CC BY
27
ливать только то оборудование, которое имеет не только соответствующий сертификат, но и одобрено заводом изготовителем.
Список использованной литературы
1. Панов Ю. В. Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей. - М.: Из-во «Академия», 2004. - 104 с.
2. Туревский И. С. Теория двигателей. - М.: Из-во «Высшая школа», 2005. - 238с.
УСТАНОВЛЕНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ ПОЖАРООПАСНЫМИ СВОЙСТВАМИ
А. В. Калач, д. х. н., доцент Ю. Н. Сорокина, к. т. н., доцент Т. В. Черникова, к. х. н.
А. М. Чуйков, к. т. н.
Воронежский институт ГПС МЧС России
Прогнозирование пожароопасных свойств новых или еще не синтезированных химических соединений является актуальной задачей современной науки. К настоящему времени разработано несколько расчетных методов определения пожароопасных показателей, однако все они основаны на экспериментальных данных [1, 2]. Экспериментальное изучение характеристик пожаро-опасности и других свойств веществ часто осложняется наличием примесей в изучаемых образцах; возможной нестойкостью, токсичностью и агрессивностью веществ, а также сопряжено с существенными затратами, связанными с аппаратурным оформлением измерений. В связи с этим разработка расчетных методов прогнозирования пожароопасных свойств, не требующих проведения дополнительных экспериментальных исследований, аявляется важнейшим направлением современных исследований.
Одним из наиболее перспективных методов прогнозирования свойств химических соединений является метод расчета дескрипторов, основанный на установлении корреляций «структура-свойство» [3]. В этом методе структурная формула вещества представляется в виде графа, а дескрипторы раасматривают-ся как его инварианты. Дескриптор - это математический параметр, описывающий структуру химического соединения. Для оценки вклада различных частей молекулы в ее общее свойство применяются сложные фрагментные дескрипторы.
Накопленный к настоящему времени большой объем экспериментальных данных о пожароопасных свойствах органических соединений [4, 5], позволяет исследовать возможность применения метода расчета расчета дескрипторов для
прогнозирования пожароопасности веществ. В работах [6, 7] на основе метода расчета дескрипторов получены аппроксимационные уравнения для прогнозирования температуры вспышки альдегидов, алкилацетатов и ароматических сложных эфиров.
В данной работе исследована возможность прогнозирования температуры вспышки органических соединений с помощью метода расчета дескрипторов на примере азотсодержащих органических соединений: аминов и нитросоединений.
Для некоторых представителей указанных гомологических рядов рассчитаны дескрипторы, характеризующие особенности топологии, геометрии и электростатики молекулы (табл. 1).
Таблица 1
Температуры вспышки и значения молекулярных дескрипторов для некоторых азотсодержащих органических соединений
Вещество Температура вспышки, °С (¿всп) [4, 5] Наименование дескриптора
Индекс Винера (Ж) Индекс Рандича (х) Гравитационный индекс ^1) Гравитационный индекс (Э2) Площадь поверхности молекулы
Ароматические амины
Анилин 73 42 5,11 584 909 127
2 -Метиланилин 81 60 6,00 666 1101 143
2,3-Диметиланилин 97 82 7,00 748 1298 160
Этиланилин 85 94 6,52 761 1240 174
n-Бутиланилин 107 182 8,00 924 1536 219
п-Этил-п-бензиланилин 150 460 10,20 1427 2986 247
Предельные нитросоединения
Нитрометан 35 9 3,58 348,5 469,1 86,5
Нитроэтан 30 18 4,28 205,7 299,0 212,5
1 -Нитропропан 36 32 4,99 244,8 365,7 148,8
2-Нитропропан 39 29 5,15 223,1 382,0 150,5
1-Нитробутан 47 52 5,70 283,8 429,1 183,5
1-Нитропентан 61 79 6,40 322,8 491,3 218,9
1-Нитрогексан 73 114 7,11 361,8 552,9 252
Ароматические нитросоединения
Нитробензол 88 88 6,69 838,0 1428,0 148,7
2-Нитротолуол 96 114 7,56 919,4 1668,6 163,4
4-Нитротолуол 117 120 7,56 919,4 1612,8 175,5
3 -Нитротолуол 108 117 7,56 919,3 1618,4 169,0
2-Нитробифенил 143 352 10,67 1405,7 2960,3 222,8
Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что при удлиннении углеводородной цепи и усложнении структуры молекулы возрастают как значения дескрипторов, так и величины температуры вспышки, что указывает на существование корреляции между этими параметрами.
На основании проведенных исследований получены аппроксимационные уравнения для расчета температуры вспышки соединений, относящихся к рассмотренным гомологическим рядам (коэффициент корреляции R = 0,99):
tвсп = а + bW + сх + dGl + eG2 + где а, Ь, с, d, е,/ - коэффициенты (табл. 2).
Таблица 2
Значения коэффициентов для аппроксимационных уравнений
Гомологический ряд Значения коэс )фициентов
а Ь с d е /
Ароматические амины 121 -0,04 - -1,02 0,32 1,98
Предельные нитросоединения 6,67 0,31 0,18 -0,042 0,086 -0,006
Ароматические нитросоединения 4,6 10-6 0,484 -2,7-10-5 0,018 -0,091 1,08
В результате апробации полученных уравнений установлено, что погрешность расчета температуры вспышки не превышает 10 °С, на основе чего можно сделать вывод, что метод расчета дескрипторов можно применять для прогнозирования пожароопасных свойств веществ.
Список использованной литературы
1. Алексеев С. Г, Смирнов В. В., Барбин Н. М. Температура вспышки. Часть II. Расчет через давление насыщенного пара // Пожаровзрывобезопас-ность. - 2012. - Т.21, № 10. - С. 21-35.
2. ГОСТ 12.1.044-89. Система стандартов безопасности труда. Пожа-ровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. - Введ. 1991 - 01 - 01. - М.: Стандартинформ, 2006. - 100 с.
3. Артеменко Н. В., Баскин И. И., Палюлин В. А., Зефиров Н. С. Искусственные нейронные сети и фрагментный подход в прогнозировании физико-химических свойств органических соединений // Изв. РАН, Сер. хим. - 2003, № I. - С. 19-28.
4. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник: в 2 ч. - М.: Асс. «Пож-наука», 2004. - Ч. I. - 713 с.
5. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: справочник: в 2 ч. - М.: Асс. «Пож-наука», 2004. - Ч. 2. - 774 с.
6. Калач А. В., Сорокина Ю. Н., Карташова Т. В., Облиенко М. В. Прогнозирование пожароопасных свойств органических соединений с применением дескрипторов // Пожарная безопасность. - 2013, № 1. - С. 70-74.
7. Калач А. В., Карташова Т. В., Сорокина Ю. Н., Спичкин Ю. В. Оценка пожароопасных свойств органических соединений с применением дескрипторов // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22, № 2. - С. 18-21.
ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АНТИПИРЕНА С СИНТЕТИЧЕСКИМ ВОЛОКНОМ НИТРОН
Н. И Коровникова, к. х. н., доцент В. В. Олейник, к. т. н., доцент Национальный университет гражданской защиты Украины,
г. Харьков
Горючесть полиакрилонитрильных волокон обусловлена выделением при их термоокислительной деструкции горючих продуктов: водорода, цианистого водорода, акрилонитрила и др. При этом в молекулярной цепи формируются циклические структуры, образующие при горении карбонизованный остаток. Замедлители горения изменяют процесс термоокислительного разложения полимерных материалов, взаимодействуя с полимерной матрицей, снижая температуру максимального разложения, скорость разложения полимерного материала. Все это приводит к замедлению процесса термоокислительного разложения и снижению количества выделяющихся газообразных соединений, в том числе окисляющихся с высокой скоростью и с выделением большого количества тепла.
В данной работе в результате модификации антипиреном метилфосфона-мид (МФА) полиакрильного волокна нитрон значения его кислородного индекса (КИ) увеличивается с 19,7 до 26,1 об %, что придает волокну свойства труд-новоспламеняемого материала.
Для выяснения характера взаимодействия антипирена с нитроном были сняты ИК-спектры образцов волокон до и после их обработки антипиреном МФА. В ИК-спектрах образцов нитрона после обработки антипиреном и промывки наблюдаются в пики валентных колебаний групп метилфосфонамида: Р=О (1250 см-1), Р-О-С (~1320 см-1). Полоса поглощения 3600-3200 см-1 характеризует валентные колебания несвязанных ОН групп исходного волокна [1]. Уширение полосы при более низких частотах, что, вероятно, является результатом образованием связанной ОН группы, образовавшейся в результате химического взаимодействия метилфосфонамида с волокном. Таким образом, данные ИК-спектроскопии исходных и обработанных антипиреном МФА образцов нитрона свидетельствуют о химическом взаимодействие метилфосфонамида с волокном нитрон.
