Исследование характеристик модифицированных гидрогелей для тепловой защиты резервуаров нефтепродуктов

Представлены результаты исследований физических свойств водногелевых составов (ВГС) на основе редкосшитого полимера акриловой кислоты марки “Carbopol ETD 2020” в условиях электрофизической и температурной модификации и воздействия переменного частотно-модулированного потенциала (ПЧМП). Методами рамановской спектроскопии и атомно-силовой микроскопии установлен факт изменения структуры модифицированных воды и гидрогелей. Получены данные об изменении плотности гидрогелей в зависимости от концентрации гелеобразующего компонента, воздействия ПЧМП и температуры. Установлено, что сравнительное время нагрева модифицированных гидрогелей возрастает с увеличением концентрации гелеобразующего компонента в условиях воздействия ПЧМП, а также при температурном воздействии для термически модифицированных гидрогелей вблизи критической точки воды 4 °С. Сделан вывод о возможности использования модифицированных ВГС для повышения эффективности установок тепловой защиты резервуаров для хранения нефтепродуктов.

гидрогели, электрофизическая модификация, температурная модификация, тепловая защита, переменный частотно-модулированный потенциал, пожары нефтепродуктов, 58-67, hydrogel, electrophysical modification, thermal modification, thermal protection, variable frequency modulated potential, petroleum products fires

1. Руководство по тушению пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. -М. : ГУГПС, ВНИИПО МВД России, 1999. -86 с.

2. Савченко А. В., Островерх О. А., Холодный А. С. Теоретическое обоснование использования гелеобразующих систем для охлаждения стенок резервуаров и цистерн с углеводородами от теплового воздействия пожара // Проблемы пожарной безопасности : сб. науч. тр. - 2015. - № 37. -С. 191-195.

3. Шароварников А. Ф., Молчанов В. П., Воевода С. С., Шароварников С. А. Тушение пожаров нефти и нефтепродуктов. -М. : Калан, 2002. -448 с.

4. Сучков В. П. Методы оценки пожарной опасности технологических процессов.-М. : Академия ГПС МЧС России, 2010.-155 с.

5. Абрамов Ю. А., Басманов А. Е. Оценка пожарной опасности резервуара с нефтепродуктом при его нагреве от пламени соседнего горящего резервуара // Радиоэлектроника и информатика.- 2005. -№ 2. -С. 110-112.

6. Классен В. И. Омагничивание водных систем. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Химия, 1982. -296 с.

7. Бессонова А. П., Стась И. Е. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее спектральные характеристики // Ползуновский вестник.-2008.- № 3. -С. 305-309.

8. Pang X. F., Deng B. Investigation of changes in properties of water under the action of a magnetic field // Science China Physics, Mechanics&Astronomy.-2008.-Vol. 51, No. 11.-P. 1621-1632. DOI: 10.1007/s11433-008-0182-7.

9. Пат. 2479005 Российская Федерация. МПК G05B 24/02 (2006.01), H03B 28/00 (2006.01). Способ и устройство управления физико-химическими процессами в веществе и на границе раздела фаз / Ивахнюк Г. К., Матюхин В. Н., Клачков В. А., Шевченко А. О., Князев А. С., Ивахнюк К. Г., Иванов А. В., Родионов В. А.-№2011118347/08; заявл. 21.01.2010; опубл. 10.04.2013, Бюл.№10. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2479005 (дата обращения: 10.06.2016).

10. Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Пятин Д. В. Определение физико-химических свойств модифицированных водных растворов для управления процессом детоксикации почв в условиях чрезвычайных ситуаций на объектах нефтегазового комплекса // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 29-36.

11. Алексеик Е. Б., Савенкова А. Е., Гемиш З. Влияние переменных электрических полей на процессы создания и стабилизации воздушно-механических пен // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал. - 2013. - № 4. - С. 44-48. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V54/8.pdf (дата обращения: 28.12.2016).

12. Гаджиев Ш. Г., Иванов А. В., Ивахнюк Г. К., Кадочникова Е. Н. Исследование огнетушащих и теплозащитных свойств водногелевых составов на основе модифицированных жидкостей // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России : научно-аналитический журнал.-2014.-№ 2.-С. 31-37. URL: http://vestnik.igps.ru/wp-content/uploads/V62/4.pdf (дата обращения: 28.12.2016).

13. ГаджиевШ.Г., Иванов, А. В., Кондрашин А. В. Моделирование величины дальности струи модифицированных водногелевых огнетушащих веществ // Проблемы управления рисками в техносфере. -2015.-№ 1(33).-С. 60-67.

14. Contreras M. D., Sбnchez R. Application of a factorial design to the study of specific parameters of a Carbopol ETD 2020 gel. Part I. Viscoelastic parameters // International Journal of Pharmaceutics.- 2002. -Vol. 234, No. 1-2. -P. 139-147. DOI: 10.1016/S0378-5173(01)00953-X.

15. Hernбndez M. J., Pellicer J., Delegido J., Dolz M. Rheological characterization of easy-to-disperse (ETD) Carbopol hydrogels // Journal of Dispersion Science and Technology. - 1998. - Vol. 19, No. 1. -P. 31-42. DOI: 10.1080/01932699808913159.

16. Tichэ E., Murбnyi A., Pљenkovб J. The effects of moist heat sterilization process and the presence of electrolytes on rheological and textural properties of hydrophilic dispersions of polymers-hydrogels // Advances in Polymer Technology.-2015.-Vol. 35, No. 2.-P. 198-207. DOI: 10.1002/adv.21543.

17. Горленко Н. П., Саркисов Ю. С. Низкоэнергетическая активация дисперсных систем : монография. -Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. -264 с.

18. Oppong F. K., Rubatat L., Frisken B. J., Bailey A. E., de Bruyn J. R. Microrheology and structure of a yield-stress polymer gel // Physical Review E. - 2006. - Vol. 73, No. 4. - P. 041405. DOI: 10.1103/PhysRevE.73.041405.

19. Тепломассообмен : метод. указания по лаб. работам / Финников К. А., Лобасова М. С.-Красноярск :ИПКСФУ, 2009.-65 c. URL: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1536/u/lab.pdf (дата обращения: 28.12.2016).