SIARKOWEGO Z ALKOHOLAMI ALIFATYCZNYMI ZA POMOCĄ CHROMATOGRAFII GAZOWEJ SPRZĘŻONEJ ZE SPEKTROMETREM EMISJI ATOMOWEJ (GC-AED) Streszczenie: Zbadano produkty reakcji iperytu siarkowego z alkoholem metylowym i etylowym. Analiza produktów została wykonana za pomocą chromatografii gazowej z detektorem emisji atomowej (GC-AED). Zaproponowano prawdopodobny mechanizm produktów reakcji alkoholi z iperytem siarkowym. Słowa kluczowe: iperyt siarkowy, chromatografia gazowa, detektor emisji atomowej, odkażalnik, alkohole alifatyczne THE INVESTIGATION OF REACTION OF SULFURIC YPERITE WITH ALIPHATIC ALCOHOLS WHICH IS EXECUTED WITH HELP OF GAS CHROMATOGRAPHY COUPLING WITH ATOMIC EMISSION DETECTOR (GC-AED) Abstract: The products of reaction of sulfuric yperite were examined with methanol and ethanol. The analysis of products was executed with help of gas chromatography with Atomic Emission Detector (GC - AED). The probable mechanism of products of reaction alcohols was proposed with sulfuric yperite. Key words: sulphur mustard, gas chromatography, Atomic Emission Detector, decontaminator, aliphatic alcohols 1. Wstęp Substancje stosowane do detoksykacji iperytu dzieli się na trzy grupy: (I) zasadowe, (II) chlorujące i (III) utleniające, przy czym niektóre z nich wykazują działanie łączne (np. chlorująco-utleniające). Z grupy odkażalników zasadowych znaczenie praktyczne mają alkoholany (np. etanolan sodu), alkoksyalkoholany (np. 2-etoksyetanolan sodu) i aminoalkoholany (np. aminomonoetanolan sodu) oraz aminy alifatyczne (np. monoetanoloamina lub dietylenotriamina). Substancje te zostały wykorzystane w odkażalnikach ORO i C9. Skład bezwodnych odkażalników zasadowych, stosowanych do odkażania iperytu, zestawiono w tabeli 1. 1 Corresponding author: Tel , fax: , address: t.nalepa@aon.edu.pl

5 Tab. 1. Składniki zasadowych odkażalników iperytu Składnik Mieszanina odkażająca C9 ORO Etanolan sodu - X Etanol - X 2-Etoksyetanolan sodu X - 2-Etoksyetanol X - Aminomonoetanolan sodu X X Monoetanoloamina X X Dietylenotriamina - X Odpowiednikiem ORO w armii USA jest odkażalnik o symbolu DS2.W pracy badano m.in. oddziaływanie iperytu siarkowego z odkażalnikami organicznymi typu ORO i C9. Alkohole są dobrymi rozpuszczalnikami wielu substancji organicznych i to jest jedną z przyczyn, że wchodzą one w skład odkażalników, np. etanol jest stosowany w odkażalniku ORO a 2-etoksyetanol w odkażalniku C9. Alkohol tert-butylowy znalazł zastosowanie jako dodatek do mieszaniny nadtlenku wodoru (rozpuszczalnik systemowy), wykorzystywanej w postaci pary, do odkażania skażonych powierzchni bojowymi środkami trującymi (BST) i bojowymi środkami biologicznymi (BSB). Alkohole są nie tylko rozpuszczalnikami, ale oddziaływują także chemicznie ze środkami trującymi. Dlatego w procesie odkażania przy użyciu odkażalników ORO i C9 należy uwzględnić wpływ alkoholi na ten proces. W pracy do badań zastosowano roztwory iperytu siarkowego o stężeniu wynoszącym 0,008 mmol/ml alkoholu w następujących alkoholach alifatycznych: metanolu, etanolu, propanolu, butanolu, pentanolu, heksanolu, heptanolu i oktanolu. Założono, że tak małe stężenie iperytu pozwoli na szybkie jego przemiany w badanych alkoholach, które nie są silnymi nukleofilami w porównaniu do odpowiednich alkoholanów. Stwierdzono, że reakcja iperytu z alkoholami zachodzi stopniowo. W cząsteczce iperytu najpierw jeden atom chloru a następnie drugi jest podstawiany alkoksylem. W wyniku tego w początkowym okresie reakcji istnieją obok iperytu dwa produkty jego przemiany. W przypadku metanolu następuje całkowita przemiana iperytu w jego pochodne dialkoksylowe. Celem niniejszej pracy było zbadanie zachowania się iperytu siarkowego w alkoholach alifatycznych w dłuższym czasie oraz określenie produktów jego przemian.

6 Ewa DANILUK Zbigniew WERTEJUK Grzegorz NYSZKO Arkadiusz MAZIERSKI Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii MODERNIZACJA ŚRODKÓW DYMNYCH JEDNORAZOWEGO UŻYTKU W CELU ZWIĘKSZENIA SKUTECZNOŚCI MASKOWANIA W PODCZERWIENI NA PRZYKŁADZIE RĘCZNEGO GRANATU DYMNEGO RGD-3 Streszczenie Autorzy artykułu we wstępie przedstawili zagadnienia związane ze stosowaniem zasłon mutispektralnych na współczesnym polu walki. Podano również niektóre parametry taktyczno -techniczne nowych środków dymnych o zwiększonej skuteczności maskowania w zakresie podczerwieni. W dalszej części artykułu opisano pracę wykonaną w ramach projektu celowego, dotyczącą modernizacji ręcznego granatu dymnego w aspekcie polepszenia właściwości maskujących w podczerwieni. 1. Wstęp Zasłony multispektralne są to układy aerodyspersyjne, które powstają poprzez rozprzestrzenienie w powietrzu cząstek o właściwościach emisyjnych, absorpcyjnych i/lub rozpraszających promieniowanie elektromagnetyczne w szerokim zakresie od ultrafioletu do zakresu mikrofal. Zasłony takie mogą być wytwarzane na drodze spalania mieszanek pirotechnicznych oraz rozproszenia poprzez wybuch lub wydmuch określonej ilości cząstek o odpowiednich właściwościach fizykochemicznych. Z praktycznego punktu widzenia zakres promieniowania od 0,4 do 3 µm (czyli światło widzialne i bliska podczerwień) jest stosunkowo łatwy do zamaskowania ręcznymi środkami dymnymi obecnie powszechnie stosowanymi w SZRP (Siły Zbrojne Rzeczypospolitej Polskiej). Natomiast środki dymne do maskowania w dalszej podczerwieni wymagają generowania do atmosfery substancji zmniejszających transmisję promieniowania osłanianego obiektu (w zakresie 3-12 µm) lub wytworzenia temperatury wyższej (porównywalnej) od temperatury tego obiektu. W szczególności należy to osiągnąć w tzw. oknach atmosferycznych charakterystycznych dla pracy środków rozpoznania, czyli w zakresie średniej podczerwieni (od 3 do 5 µm) i dalekiej podczerwieni (od 8 do 12 µm). Zmniejszenie transmisji promieniowania od maskowanych obiektów można osiągnąć poprzez generowanie układów aerodyspersyjnych zawierających odpowiednią ilość i koncentrację cząstek o średnicy zbliżonej do długości fali. Istotne znaczenie posiada również zdolność do absorpcji przez generowane cząstki określonych długości fal promieniowania elektromagnetycznego. Kolejnym zjawiskiem zachodzącym w układzie aerodyspersyjnym, które sprzyja procesowi maskowania obiektów w zakresie średniej i dalekiej podczerwieni jest wytwarzanie strefy dymu gorącego, emitującego większe promieniowanie niż promieniowanie obiektu osłanianego. Głównymi parametrami zasłon aerodyspersyjnych są czas maskowania i wielkość zasłony dla założonego zakresu promieniowania elektromagnetycznego. Czas maskowania zależy od czasu intensywnego dymienia i/lub czasu trwania układu aerodyspersyjnego. Dla zakresu widzialnego zasłony dymne mogą skutecznie maskować po zakończeniu intensywnego dymienia (utrzymywanie się dymu w odpowiednim stężeniu przez dłuższy czas zależy od warunków terenowo-pogodowych).

7 W przypadku promieniowania podczerwonego, odpowiednią do wymagań skuteczność maskowania można osiągnąć jedynie w czasie intensywnego dymienia środka dymnego. W ostatnich latach w Wojskowym Instytucie Chemii i Radiometrii, we współpracy z zakładami przemysłowymi, opracowano środki dymne generujące zasłony multispektralne, skutecznie maskujące w zakresie 0,4 12 µm, które stanowią zamienniki (podobna technologia i zastosowanie) środków dymnych dotychczas używanych w SZRP. W tabeli 1 podano parametry taktyczno-techniczne środków dymnych wdrożonych (lub będących na etapie wdrażania) do SZRP wytwarzających multispektralne zasłony dymne. Tabela 1 Nazwa parametru Świeca dymna DM-2B Ręczny granat dymny RGD-3 Czołgowy granat dymny WGD-2M Czas dymienia intensywnego ponad 80 s ponad 40 s ok.20s *) Sposób generacji dymu spalanie w korpusie spalanie w korpusie wybuch Masa mieszanki 2000 g 450 g ok.500 g Substancja bazowa sześciochloroetan sześciochloroetan czerwony fosfor Wielkość zasłony dymnej długość 80 m promieniowanie widzialne 20 m podczerwień długość 40 m promieniowanie widzialne 10 m podczerwień powierzchnia 100 m 2 promieniowanie widzialne i podczerwień *) przy generacji wybuchowej maskowanie w dalekiej podczerwieni jest krótsze niż w świetle widzialnym i wynosi ok. 7 s. Powyżej wymienione środki dymne zostały opracowane na bazie nowych materiałów dymotwórczych przy zachowaniu dotychczasowej technologii ich wykonania.

8 Agnieszka TETER-ŁABUDZIŃSKA Michał WIKTORKO Katarzyna WERTEJUK Jerzy MATEJA Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii GENERACJA BST Z ROZTWORU N-DODEKANU, HEKSADEKANU I OKTADEKANU NA PRZYKŁADZIE IPERYTU SIARKOWEGO Streszczenie W opracowaniu przedstawiono wyniki badań stabilności generowanych stężeń iperytu siarkowego w czasie, z zastosowaniem nowej metody generacji z roztworu w układach HD-n-dodekan, HD-heksadekan, HD-oktadekan. Przeprowadzone badania wykazały wysoką stabilność nowego układu generacyjnego w porównaniu do układu generacyjnego opartego na kapilarze, oraz pozwoliły wybrać najbardziej odpowiedni do tego celu roztwór roboczy. GENERATION OF WARFARE AGENTS FROM N-DODECANE, HEKSADECANE AND OCTADECANE SOLVENTS EXEMPLIFIED MUSTARD GAS (HD) Abstract New method of standard air-mustard gas (HD) mixtures generation from n-dodecane, heksadecane and octadecane solvent is described. New method proved high stability of generated concentration HD in time, in comparison to capillary method. Experiments allowed selection of organic solvent for best stability of HD vapors generation. 1. Wstęp Wcześniejsze badania, nad alternatywnymi metodami generacji bojowych środków trujących wypadły bardzo obiecująco. Wykonano wówczas badania polegające na generacji par iperytu siarkowego z układu HD - n-dodekan. W ramach usprawnienia metody generacji par BST przebadano układ z zastosowaniem wielowęglowych węglowodorów alifatycznych takich jak: heksadekan, oktadekan, n-dodekan pełniących rolę roztworu roboczego.

9 Maria RAJKIEWICZ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Oddział Zamiejscowy Elastomerów i Technologii Gumy Piastów Krzysztof MAJEWSKI Grzegorz NYSZKO Zbigniew WERTEJUK Zofia WERTEJUK Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii, Warszawa NANOKOMPOZYTY POLIMEROWE I ELASTOMEROWE Streszczenie W artykule przedstawiono stan wiedzy na temat nanokompozytów polimerowych i elastomerowych oraz metod ich otrzymywania. Nanokompozyty polimerowe o znacznie lepszych właściwościach mechanicznych, barierowych i termicznych powinny zastąpić tradycyjne tworzywa sztuczne poszerzając ich zakres aplikacji. Przedstawiono możliwość zastosowania nanokompozytów elastomerowych zawierających montmorillonit jako materiałów o bardzo dobrych właściwościach barierowych wobec toksycznych substancji przemysłowych i bojowych środków trujących. Słowa kluczowe: nanokompozyty elastomerowe, polimerowe, materiały barierowe. 1. Wprowadzenie Nanotechnologia uważana jest za klucz do technologii XXI wieku. Coraz więcej ośrodków na świecie prowadzi badania dotyczące oddziaływań międzyfazowych pomiędzy polimerową matrycą a cząstkami nanonapełniaczy oraz właściwości nanokompozytów. W wielu światowych instytucjach naukowych i fabrykach powstają w oparciu o nanotechnologię nowe produkty o wielorakich zastosowaniach. W ostatnich latach powstaje coraz więcej publikacji dotyczących nanokompozytów polimerowych, zarówno w oparciu o dostępne źródła literaturowe, jak i wyniki prowadzonych w kraju i na świecie prac badawczych. Rozwój nanomateriałów jest podstawą produkcji wielu różnorodnych wyrobów takich jak: nośniki danych wysokiej gęstości w elektronice, elementy diagnostyczne w medycynie, transparentne osłony przeciwsłoneczne, ubrania odporne na zabrudzenie, odporne na zużycie wykładziny podłogowe, paliwooszczędne komponenty dla motoryzacji, lakiery samochodowe i podłogowe odporne na zarysowanie, udoskonalony papier czy farby dla poligrafii [1]. Zainteresowanie syntezą nanokompozytów polimerowych związane jest niewątpliwie z korzystnymi właściwościami tych materiałów: znacznym polepszeniem właściwości mechanicznych, zwiększoną barierowością, zwiększoną stabilnością termiczną w porównaniu do polimerów z napełniaczami konwencjonalnymi. W związku z tym wiele dużych firm podejmuje badania w zakresie nanotechnologii samodzielnie bądź też we współpracy z instytucjami naukowobadawczymi. Coraz więcej projektów jest finansowanych przez rządu USA, Japonii oraz przez UE, umożliwiając w ten sposób otrzymywanie niestosowanych dotąd wyrobów o bardzo cennych właściwościach użytkowych.

10 Aleksandra SPŁAWSKA Monika SZYPOSZYŃSKA Danuta MIROSZ Katarzyna TRUSZKOWSKA Maksymilian STELA Michał CEREMUGA Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii WYKORZYSTANIE CHROMATOGRAFII GAZOWEJ I CIECZOWEJ JAKO METOD ANALIZY OLEJÓW TRANSFORMATOROWYCH NA OBECNOŚĆ POCHODNYCH FURANU 1. Wstęp Transformatory są elementami elektroenergetycznych sieci przesyłowych i rozdzielczych, za pomocą których energia elektryczna rozprowadzana jest do miejsc jej zapotrzebowania. Wykorzystuje się w nich zjawisko indukcji elektromagnetycznej, umożliwiające przenoszenie energii (sygnału) z jednego obwodu elektrycznego do drugiego. Powszechność zastosowań transformatorów wynika przede wszystkim stąd, że odbiorcami energii elektrycznej są urządzenia wykorzystywane we wszystkich dziedzinach gospodarki (w przemyśle, rolnictwie, transporcie, w gospodarstwach domowych, itp.). Niestety, nie są to urządzenia absolutnie niezawodne; zdarzają się, na szczęście nieliczne awarie, którym zwykle towarzyszą pożary. Wiąże się to ze znacznymi stratami materialnymi, a także zanieczyszczeniem środowiska tlenkiem węgla, tlenkami azotu i siarki oraz wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi. Transformatory starszej generacji (pozostające nadal w eksploatacji) zawierają polichlorowane bifenyle, których spalanie prowadzić może do skażenia atmosfery bardzo toksycznymi związkami z grupy polichlorowanych dibenzodioksyn lub dibenzofuranów. Istotnym następstwem awarii transformatorów jest również niebezpieczeństwo pośredniego zanieczyszczenia środowiska wskutek przerwania procesów technologicznych (spowodowanych brakiem dopływu prądu) w niektórych zakładach chemicznych. Awarie transformatorów spowodowane są nie tylko przyczynami o charakterze losowym; dochodzi do nich również wskutek błędów eksploatacyjnych, co wskazuje na ciągła potrzebę doskonalenia metod oceny ich parametrów technicznych. Do najważniejszych z nich zalicza się stopień zestarzenia izolacji. Ocena tego parametru zawiera się w zbiorze zadań o charakterze analitycznym i dotyczy pomiarów pośrednich, ponieważ materiał badawczy (izolacja) nie jest dostępny podczas pracy transformatora. Zapobieganie awariom wysokoenergetycznych transformatorów olejowych, stanowiące przedmiot pracy, dotyczy tego właśnie fragmentu zadań eksploatacyjnych. Podjęto próbę opracowania metody oceny stopnia zestarzenia izolacji celulozowej z wykorzystaniem dwóch technik analitycznych: chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC/MS) oraz chromatografii cieczowej z detektorem DAD (LC-DAD). Badano możliwość zastosowania tych technik analitycznych do pomiaru stężenia wybranych pochodnych furanu w oleju stanowiącym izolacyjno-chłodniczy element transformatora.

11 Były to: 2-furfural, 5-hydroksymetyI-2-furfural, 5-metyI-2-furfural, 2-acetylofurfural i 2-furfurol. Zgodnie z doniesieniami literaturowymi wzrost stężenia ww. związków w oleju jest odzwierciedleniem stopnia zestarzenia izolacji celulozowej. Zebrano podstawowe informacje o elementach transformatora związanych bezpośrednio z przedmiotem badań (dotyczą one izolacji celulozowej i olejów wykorzystywanych w transformatorach) oraz o aparaturze stosowanej w naszym laboratorium i zastosowanej w badaniach.

12 Bogusław KOT Szefostwo Obrony Przed Bronią Masowego Rażenia KIERUNKI ZMIAN W SPRZĘCIE OBRONY PRZED BRONIĄ MASOWEGO RAŻENIA Znaczące przeobrażenia jakie nastąpiły w ostatnich latach w Siłach Zbrojnych RP, jak również wzrost zagrożenia związanego z ewentualnością użycia broni masowego rażenia w aktach terrorystycznych, wymuszają dokonanie stosownych zmian w Systemie Obrony Przed Bronią Masowego Rażenia (OPBMR). Jednym z obszarów decydującym o skuteczności realizowanych przedsięwzięć OPBMR jest nowoczesny sprzęt wykorzystujący najnowocześniejsze technologie stosowane w procesach rozpoznania, likwidacji oraz ochrony przed skażeniami.

13 Piotr KOT Anna KORZA-MOCKO Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PCDD/F METODĄ WYSOKOROZDZIELCZEJ SPEKTROMETRII MASOWEJ HRGC/HRMS Z WYKORZYSTANIEM DOZOWNIKA Z PROGRAMOWALNĄ TEMPERATURĄ ODPAROWANIA PRÓBKI (PTV) 1. Wstęp Dioksyny i furany to uproszczone nazwy grupy chlorowcopochodnych związków organicznych, których emisja do atmosfery oraz sposób powstawania, poza jednym przypadkiem, spowodowana jest wyłącznie działalnością człowieka. Związki te występują na ziemi w śladowych ilościach jako produkt spalania drewna. Pozostałe przypadki są efektem działalności ludzi. Pełna nazwa tych związków to polichlorowane dibenzoparadioksyny i polichlorowane dibenzofurany. W literaturze stosowany jest skrót PCDD i PCDF od angielskich nazw: PolyChlorinated DibenzoparaDioxins i PolyChlorinated DibenzoFurans. W cząsteczce dibenzoparadioksyny i dibenzofuranu (rysunek 1) znajduje się 8 pozycji w pierścieniach benzenowych zajętych przez atomy wodoru. Pozycje te mają numery od 1 do 9 z wyjątkiem numeru 5, który zajmuje atom tlenu. Wodór może być podstawiony atomem chlorowca. Rys. 1. Budowa cząsteczki polichlorowanej dibenzoparadioksyny i polichlorowanego dibenzofuranu

14 Mirosław MAZIEJUK Michał CEREMUGA Jerzy SICZEK Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii WYKRYWANIE SKAŻEŃ CHEMICZNYCH NA SAMOJEZDNEJ PLATFORMIE STRAŻY POŻARNEJ 1. Założenia Detektor do wykrywania skażeń montowany na platformie samojezdnej dla straży pożarnej powinien zapewniać: wykrywanie bojowych substancji BST; wykrywanie podstawowych toksycznych substancji przemysłowych; określanie poziomu stężenia CO 2 oraz C n H m

15 Dariusz M. BIELIŃSKI Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej, Łódź Joanna KLECZEWSKA Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, O/Z Elastomerów i Technologii Gumy, Piastów Krzysztof MAJEWSKI Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii, Warszawa MIKROMECHANICZNA CHARAKTERYSTYKA WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH Streszczenie: Przedstawiono podstawy teoretyczne oraz zaproponowano metodykę badania właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej materiałów polimerowych. Zaprezentowano budowę i zasadę działania aparatu Nano Test 600 brytyjskiej firmy Micro Materials Ltd., za pomocą którego można oznaczyć mikrotwardość, moduł sprężystości oraz relaksacjię naprężeń i pełzanie w warstwie materiału o grubości kilku mikrometrów. Zaproponowano, aby wykorzystać zmiany w/w parametrów do oceny odporności materiałów polimerowych na starzenie. Słowa kluczowe: materiały polimerowe, starzenie, mikroindentacja 1. Wprowadzenie Rola warstwy wierzchniej polimerów bywa często niedoceniana w procesie ich eksploatacji. Reakcje chemiczne oraz następujące w ich wyniku zmiany morfologii i struktury materiałów są inicjowane w warstwie wierzchniej, stopniowo propagując w głąb [1]. Możliwość uchwycenia zmian zachodzących w tym fragmencie materiału dostarcza informacji np. o rozpoczęciu procesu starzenia. Wykorzystanie w tym celu mikroindentacji, pozwala uzyskać dane dotyczące zmian parametrów mikromechanicznych warstwy wierzchniej materiału [2]: 1. twardości (H) i jej profilu wgłębnego, 2. modułu mechanicznego (E) i jego profilu wgłębnego, 3. powrotu elastycznego (ERP) i jego profilu wgłębnego, oraz 4. pełzania i zdolności materiału do relaksacji naprężeń. Obowiązujące aktualnie normy dotyczące oznaczania odporności polimerów na starzenie (ISO 2578 i ISO 11346) odnoszą się do zmian właściwości mechanicznych w całej objętości materiału, nie uwzględniając mechanicznych następstw procesów inicjowanych w jego warstwie wierzchniej. Jest to szczególnie istotny aspekt sprawy, umożliwiający podjęcie właściwej decyzji co do możliwości dalszej eksploatacji wyrobów wykonanych z materiałów polimerowych.

16 Wiesław LISOWSKI Wiktor TYSZKIEWICZ Elwira FURTAK Anna CHODOROWSKA Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIA ENZYMÓW HYDROLIZUJĄCYCH TOKSYCZNE ZWIĄZKI FOSFOROORGANICZNE Streszczenie: W artykule omówiono przykłady zastosowania enzymów wykorzystywanych do hydrolizy związków fosforoorganicznych. Wśród enzymów posiadających zdolność hydrolizy toksycznych związków fosforoorganicznych najbardziej interesującymi nas są oczywiście te, które mogą rozkładać do form nietoksycznych bojowe środki fosforoorganiczne /FoST/ takie jak tabun, sarin, cyklosarin i soman, zaliczane do grupy tzw. G-gazów, oraz Vx, związek należący do grupy tzw. V-gazów. W pewnym stopniu interesująca jest też ich zdolność hydrolizy analogu G-gazów czyli DFP /diizopropylofluorofosforanu/ będącego klasycznym, używanym w takich badaniach substratem.

17 Elwira FURTAK Wiktor TYSZKIEWICZ Zbigniew WERTEJUK Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii BADANIE WŁAŚCIWOŚCI ANTYDROBNOUSTROJOWYCH OLEJKÓW ETERYCZNYCH Wstęp Olejki eteryczne to silnie działające substancje pochodzenia roślinnego nazywane przez niektórych żywymi ekstraktami. Są koncentratami uzyskiwanymi z różnych części roślin na przykład poprzez destylację z parą wodną, ekstrakcję alkoholem etylowym, glikolem, olejem, wyciskanie lub innymi metodami dostosowanymi do rodzaju wykorzystywanego surowca roślinnego a także z uwzględnieniem ich praktycznego zastosowania. Aby uzyskać niewielką porcję olejku, czasami trzeba poddać przeróbce wiele kilogramów lub nawet ton roślin /np. 1kg olejku różanego otrzymuje się z 2 ton płatków kwiatowych/. Szereg olejków eterycznych, zwłaszcza te zawierające alkaloidy, wykazuje właściwości dezynfekcyjne, hamujące rozwój drobnoustrojów chorobotwórczych. Bardzo ważną wspólną cechą olejków eterycznych jest ich duża skuteczność antyseptyczna i brak potwierdzonych przypadków uodpornienia się drobnoustrojów na ich działanie. Nic więc dziwnego, że poza znanym od dawna szerokim stosowaniem do celów leczniczych i kosmetycznych znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym i perfumeryjnym, a ze względu na ich biobójcze właściwości poszukuje się innych zastosowań. Jednym z kierunków poszukiwań jest wprowadzanie olejków do różnego rodzaju tkanin na przykład z wykorzystaniem procesu mikrokapsułkowania. Tego typu procesy określane są terminem funkcjonalizacja lub uszlachetnianie. Uzyskane w ten sposób wyroby mogłyby być przyjazne dla środowiska, będąc jednocześnie same chronione przed niszczeniem przez mikroorganizmy i chroniąc przed nimi organizm człowieka. Przy doborze olejków do takich zastosowań należy brać pod uwagę szereg ich właściwości, z których najważniejszą jest silne działanie przeciwdrobnoustrojowe w stosunku do możliwie szerokiej grupy chorobotwórczych mikroorganizmów takich jak bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne, wybrane grzyby drożdżoidalne i pleśniowe. Jak dotąd nie znaleziono takiego olejku /ani syntetycznego związku chemicznego/, który spełniałby ten wymóg w stosunku do wszystkich wymienionych grup mikroorganizmów. Aktywność przeciwdrobnoustrojową olejków eterycznych określa się zarówno mierząc strefy zahamowania wzrostu bakterii i grzybów wokół krążków bibuły nasyconych badanym olejkiem, jak i najmniejsze stężenie hamujące wzrost interesujących nas szczepów /Minimal Inhibitory Concentration MIC/. W niektórych przypadkach określa się minimalną dawkę hamującą /Minimal Inhibitory Dosis MID/, mówiącą w jakich stężeniach par wyrażonych w miligramach na litr powietrza obserwuje się hamowanie wzrostu badanych mikroorganizmów.

18 Paweł RYTEL Radosław SZMIGIELSKI Łukasz OSUCHOWSKI Kamil JÓŹWIK Dorota KAMIONEK Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii BADANIE WPŁYWU STOPNIOWEGO ZAPEŁNIANIA ZŁOŻA NA PARAMETRY IMPULSÓW CO 2 1. Wstęp Problem skażenia środowiska naturalnego przykuł uwagę wiele ośrodków badawczych nad procesami adsorpcji oraz materiałami dzięki którym jest to możliwe. Dzięki unikalnym właściwościom materiałów mikroporowatych, którym niewątpliwie jest węgiel aktywny stosuje się go z powodzeniem coraz częściej w oczyszczaniu powietrza, a w szczególności do filtropochłaniaczy. Intensywnie rozwijane są prace badawcze i technologiczne nad zastosowaniem węgli aktywnych do usuwania z powietrza toksycznych środków przemysłowych (TŚP) oraz bojowych środków trujących (BŚT). Istotnym byłoby poznać aktualny stan zużycia złoża jeszcze podczas jego pracy. Pozwoliłoby to na stworzenie systemu wczesnego ostrzegania o zbliżającym się końcu przydatności filtropochłaniacza, a w związku z tym konieczności jego wymiany. Obecnie trwają badania nad umieszczeniem mikroczujnika i zoptymalizowania jego położenia w złożu. Jednakże równie istotnym było by poznać wpływ innych gazów, niekoniecznie toksycznych na pracę kolumny w trakcie oczyszczania powietrza z ksenobiotyku. Interesującym rozwiązaniem jest próba wykorzystania chromatografii impulsowej jako metody charakteryzującej proces adsorpcji innych substancji na kolumnie w trakcie jej pracy. Ważną zaletą chromatografii impulsowej (RLI residual life indicator) jest możliwość rozróżniania ilość substancji zanieczyszczającej oraz ustalenie/wyznaczenie względnej siły adsorpcji. Ustalenie fizycznych zdolności adsorpcji filtropochłaniacza może być osiągnięte poprzez zanalizowanie charakterystycznych cech retencji (wysokość piku i jego kształt oraz czas retencji). Zaproponowany sposób wykorzystuje technikę zliczanie impulsów par znacznika (CO 2 ) podczas dostarczania na złoże węglowe w zadanych warunkach badań. Aparat ma za zadanie rejestrować rozkład stężenia znacznika w czasie. Rolą znacznika jest dostarczenie informacji o zmianie pojemności sorpcyjnej adsorbentu w trakcie pochłaniania właściwych substancji skażających kolumnę. Aplikacja impulsu pary lotnej substancji może dostarczyć wiele informacji co do stanu filtra (Rys.1).

19 Stężenie znacznika [mg/l] Impuls znacznika Zużycie filtra Czas [s] Rys. 1. Schemat aparatury

20 Łukasz OSUCHOWSKI Radosław SZMIGIELSKI Paweł RYTEL Kamil JÓŹWIK Dorota KAMIONEK Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii OPTYMALIZACJA POŁOŻENIA WSKAŹNIKA ESLI (END OF SERVICE LIFE INDICATOR) W ZŁOŻU WĘGLOWYM 1. Wstęp Adsorbenty węglowe stosuje się od dawna jako warstwy sorpcyjne do filtropochłaniaczy w sprzęcie ochrony dróg oddechowych. W warunkach laboratoryjnych pomiary dynamiki adsorpcji pozwalają stwierdzić jaki jest rzeczywisty czas ochronnego działania złoża węglowego przy założonych warunkach pracy. Różnorodność czynników środowiskowych (takich jak temperatura, stężenia adsorbatu, zawartość pary wodnej) są podstawowymi czynnikami wpływającymi na długość pracy warstwy adsorpcyjnej. Z tego względu korzystnym byłoby pozyskanie wiedzy w zakresie możliwego czasu pracy warstwy w warunkach rzeczywistych. Sposobem na rozwiązanie problemu jest umieszczenie mikroczujnika bezpośrednio w kolumnie adsorbentu. W założeniach czujnik powinien spełniać kilka warunków: - możliwie najmniejsze wymiary zewnętrzne tak aby minimalnie zaburzać pracę warstwy sorpcyjnej; - charakteryzować się czułością zbliżoną do wartości NDS substancji toksycznych lub nieco słabszą przez wzgląd na zatężanie substancji na złożu sorbentu; - nie jest wymagana dobra rozdzielczość nie ma konieczności rozróżniania substancji przechodzącej przez złoże. Właściwym wydaje się być założenie, że wszystko co jest adsorbowane na złożu węglowym (i nie jest parą wodną) może stanowić zagrożenie dla użytkownika sprzętu ochrony dróg oddechowych; - być stosunkowo tani. Aby w sposób właściwy umiejscowić czujnik w złożu konieczne jest wyznaczenie jego położenia. Przyjęto założenie, że sygnał ostrzegawczy generowany przez czujnik powinien pojawić się po 70% zużyciu mocy ochronnej złoża.