Разработка новых композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и фильтров для средств индивидуальной защиты органов дыхания на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Талипова Марина Валерьевна

• Талипова Марина Валерьевна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Талипова Марина Валерьевна

Введение

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Аналитический обзор современного состояния вопроса по зарубежным и отечественным разработкам облегченных средств индивидуальной защиты органов дыхания с дополнительной защитой от вредных газов и паров

1.2 Виды композиционных фильтровальных материалов и их особенности для защиты органов дыхания

1.2.1 Стекловолокнистые композиционные материалы

1.2.2 Композиционные стекловолокнистые материалы в сочетании с адсорбентом

1.2.3 Композиционные материалы на основе полимерных волокон

1.2.4 Композиционные материалы на основе полимерных волокон с адсорбентом

1.3 Виды адсорбентов и их свойства для сочетания с композиционным фильтровальным материалом. Приоритетность активного угля в качестве основы адсорбента и его перспективы в сочетании с композиционным фильтровальным материалом

1.4 Выводы по аналитическому обзору литературы

2 Методическая часть

2.1 Методы исследований активного угля и поглотителей на его основе

2.2 Методы исследований физико-механических и физико-химических показателей композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и угольно-сорбирующих материалов

2.3 Методы исследований защитных и эргономических показателей фильтров, композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и угольно-

сорбирующих материалов

2.3.1 Методы исследований защитных и эргономических показателей композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и угольно-сорбирующих материалов

2.3.2 Методы определения защитных и эргономических показателей фильтров.

Определение коэффициента проницаемости по аэрозолям

2.4 Методы исследований эксплуатационных показателей фильтров

3 Экспериментальная часть

3.1 Обоснование выбора активного угля

3.2 Разработка требований к качественным показателям для композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов на основе стекловолокон

3.3 Влияние технологии получения композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов на основе угольных адсорбентов и стеклянных волокон на их свойства

3.3.1 Получение композиционного фильтрующе-сорбирующего материала нанесением адсорбента на стекловолокнистую подложку из фильтровального картона HEPA

3.3.2 Получение композиционного фильтрующе-сорбирующего материала, состоящего из смеси стекловолокон и активного угля по технологиям бумагоделательных производств

3.3.3 Выбор способа получения композиционного фильтрующе-сорбирующего материала по результатам экспериментов

3.3.4 Межслоевой способ формования полотна

3.3.5 Опытно-промышленная выработка композиционного фильтрующе-сорбирующего материала

3.4 Разработка композиционных угольно-сорбирующих материалов с адсорбентами на основе полипропиленовых волокон

3.5 Разработка противоаэрозольных фильтров средств индивидуальной защиты органов дыхания на основе композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов

3.5.1 Проектирование противоаэрозольных фильтров бескаркасного закрытого типа на основе композиционного ФСМ

3.5.2 Проектирование противоаэрозольных фильтров каркасного открытого типа на основе композиционного УСМ

3.5.3 Разработка технических требований к противоаэрозольным фильтрам с

дополнительной защитой от вредных газов и паров для их государственной

стандартизации

4 Практическое применение

4.1 Внедрение бескаркасных фильтров закрытого типа на основе разработанных фильтрующе-сорбирующих материалов

4.2 Внедрение каркасных фильтров открытого типа на основе разработанных композиционных угольно-сорбирующих материалов марок А и АЕ

4.3 Выводы по разделу

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение З

Приложение И

Приложение К

Приложение Л

Приложение М

Приложение Н

Приложение О

Приложение П

Приложение Р

Приложение С

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка новых композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов и фильтров для средств индивидуальной защиты органов дыхания на их основе»

ВВЕДЕНИЕ

В системе защиты и охраны здоровья работающих одно из важных мест занимают средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Их использование обусловлено в первую очередь тем обстоятельством, что в отдельных случаях меры инженерно-технологического и санитарно-технического характера не позволяют добиться снижения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны до допустимых уровней, безопасных для здоровья. В таких условиях значение применения СИЗОД работающих трудно переоценить [1].

Общеизвестно, что весьма большой контингент работающих в различных отраслях промышленности, а так же в сельском хозяйстве периодически или постоянно в течение рабочего дня подвергается опасности воздействия повышенных концентраций вредных веществ, содержащихся в воздухе окружающей производственной среды [2].

Среди различных опасных и вредных производственных факторов особенно существенное значение имеет загрязнение рабочей зоны пылью, аэрозолями, газами и парами [3].

В связи с этим ежегодно постоянно регистрируется высокий уровень профессиональных заболеваний органов дыхания и других органов и систем, связанных с вдыханием вредных веществ.

Эффективность индивидуальной защиты персонала промышленных предприятий существенно зависит от организации применения СИЗОД в соответствии с видом производственных вредностей и характером производимых работ. Ошибки в организации применения СИЗОД снижают общий защитный эффект или приводят к неоправданному перенапряжению функциональных систем организма человека, что ведет к уменьшению работоспособности, а в отдельных случаях может вызвать патологические явления.

Международный опыт охраны труда показывает, что исключение острых и хронических отравлений у рабочих различных производств требует применения

средств индивидуальной защиты органов дыхания. Однако достижение необходимого эффекта от использования СИЗОД, как впрочем и других классов средств индивидуальной защиты, невозможно без научно обоснованного подхода к их разработке [4]. Рекомендации по выбору, применению и техническому обслуживанию отражены в ГОСТ 12.4.299-2015 [5].

Каминский С.Л. в книге «Средства индивидуальной защиты органов дыхания» [6] выделил два типа промышленных фильтрующих респираторов по конструктивному оформлению:

1 Фильтрующие полумаски, у которых фильтрующий элемент служит лицевой частью;

2 Патронные респираторы, имеющие самостоятельные лицевую часть и фильтрующий элемент.

В настоящей работе, ориентируясь на направление в сторону улучшения условий труда на производствах, рассматриваются облегченные фильтрующие полумаски и респираторы с облегченными фильтрами. Не затрагивается обширная группа противогазовых и универсальных СИЗОД с масками, снабженными фильтрующе-поглощающими коробками высокой сорбционной емкости, т. е. фильтрующие противогазы.

Исследования Петрянова И.В., Кощеева В.С., Басманова П.И. привели к появлению термина «Легкие респираторы», о которых подробно сообщено в книге «Лепесток» [7]. Под легкими респираторами понимается защита органов дыхания и лица, реализующаяся путем создания простых и эффективных технических средств, обладающих минимальной массой и габаритами, незначительным сопротивлением дыханию. В книге впервые упоминается об облегченных сорбционно-фильтрующих респираторах, защищающих органы дыхания человека одновременно от аэрозолей и от газообразных вредных веществ [7].

При содержании в воздухе рабочих помещений вредных веществ невысоких концентраций, незначительно превышающих предельно допустимые нормы, экономически нецелесообразно использовать для защиты органов дыхания

фильтрующие противогазы или респираторы патронного типа, поскольку поглощающие и фильтрующе-поглощающие коробки к противогазам и патроны к респираторам отрабатываются, как правило, на 10-15 и 40-50 % соответственно.

В настоящее время для работ в условиях содержания вредных веществ, превышающих предельно допустимые нормы, используют облегченные респираторы типа фильтрующей полумаски с дополнительной защитой от газов и паров, соответствующие требованиям ГОСТ Р 59959-2021 [8].

Как показывает практика, отсутствие на некоторых предприятиях (судостроительных, металлургических и т.д.) участков с высокой концентрацией вредных веществ приводит к использованию противоаэрозольных фильтров, что не всегда эффективно для защиты персонала. Зачастую, кроме аэрозолей в воздухе рабочей зоны на участках присутствуют низкие концентрации вредных веществ и кумулятивно воздействуют на организм. Отсутствие подходящей защиты приводит к обеспечению работника неэргономичным СИЗОД большого габарита, с высоким сопротивлением дыханию и защитой от вредных веществ с концентрациями, большими, чем на рассматриваемых участках некоторых предприятий, оказывающим существенную дополнительную нагрузку на организм человека и снижающее его работоспособность, что имеет подтверждение [7]. Последнее также будет способствовать ухудшению здоровья персонала.

Для персонала промышленных предприятий, работающих на участках с высокими концентрациями аэрозолей и низкими концентрациями вредных веществ в воздухе, является важным вопрос о возможности сохранения здоровья и жизни с помощью новых облегченных СИЗОД. В этой связи для нас, как разработчиков СИЗОД, представляет интерес разработка легких эргономичных фильтров, сочетающихся с лицевыми частями (маска, полумаска) противогазов и респираторов. При этом противогаз или респиратор будут иметь защиту не как обычно лишь от аэрозолей, но и будут способны дополнительно улавливать вредные газы и пары в условиях интенсивной и длительной эксплуатации, повышенных температуре и влажности. Т.е. в условиях, где применение

фильтрующих полумасок с дополнительной защитой от газов и паров нецелесообразно.

Актуальность в настоящей работе сводится к необходимости создания облегченных комбинированных малогабаритных фильтров с защитой от низких концентраций вредных газов и паров, что позволит персоналу промышленных предприятий использовать наиболее эргономичные СИЗОД на производственных участках с низкими концентрациями вредных веществ в воздухе.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с приказом АО «Сорбент» №1666 от 07 ноября 2016 года об открытии опытно-конструкторской работы «Разработка противоаэрозольного фильтра с байонетным подсоединением к лицевым частям».

Целью настоящей работы - разработка и внедрение на объектах промышленности новых композиционных фильтрующе- и угольно-сорбирующих материалов (далее - ФСМ и УСМ) для противоаэрозольных фильтров СИЗОД с дополнительной защитой от газов и паров на их основе.

Для достижения поставленной цели диссертационной работы сформулированы и реализованы следующие основные задачи:

1 Проанализировать способы сочетания композиционных фильтрующих материалов (ФМ) из стекловолокон и адсорбентов на основе активного угля (АУ), выявить оптимальный и разработать ФСМ с достижением защитной способности от вредных газов и паров.

2 Разработать композиционный УСМ на основе полипропиленовых волокон и адсорбентов на основе АУ с достижением защитной способности от вредных газов и паров.

3 Разработать высокоэффективные противоаэрозольные фильтры на основе композиционных ФСМ и УСМ с дополнительной защитой от газов и паров, в результате чего обосновать нормативные технические характеристики к ним.

4 Внедрить новые разработки на объектах промышленности с постановкой продукции на производство и до штатной эксплуатации противоаэрозольных фильтров.

Научная новизна диссертационных исследований заключается в следующем:

1 Научно обосновано использование высокопористого активного угля с

-5

преобладанием микропор более 0,5 см /г при разработке композиционных фильтрующе- и угольно-сорбирующих материалов. Впервые предложены в качестве адсорбентов химические поглотители для получения угольно-сорбирующих материалов с повышенным временем защитного действия по вредным веществам.

2 Впервые получены композиционные фильтрующе-сорбирующие материалы по методам трехслойного формования бумажного полотна и внутримассного наполнения активным углем. Доказано, что оптимальное сочетание фильтровального материала из стекловолокон и активного угля достигается его распределением между стекловолокнами в максимально свободном состоянии, обеспечивающим наиболее высокую степень взаимодействия с органическими парами при сохранении требуемого уровня эффективности по аэрозолям. В ходе данного исследования показано, что закрепление частиц активного угля на фильтровальном материале или между его стекловолокнами блокирует его сорбирующую поверхность и снижает время защитного действия фильтрующе-сорбирующего материала по органическим тест-веществам.

3 Выдвинута и подтверждена гипотеза об аналогичном характере поглощения вредных веществ в композиционных угольно-сорбирующих материалах и действия шихты фильтров противогазов. Доказан эффект высоты рабочего слоя угольно-сорбирующих материалов, что в сочетании с фактом увеличенной поверхности массообмена между частицами адсорбента при расположении их на полипропиленовых волокнах в незакрепленном состоянии в турбулентом газопаровоздушном потоке позволило достичь и объяснить высокие результаты времени защитного действия по органическим, неорганическим и кислым газам и парам, аммиаку.

4 Выявлен синергетический эффект взаимодействия слоев высокоэффективного противоаэрозольного фильтра (по направлению вдыхаемого воздуха) из сочетаний: фильтрующих свойств электретного слоя, фильтрующе-сорбирующих свойств слоя угольно-сорбирующего материала и ситовых свойств мембранного слоя, позволяющий, в ходе разработки фильтра требуемой конструкции достичь класс высокой эффективности Р3 по ГОСТ 12.4.246-2016 при пониженном сопротивлении дыханию.

С точки зрения практической ценности работы в ней разработаны и освоены технологии изготовления новых композиционных ФСМ на основе стекловолокон и УСМ на основе полипропиленовых волокон, что делает возможным проектирование высокоэффективных противоаэрозольных фильтров различной конструкции с дополнительной защитой от:

- органических паров (образцы ФСМ-Л, УСМ АУ 40:80);

- органических, неорганических и кислых газов и паров (образец УСМ АЕ);

- органических, неорганических, кислых газов и паров, аммиака (образец УСМ АВЕК).

На основе ФСМ-Л спроектированы высокоэффективные противоаэрозольные фильтры бескаркасного закрытого типа для проведения работ в условиях повышенной влажности и запыленности, из нового УСМ -высокоэффективные противоаэрозольные фильтры каркасного открытого типа.

2 При проектировании гофрированной части высокоэффективного противоаэрозольного фильтра бескаркасного закрытого типа с дополнительной защитой от вредных газов и паров предложен принцип точечного двухстороннего скрепления ФСМ на основе стекловолокон нетканым воздухопроницаемым материалом по методу ла-минирования при повышенной температуре, что позволяет полностью исключить осыпание частиц АУ из ФСМ и значительно повысить прочностные характеристи-ки, утраченные за счет отрицательного эффекта введения в стекловолокнистую массу АУ, при сохранении уровня по сопротивлению дыханию.

3 Реализованы пути достижения защитной способности высокоэффективных противоаэрозольных фильтров при их минимальном сопротивлении дыханию.

4 Разработаны технические требования к противоаэрозольным фильтрам с дополнительной защитой от вредных газов и паров, позволяющие инициировать процедуру их государственной стандартизации.

Достоверность результатов исследования подтверждаются: использованием современных представлений о структуре композиционных материалов, механизмах процессов фильтрации аэрозолей и сорбции вредных газов и паров; использованием аттестованных методик и сертифицированного оборудования при проведении экспериментов; согласованностью теоретических положений с экспериментальными исследованиями.

Апробация результатов исследований подтверждается на практике с использованием готовых противоаэрозольных фильтров на основе разработанных композиционных фильтрующе-сорбирующих материалов. Эффективность противоаэрозольных фильтров каркасного открытого типа на основе композиционных материалов УСМ подтверждается результатами приемочных, квалификационных и сертификационных испытаний; фильтров бескаркасного закрытого типа на основе композиционных материалов ФСМ - результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний. На защиту выносятся следующие основные положения:

1 Исследование АУ. Способы получения ФМ из стекловолокон и АУ с определением оптимального сочетания.

2 Разработка и внедрение новых ФСМ из стекловолокон и АУ.

3 Разработка и внедрение новых УСМ из полипропиленовых волокон и адсорбентов на основе АУ, обладающих поглощающей способностью по вредным веществам: органическим, неорганическим, кислым газам и парам, аммиаку.

4 Разработка и внедрение высокоэффективных фильтров бескаркасного закрытого типа с гофрированным противогазоаэрозольным элементом (ПГЭ) на основе нового ФСМ.

5 Разработка и внедрение новых высокоэффективных противоаэрозольных фильтров каркасного открытого типа на основе новых УСМ.

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на V, VI, VII Международной научно-технической конференции, посвященной памяти профессора В.И. Комарова «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» (Архангельск, 2019, 2021, 2023), на Всероссийской научной конференции «Инновационные технологии защиты окружающей среды в современном мире» (Казань, 2021), на всероссийском симпозиуме «Физико-химические проблемы адсорбции и технологии нанопористых материалов (Клязьма, 2020, 2021), работа была объявлена победителем конкурса «Умные СИЗОД» II Молодежных чтений им. Н.Д. Зелинского (Москва, 2022).

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Аналитический обзор современного состояния вопроса по зарубежным и отечественным разработкам облегченных средств индивидуальной защиты

органов дыхания с дополнительной защитой от вредных газов и паров

При анализе современного состояния вопроса по зарубежным и отечественным разработкам облегченных СИЗОД с дополнительной защитой от газов и паров рассматривались два направления:

1 Анализ СИЗОД из стекловолокнистых композиционных материалов на основе минеральных волокон.

2 Анализ СИЗОД из волокнистых композиционных материалов на основе электростатически заряженных волокон.

Среди противоаэрозольных респираторов в виде фильтрующих полумасок, выпускаемых в России, можно выделить респираторы типа «Лепесток-А-ПАН», «Лепесток-В», «Лепесток-Г», «Нева-211», «У-2ГП», «Уралец-ГП», «Кама-2000-ГП», из более современных - «и№Кшг». Респираторы применяются при концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны до 1,5 ПДК и

-5

концентрации аэрозолей не выше 200 мг/м .

Респираторы предназначены для защиты органов дыхания человека от различных видов газов, паров и аэрозолей, в том числе пыли (минеральной, металлической, животной, растительной, пыли синтетических моющих средств и т. д.), находящихся в воздухе рабочей зоны.

Респираторы состоят из композиционного материала - фильтрующее полотно Петрянова (далее - ФПП), основанного на синтетических волокнах, выпускающегося по ТУ 2568-411-05795731-2008 и описанного в литературе [7] или композиционного материала типа «Meltblown», имеющего синтетическую основу [10, 11], в котором принцип фильтрации аэрозолей аналогичен материалу

ФПП - на электростатическом эффекте осаждения частиц. По конструкции представляют собой полусферическую форму, полумаску в виде усечённого конуса или формованную полумаску. Респиратор может иметь клапан выдоха или быть бесклапанным. Наличие металлической пластины на переносице обеспечивает плотное прилегание респиратора к лицу пользователя. Сорбция различных газов и паров обеспечивается благодаря наличию дополнительного слоя, сорбирующего газы и пары. Удержание аэрозолей происходит за счет слоя из фильтрующего материала.

За рубежом в виде фильтрующих полумасок применяются респираторы фирмы 3М (США) моделей 9906, 9908, 9913, 9915, 9925 и фирмы MSA AUER модели Affinity Pro. Применение респираторов ограничивается 1 ПДК [5].

Стоит отметить, что перечисленные выше модели отечественных и зарубежных респираторов выполнены из электростатически заряженных материалов и имеют существенные недостатки:

1 Применение электростатических материалов в условиях повышенной влажности приводит к снижению заряда, и эффективность материала значительно падает, не позволяя стабильно удерживать аэрозоли.

2 Отсутствие в некоторых конструкциях клапана выдоха приводит к маятниковому движению потока воздуха, что образует влажный воздух в подмасочном пространстве респиратора и снижает защитные свойства.

3 При низких температурах респиратор обмерзает, что также приводит к снижению эксплуатационных свойств.

4 Респираторы «Кама-2000ГП», «Уралец-ГП», «У-2ГП» изготавливаются методом шитья, что является несовременным и трудоемким процессом [12].

Кроме того, респираторы, изготовленные из электростатически заряженных материалов, не применяются при наличии в окружающей среде факторов, разрушающих или снижающих их фильтрующие свойства. К ним относятся

-5

масляный туман в концентрациях выше 15 мг/м , туманы некоторых труднолетучих органических растворителей (пластификаторов) - дибутилфталата, трикрезилфосфата. Поверхность респиратора должна быть защищена от

капельно-жидкой влаги (дождь, брызги воды и особенно органические растворители - ацетон, дихлорэтан и др.), горячих частиц с температурой выше +60 °С (например, при газо- и электросварочных работах), интенсивного теплового излучения. Применение респираторов не может быть рекомендовано при температуре окружающей среды ниже -10 °С, очень высокой (близкой к насыщению) относительной влажности воздуха и при тяжелой физической работе в сочетании с дискомфортным микроклиматом (повышенной или низкой температуре и высокой влажности воздуха), а также при очень высоких

-5

концентрациях пыли (выше 400 мг/м ) [7].

Отработанные респираторы непригодны к регенерации, имеют невысокие защитные свойства по вредным газам и парам, повышенное сопротивление потоку воздуха, конструкция некоторых полумасок при увеличении защитных свойств приводит к потере эргономичности изделия и увеличению массы респиратора.

Нельзя не отметить, что в России существуют газопылезащитные респираторы патронного типа - это РПА-ГП [5] и РУ-60М [13], предназначенные для защиты органов дыхания от вредных веществ, присутствующих в воздухе в виде паров, газов совместно с аэрозолями, дымами или туманами, при содержании парогазообразных веществ для РУ-60М не выше 10-15 ПДК.

Назначение РПА-ГП аналогично респираторам РУ-60М, но используется он при более низких концентрациях парогазообразных веществ (не более 5 ПДК). Респираторы РУ-60М включают изолирующую полумаску и комплектуются двумя сменными комбинированными фильтрами ДОТ 75 различных марок. Состоят из сорбционного слоя в виде угольной шихты и фильтрующего слоя из материала ФПП, сконструированного в фильтре по типу «Улитка».

Респираторы РПА-ГП включают изолирующую полумаску и комплектуются двумя сменными противогазоаэрозольными фильтрами, которые состоят из бусофита и фильтрующего слоя ФПП и сконструированы по типу «Улитка».

Респираторы патронного типа, такие как РУ-60М и РПА-ГП, имеют конструкционные и эргономические недостатки. Сменные фильтры в полной мере не обеспечивают достаточно плотного прилегания фильтра к лицевой части. Противогазоаэрозольный фильтр РПА-ГП при смене не обеспечивает плотного прилегания к крышке корпуса. Сменные фильтры неудобно и тяжело менять. Решение задачи путем изготовления лицевой части заодно с фильтрами как единый элемент экономически нецелесообразно - противоаэрозольный фильтр быстро выходит из строя в отличие от лицевой части, которая имеет более долгий срок службы.

Проблема крепления фильтров решилась разработкой байонетного подсоединения противоаэрозольных фильтров к лицевым частям, обеспечив герметичность конструкции и быструю замену фильтров.

В настоящий момент разработаны противоаэрозольные и противогазовые фильтры с байонетным подсоединением к лицевым частям [15].

Противоаэрозольные фильтры делятся на фильтры каркасного открытого типа, имеющие пластиковый каркас, и бескаркасные фильтры закрытого типа, в корпусе которых противоаэрозольный фильтрующий элемент находится в гофрированном виде и изготовлен, как правило, из стекловолокнистых материалов.

В фильтрах каркасного открытого типа основой фильтрующих противоаэрозольных материалов является композиционный материал типа «Meltblown». Конструктивно фильтры представляют собой байонетный каркасный фильтр в виде трапеции, обтянутый противоаэрозольными материалами, по периметру фильтра имеется сварочный шов.

В России на предприятии АО «Сорбент» разработана линейка респираторов и противогазов серии UNIX c противоаэрозольными каркасными фильтрами открытого типа 3 класса эффективности защиты согласно [9], например: Фильтр UNIX 203 P 3 R D предназначен для защиты органов дыхания человека с целью снижения риска воздействия различных видов аэрозолей, находящихся в воздухе

рабочей зоны. Применяется при объёмной доле свободного кислорода в воздухе

-5

рабочей зоны не менее 17 % и концентрации аэрозолей до 200 мг/м .

Фильтры относятся к противоаэрозольным фильтрам высокой эффективности ^3), многоразового использования устойчивы к

запылению

Противоаэрозольные фильтры должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 12.4.246-2016, согласно которому существует три класса противоаэрозольной защиты: P1, Р2, Р3. Фильтр с классом защиты Р1 удерживает до 80 % аэрозолей. Фильтр с классом защиты Р2 удерживает до 95 % вредных аэрозолей. Маркировка изделия обозначением Р3 предполагает защиту пользователя не менее чем от 99 % аэрозолей, а также использование СИЗОД при более опасных условиях работы. Производители обычно стремятся разработать изделие с классом защиты Р3, и, соответственно, предъявляют высокие требования к используемому фильтровальному материалу [16].

Лицевые части, в отличие от фильтров, могут использоваться многократно, их можно подвергать гигиенической очистке (или дезинфекции).

Компанией 3М (США) выпускаются аналогичные изделия, имеющие также в качестве фильтрующей части материал типа «Meltblown». К таким изделиям относятся противоаэрозольные фильтры 2135 Р3, противоаэрозольные фильтры 2078 Р95 и 2138 Р3 с дополнительной защитой от органических и кислых газов и паров, на фильтрующую основу которых напылен активный уголь (далее - АУ). Конструктивно фильтры представляют собой круглые бескаркасные байонетные фильтры открытого типа, по периметру имеющие сварочный шов [17].

Недостатки, которыми обладают противоаэрозольные материалы ФПП и материалы типа «Meltblown», переходят и на сами изделия. Использование фильтров ограничено влажностью не более 80 %. В условиях повышенной влажности эффективность очистки значительно падает.

Каркасные фильтры открытого типа не устойчивы к механическим повреждениям, однако существует ряд промышленных отраслей, где эксплуатация фильтров проходит в закрытых сухих помещениях. В таких случаях

использование каркасных фильтров открытого типа более целесообразно. Они обладают невысоким сопротивлением воздушному потоку и экономически более выгодны, чем бескаркасные фильтры закрытого типа.

Зачастую работники промышленности сталкиваются с условиями работы во влажных тесных закрытых помещениях (трюмы кораблей, подводных лодок, шахты и т.п.), в таком случае использование фильтров в закрытом корпусе наиболее рационально.

За рубежом компанией 3М выпускается противоаэрозольный бескаркасный фильтр марки 6038 Р3 R закрытого типа. В корпус фильтра заключен фильтрующий элемент, состоящий из материала типа «MeltЫown» в гофрированном виде. Фильтр имеет допустимое сопротивление потоку воздуха, однако при эксплуатации в повышенных условиях влажности у фильтрующего элемента снижается заряд, приводя к ухудшению защитных свойств. При прямоскладчатом гофрировании толщина мягкого материала типа «Meltblown» не позволяет обеспечить большую площадь фильтрации вследствие меньшего количества складок в сравнении со стекловолокнистым гофрированным элементом.

Вышеизложенное подчеркивает необходимость обстоятельного рассмотрения вопроса о том, что существуют отрасли промышленности, где применение респиратора, изготовленного с применением электростатически заряженных материалов в условиях интенсивной и длительной эксплуатации, в условиях повышенной влажности экономически не выгодно и технически нецелесообразно.

Приводя во внимание ограниченную возможность использования изделий на основе материалов ФПП или материалов типа «Meltblown» в производстве фильтровальных материалов все большее распространение получают синтетические волокна, подобрав которые, можно придать фильтровальным материалам высокую пористость в сочетании с высокими прочностными свойствами, хемо- и умеренной термостойкостью, необходимые упруго-эластичные свойства, жестко закрепить структуру пористого материала,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Талипова Марина Валерьевна, 2025 год

Материалы

6 Клей марки Шег/1725.5"производства

компании ШВЕР/Т (Гчрмания!

или клей "Зргомелш-1516"

ТУ20.52.10-035-35М9201-2020

Комплекты

А( ЯКПВ 19697.10.00. Упакобка

1 ЯКПВ 19697.00.00

4 Зам Ш303.23-22 Ш2022

Изм. Лист №докцм. пЛ. тДата

г§ Сз С: ^ 1 Разраб. 'еснокоб 'О.Ш 4ипьтр протибоазрозольный от зоз рз/? о Лит Лист Листай

ПроО. ]ланцей й И 1 2

АО "СорбЕнт"

Нконтр. Кданойич ¿иг^

УтО. / 1янг и Щы

Копировал _Формат А 4

Настоящие технические условия распространяются на углесодержащий сорбирующий материал (далее - УСМ), представляющий собой плоский нетканый материал черного цвета, содержащий активированный уголь или поглотитель ПГ-АЕ/233 на основе скорлупы ореха в объеме полимерного волокна и выполненный в виде рулонного полотна.

Допустимые фракции активного угля и поглотителя 30x60 mesh, 40x80 mesh, 30x70 mesh, 35x50 mesh.

УСМ изготавливается двух марок: марки А и марки АЕ.

УСМ предназначен для изготовления противоаэрозольных средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) с дополнительной защитой от органических газов и паров (УСМ марки А) и органических и кислых газов и паров (УСМ марки АЕ). УСМ получен путем раздува ультратонких волокон полипропилена и импрегнирования угля в волокнистую массу.

УСМ марки А изготовлен из активированного угля на основе скорлупы ореха фракции 40x80 mesh, поставляемого АО «Сорбент», и полипропилена торговой марки Selbia*.

УСМ марки АЕ выполнен из поглотителя ПГ-АЕ/233 ТУ 2165-096-05795731-2001 и полипропилена торговой марта Selbia*.

Пример записи в технической документации и при заказе:

«Углесодержащий сорбирующий материал УСМ марки А ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021» или «Углесодержащий сорбирующий материал УСМ марки АЕ ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021».

* Допускаются другие марки полипропилена по согласованию с заказчиком.

Иэм

Все

УСМ.3-24

№ докум.

Подп

ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021

Разраб.

Талипова

ж

Пров.

Лянг

£

siiiiS

Т.контр.

Н.контр.

Жданович

Утв.

оч.еи

Углесодержащий сорбирующий материал УСМ

Лит.

гг

АО «Сорбент»

1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 Основные параметры и характеристики

1.1.1 УСМ должен соответствовать требованиям настоящих технических условий и изготавливаться по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

1.1.2 УСМ марки А изготавливается из активного угля и полипропилена в соотношении - (220+10) г/м2: (80-10) т/и1.

1.1.3 УСМ марки АЕ изготавливается из поглотителя ПГ-АЕ/233 и полипропилена в соотношении - (240+10) г/м2: (80-10) г/м2.

1.1.4 Показатели качества УСМ должны соответствовать нормам, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Пункт Наименование показателя Норма для марки Метод контроля

Марка А Марка АЕ

1 Внешний вид соответствие контрольному образцу соответствие контрольному образцу п. 5.1

2 Поверхностная плотность, г/м2 300+10 350±10 п. 5.2

3 Сопротивление воздушному потоку при расходе 3,5 см/с, Па, не более 10,0 10,0 п. 5.3

1.1.5 В УСМ марок А и АЕ не допускаются отверстия, продольные и поперечные порезы, разрывы.

1.2 Требования к сырью, материалам и покупным изделиям

1.2.1 Закупленная продукция, используемая в качестве сырья и материалов для изготовления и упаковки УСМ марки А и УСМ марки АЕ, должна проходить верификацию по ГОСТ 24297 перед запуском в производство с целью проверки соответствия ее качества требованиям документов по стандартизации.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021

Лист

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

ООО «Фильтруют налы и технологии»

М.Е. Тихонов

«26» октября 2020 г.

АКТ

об опытно-промышленной выработке материала УСМ марки А

ООО «Фильтрующие материалы и технологии» на основании ТЗ №НТС СИЗ - 928 от 19.10.2020 г состоялась опытно-промышленная выработка материала угольно-сорбирующего УСМ марки А в количестве 8000 м2 , удовлетворяющая требованиям ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021. Материал УСМ марки А был выработан для изготовления серийных противоаэрозольных фильтров и проведения приемочных испытаний.

Руководитель НТС СИЗ Инженер-технолог

Технический директор

Технолог ООО «ФМТ»

М.В. Талипова

ОКПД2 32.99.11.199 УДК 614.894 ОКС 13.340.30

УТВЕРЖДАЮ

И.о.технического директора

АО «Сорбент»

/V Н.В. Лимонов / /

2019 г.

V Фильтр противоаэрозольный UNIX 223 РЗ R D

Технические условия ТУ 32.99.11-927-05795731-2019 (вводятся впервые)

Е ч s л о Дата введения с /3. Р/. ¿OZO

о С

(б &

X Руководитель НТС СИЗ

Взам. инв.№ АО «Сорбент» Mr ^^¿¿±=>4Св7лянг 2019 г.

g § s О

л о 4i Si ч

о С

§ о с « г* 1 н- 2019 г.

ш I S <м •м CV си

Настоящие технические условия распространяются на фильтр противоаэрозольный UNIX 223 РЗ R D (далее по тексту - фильтр), обеспечивающий очистку вдыхаемого человеком воздуха от различных видов аэрозолей, находящихся в воздухе рабочей зоны.

Фильтр предназначен для использования при концентрации аэрозолей до 200 мг/м3 и выше, вредных органических паров (бензин, керосин, бензол, толуол, ксилол, уайт-спирит, сероуглерод, спирты, эфиры, хлор- и фосфорорганические ядохимикаты и т.д.) при концентрации до 1 ПДК и содержании кислорода в воздухе не менее 17 % объемных.

Фильтр относится к фильтрам высокой эффективности (РЗ), многоразового использования (R), устойчив к запылению (D).

Фильтр предназначен для эксплуатации в составе респиратора фильтрующего UNIX (далее по тексту - респираторы UNIX) ТУ 2568-610-05795731 и в составе противогаза фильтрующего UNIX (далее по тексту - противогазы UNIX) ТУ 2568-654-05795731 во всех климатических регионах стран Таможенного союза (IV(I), III(II), Н(Ш), IB(IV), IA) при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 40°С, содержании кислорода в воздухе не менее 17 % объемных и концентрации аэрозолей до 200 мг/м3 и выше.

Фильтр присоединяют к полумаске изолирующей UNIX 1000 ТУ 2568-594-05795731, к полумаске изолирующей UNIX 1100 ТУ 32.99.11-823-05795731 или к полумаске изолирующей UNIX 2100 ТУ 32.99.11-921-05795731, маске панорамной UNIX 5000 ТУ 2568-446-05795731, маске панорамной UNIX 5100 ТУ 2568-786-05795731 или маске панорамной UNIX 6100 ТУ 32.99.11-848-05795731 с помощью байонетного соединения.

Пример записи в технической документации и при заказе фильтра для поставки в страны СНГ: «Фильтр противоаэрозольный UNIX 223 РЗ R D ТУ 32.99.11-927-05795731-2019».

Пример записи при заказе фильтра для поставки в страны Европейского сообщества (ЕС): «Particle filter UNIX 223 РЗ R D TU 32.99.11-927-05795731-2019».

8

Зам

Изм Лист

JN 1X223.8-22

№

докум.

10.2022

Подпись

Чесноков , (0.7021

Дата

ТУ 32.99.11-927-05795731-2019

Разраб.

Пров. Т,контр.

Олонцев ¿^

Н.контр.

Жданович

Утв.

Лянг

W

Я со

¿а ¿-У

Фильтр противоаэрозольный UNIX 223 РЗ R D Технические условия

j.M.i-L

Лит.

Лист

Листов

24

АО «Сорбент»

Настоящие технические условия распространяются на фильтр противоаэрозоль-ный UNIX 233 РЗ R D (далее по тексту — фильтр), обеспечивающий очистку вдыхаемого человеком воздуха от различных видов аэрозолей, находящихся в воздухе рабочей зоны.

Фильтр предназначен для использования при концентрации аэрозолей до 200 мг/м3 и выше, вредных органических паров (бензин, керосин, бензол, толуол, ксилол, уайт-спирит, сероуглерод, спирты, эфиры, хлор- и фосфорорганические ядохимикаты и т.д.), неорганических (сероводород, хлор и т.д.) и кислых (диоксид серы, хлористый водород, фтористый водород) газов и паров при концентрации до 1 ПДК и содержании кислорода в воздухе не менее 17 % объемных.

Фильтр относится к фильтрам высокой эффективности (РЗ), многоразового использования (R), устойчив к запылению (D).

Фильтр предназначен для эксплуатации в составе респиратора фильтрующего UNIX (далее по тексту - респираторы UNIX) ТУ 2568-610-05795731 и в составе противогаза фильтрующего UNIX (далее по тексту - противогазы UNIX) ТУ 2568-654-05795731 во всех климатических регионах стран Таможенного союза (IV(I), III(II), П(Ш), IB(IV), IA) при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 40°С, содержании кислорода в воздухе не менее 17 % объемных и концентрации аэрозолей до 200 мг/м3 и выше.

Фильтр присоединяют к полумаске изолирующей UNIX 1000 ТУ 2568-594-05795731, к полумаске изолирующей UNIX 1100 ТУ 32.99.11-823-05795731 или к полумаске изолирующей UNIX 2100 ТУ 32.99.11-921-05795731, маске панорамной UNIX 5000 ТУ 2568-446-05795731, маске панорамной UNIX 5100 ТУ 2568-786-05795731 или маске панорамной UNIX 6100 ТУ 32.99.11-848-05795731 с помощью байонетного соединения.

Пример записи в технической документации и при заказе фильтра для поставки в страны СНГ: «Фильтр противоаэрозольный UNIX 233 РЗ R D ТУ 32.99.11-1045-05795731-2021».

ТУ 32.99.11-1045-05795731-2021

Фильтр противоаэрозольный UNIX 233 РЗ R D Технические условия

О

Лит. Лист

Листов

21

АО «Сорбент»

1 Технические требования

1.1 Основные параметры и размеры

Фильтр должен соответствовать требованиям стандартов ГОСТ 12.4.246, Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 019/2011, настоящих технических условий и комплекта документации ЯКПВ 20044.00.00 и изготавливаться в соответствии с технологическим процессом, утверждённым в установленном порядке.

1.2 Характеристики

Технические требования к фильтру приведены в таблице 1. Таблица 1

Наименование показателя Значение показателя Пункт метода контроля настоящих ТУ

1 Внешний вид фильтра Соответствие требованиям комплекта чертежей и контрольным образцам 4.4

2 Начальное сопротивление фильтра постоянному потоку воздуха при объемном расходе 15 дм3/мин, Па (мм. вод. ст.), не более: 39,2 (4,0) 4.5

3 Начальное сопротивление фильтра постоянному потоку воздуха при объемном расходе 47,5 дм3/мин, Па (мм. вод. ст.), не более: 147,0(15,0) 4.5

4 Проницаемость фильтра по парафиновому маслу и хлориду натрия при объёмном расходе 47,5 дм3/мин, %, не более: 0,03 4.6

5 Проницаемость фильтра по парафиновому маслу и хлориду натрия при объёмном расходе 47,5 дм3/мин, %, не более: 0,05 4.7

6 Сопротивление постоянному воздушному потоку при объемном расходе 47,5 дм3/мин, Па, после запыления, не более:* 700 4.8

7 Время защитного действия фильтра по цикло-гексану при концентрации (0,4±0,04) мг/дм3, мин, не менее: 20 4.9

8 Время защитного действия фильтра по диоксиду серы при концентрации (0,2±0,04) мг/дм3, мин, не менее: 35 4.10

9 Масса фильтра без упаковки, не более, г: 20 4.11

Примечание - * Проверка соответствия фильтра требованиям пункта 6 настоящей таблицы производится в аккредитованных испытательных центрах при сертификационных испытаниях.

Изм

Лист

№ до кум.

Подпись

Дата

ТУ 32.99.11-1045-05795731 -2021

Лис

£ 1 § •о' 1 5; 1 У ! о- I 1 Обозначение Наименование 1 Примечание

Докиментаиия

А] ЯКПВ 200U.00.00CB Сборочный чертеж

м ЯКПВ 200U.00.00 ЛУ Лист утверждения

м ЯКПВ 200U.00.00 УЧ Упакобочный чертеж

м ТО32.99.11-104-5-05795731-2021 Технические услобия

м РЗ 32.99.11-10^6-05795731-2021 Руководство по эксплуатации

Летали

АЗ / ЯКПВ 19696.00.01 Каркас разделительный 1

БЧ ^ ЯКПВ 200U.00.01 Слой 1 1 см п. 1т т

Полотно нетканое клеёное.

Для пищевой промышленности

Подп. и дагпа С1.100.050.02/86

ТУ 17 РСФСР 52-98П-80

БЧ 3 ЯКПВ 200U.00.02 Слой 2 1 см п. 1т т

Материал фильтрующий

СМ100Е (Китай)

1 БЧ ЯКПВ 200U.00.03 Слой 3 1 см п. 1т т

Углесодержащий сорбирующий

материал У СМ марки АЕ

ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021

1 БЧ 5 ЯКПВ 200U.00.0U Слой 4 1 см п. 1т т

§ Мембранный материал

сз § марки ВМР-21301 (Китай)

БЧ 6 ЯКПВ 200U.00.05 Слой 5 1 см п. 1т т

1=) Хэ Л' -^ Мембранный материал

£ 2 Заг ¿/N1X233.8-23 ЯК ПИ 9ПП7.7. ПППП

4зн Лиа ш V №дакрм. Чесноков , [0п Дата V, 21 Лит Лист Листов

§ ? > /рой. 1.кантр. Опонцев и Жданович 14 Фильтр протибоазрозольный Ш/Х233РЗРО ОА I 1 ЛП "Гппг 2 Г ✓/

Ш Лянг Ж ЫЖ гу и ^и^испш

Копировал__Формат /14

1 1 в Зона Поз. Обозначение Наименование 1 Примечание

марки ВМИ-21301 (Китай)

Я 7 ЯКПВ 200U.00.06 Слой 6 1 сп п 1т т

Углесодержащий сорбирующий

материал ЯСМ марки АЕ

ТУ 13.95.10-1038-05795731-2021

5</ 8 ЯКПВ 200U.00.0V Слой 7 1 сип. 1т т

Материал фильтрующий

СМ100Е (Китай)

БЧ 9 ЯКПВ 200U.00.08 Слой 8 1 сип. 1т т

Полотно нетканое клеёное

Для пищеЫ промышленности

С1.100.050.02/86

ТЧ 17 РСФСР 52-981^-80

Комплекты

"Ж дибл. 1 Подп. и дата 1

М ЯКПВ 200U.10.00. Упакойка

М ЯКПВ 16693.00.00 СХ Япакойка средстб

индивидуальной защиты

органов дыхания (СИЗОД)

том и. сх-ши

Фильтры 203, 223. 233, 303/

СХ-Ш8-Фильтры 233

1 § 1 а Г§ О С: ^ 1

--' ___

2 ,/ ^ Зам Ш233.8-23 С ЖПВ 200U.00.00 Формат М Лист

Изм. /Ъст №докцм. Пава Пата Копироба/ 2