Разработка многослойного полимерно-текстильного материала и средств индивидуальной защиты кожи от поражающих факторов химической и тепловой природы

 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  
Федеральное государственное бюджетное  
образовательное учреждение высшего образования 
«Казанский национальный исследовательский 
технологический университет» 
 
 
 
 
 
 
А. А. Сухова, Л. Н. Абуталипова, Л. А. Тарасов 
 
 
РАЗРАБОТКА МНОГОСЛОЙНОГО  
ПОЛИМЕРНО-ТЕКСТИЛЬНОГО  
МАТЕРИАЛА И СРЕДСТВ  
ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ КОЖИ 
ОТ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ  
ХИМИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ ПРИРОДЫ 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2019 

УДК 677.494:614.89 
ББК 37.2:5

С91

 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
 
Рецензенты: 
канд. хим. наук О. В. Шлямина 
канд. техн. наук А. С. Парсанов 
 
 

 
С91 

Сухова А. А. 
Разработка многослойного полимерно-текстильного материала и 
средств индивидуальной защиты кожи от поражающих факторов химической и тепловой природы : монография / А. А. Сухова, 
Л. Н. Абуталипова, Л. А. Тарасов; Минобрнауки России, Казан. нац. 
исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 116 с. 
 
ISBN 978-5-7882-2654-5
 
Представлены разработки многослойных полимерно-текстильных материалов на основе полиамидной ткани и полимеров различной природы, 
защищающих от воздействия токсичных, агрессивных химически опасных 
веществ (кислот, щелочей, нефтепродуктов и др.), открытого пламени, тепловых потоков и относящихся к высшему классу защиты.  
Предназначена для широкого круга научных работников и специалистов, занимающихся вопросами технологии производства полимернотекстильных материалов и разработкой средств индивидуальной защиты кожи, а также для преподавателей, аспирантов и студентов вузов. Будет полезна 
магистрантам направления 29.04.01 «Технология изделий легкой промышленности» и 29.04.05 «Конструирование изделий легкой промышленности». 
Подготовлена на кафедре материалов и технологий легкой промышленности. 
 

 
ISBN 978-5-7882-2654-5
© Сухова А. А., Абуталипова Л. Н.,  

Тарасов Л. А., 2019

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 677.494:614.89 
ББК 37.2:5

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ  
 

АТ
–
тетраоксид азота 

АХОВ
–
агрессивные химически опасные вещества

АЦП
–
аналого-цифровой преобразователь

БИМС
–
бромированные сополимеры изобутилена и пара-
метилстирола

БК
–
бутилкаучук

БСК
–
бутадиен-стирольный каучук

ВГО
–
вязкие горючие огнесмеси

ГБК
–
галобутилкаучук

ДБДФО
–
декабромдифенилоксид

ЕМКО СЭВ
–
единая методика конструирования одежды СЭВ

ИКИ
–
инфракрасное излучение

КСИЗ
–
комплекс средств индивидуальной защиты

МПМ 
–
многослойный композиционный материал 

м.ч.
–
массовая часть

НД
–
нормативный документ

НДМГ
–
несимметричный демитилгидразин

НК
–
изопреновый каучук

пог.м.
–
погонный метр

ПХП 
–
полихлоропрен 

РТИ
–
резинотехнические изделия

САПР
–
система автоматизированного проектирования

СДЯВ
–
сильнодействующие ядовитые вещества

СИЗ
–
средство индивидуальной защиты

СИЗК
–
средство индивидуальной защиты кожи

СИЗОД
–
средство индивидуальной защиты органов дыхания

СКЭП
–
синтетический каучук этиленпропиленовый

СКЭПТ
–
синтетический каучук этиленпропиленовый тройной

СКН
–
бутадиен-нитрильный каучук

ХСПЭ
–
хлорсульфированный полиэтилен

ХПЭ
–
хлорированный полиэтилен

ГСМ
–
горючесмазочные материалы

МЧС
–
Министерство по чрезвычайным ситуациям РФ

ОХВ
–
опасные химические вещества

ЦНИИШП
–
Центральный научно-исследовательский институт 
швейной промышленности

ЭХГК
–
эпихлоргидриновый каучук

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 
 
Костюм типа 1а – газонепроницаемый костюм (скафандровый 
тип) с помещенным внутри него устройством подачи воздуха для дыхания независимо от окружающей атмосферы. 
Костюм типа 1b – газонепроницаемый костюм (открытый, облегающий тип) с помещенным с наружной стороны костюма устройством подачи воздуха для дыхания независимо от окружающей атмосферы. 
Костюм типа 1с – газонепроницаемый костюм (вентилируемый 
тип) с внешним источником воздуха для дыхания, обеспечивающим 
избыточное давление внутри костюма. 
Костюм типа 2 – газонепроницаемый костюм с устройством 
подачи воздуха для дыхания, поступающего из автономного источника, создающим избыточное давление внутри костюма. 
Костюм типа 3 – не проницаемая для жидкостей одежда для 
химической защиты. 
Костюм типа 4 – не проницаемая для аэрозолей одежда для 
химической защиты. 
Костюм типа 5 – одежда, обеспечивающая защиту от твердых 
аэрозолей химических веществ. 
Костюм типа 6 – одежда, обеспечивающая ограниченную защиту от жидких химических веществ.  
Пакет материалов – набор материалов, входящих в состав 
изолирующего костюма  и  летнего (зимнего) обмундирования, 
расположенных в последовательности. 
Имитатор кожи – устройство (калориметр), устанавливаемое 
за пакетом материалов и измеряющее изменение температуры при 
воздействии на него факторами тепловой природы. Изменение 
температуры имитатора кожи принимается за нагрев кожи человека. 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Антропогенная деятельность на протяжении последних ста лет 
серьезно обострила проблему защиты человека не только от комплекса негативных производственных факторов, но и от аварийного выброса значительных количеств агрессивных химически опасных веществ и других опасных продуктов. В связи с этим остро актуализировалась проблема создания средств индивидуальной защиты человека высшего уровня, в том числе ‒ его органов дыхания и кожи. 
До настоящего времени предприятия легкой промышленности 
России отставали в области разработки СИЗК от ведущих иностранных разработчиков и производителей, что привело нашу страну к зависимости от импортной продукции. Разработка эффективных, многофункциональных СИЗК для безопасной работы персонала аварийноспасательных формирований предприятий требует прежде всего создания новых защитных материалов, отвечающих современному 
уровню защитных свойств при воздействии АХОВ (кислот, щелочей, 
нефтепродуктов и др.), токсичных веществ, открытого пламени и тепловых потоков, при этом обладающих достаточно высокими физикомеханическими показателями. Широкий спектр защитных свойств для 
СИЗК высшего уровня может быть обеспечен созданием многослойного материала на основе текстильной ткани, полярных и неполярных 
полимеров. 
Монография посвящена проблемам разработки многослойного 
полимерно-текстильного материала, защищающего от воздействия 
токсичных, агрессивных химически опасных веществ (кислот, щелочей, нефтепродуктов и др.), открытого пламени, тепловых потоков, 
предназначенного для изготовления многофункциональных средств 
индивидуальной защиты кожи. 
В монографии использован комплекс стандартных и специальных 
методов анализа, методик исследования и математической статистики.  
Исследование физико-механических и защитных свойств МПМ 
проводилось с помощью стандартных методов. Время защитного действия МПМ от высокотоксичных веществ тетраоксида азота и несимметричного диметилгидразина определялось по специальным методикам.  
Изучение структурных соединений покрытий МПМ проводилось методом ИК-Фурье-спектроскопии с применением пристав

ки НПВ. Объектами исследования являлись многослойные полимерно-текстильные материалы на основе полиамидных тканей. Оценка 
эргономических и эксплуатационных характеристик разработанных 
СИЗК проводилась по ГОСТ 12.4.284.2 и ГОСТ Р 53264. Результаты 
исследований и измерений обрабатывались с применением методов 
математической статистики и программного продукта Microsoft Office 
Excel-2007. Достоверность результатов подтверждена корректным 
применением теоретических положений, апробацией и внедрением 
результатов работы в опытно-промышленное производство АО «Казанский химический научно-исследовательский институт». 
 
 

Глава 1. АНАЛИЗ ПОЛИМЕРНО-ТЕКСТИЛЬНЫХ  
МАТЕРИАЛОВ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО  
ПРОИЗВОДСТВА И СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ 
КОЖИ НА ИХ ОСНОВЕ 
 
1.1. Анализ требований к средствам индивидуальной защиты  
на предприятиях химической промышленности 
 
Химическая и нефтехимическая промышленность, представляя 
собой одну из ведущих отраслей тяжелой промышленности прогрессивных стран мира, является одновременно научно-технической и материальной базой государств. Химическая промышленность включает в себя 
производства нескольких тысяч различных видов продукции, к которым 
относятся токсичные гидразин и его производные, алифатические, ароматические амины, агрессивные, опасные, токсичные вещества, такие 
как хлор, аммиак, окисляющие соединения, минеральные кислоты, щелочи и т. д. [1, 2, 3]. Попадая в организм человека в определенной дозе 
не только через органы дыхания, но и через кожные покровы, АХОВ 
вызывают нарушение жизненно важных функций, тем самым представляют опасность для жизни и здоровья человека [3, 4]. 
Безопасность работ с химически опасными веществами в значительной степени зависит от оснащения предприятий средствами индивидуальной защиты кожи и органов дыхания, которые в комплексе 
обеспечивают защиту персонала в условиях возможного воздействия 
высоких концентраций АХОВ и токсичных веществ. Общая классификация СИЗ приведена на рис. 1.1 [5, 6]. 
На предприятиях, производящих и потребляющих АХОВ, для 
защиты производственного персонала и аварийно-спасательных формирований применяют различные типы СИЗ в зависимости от величины концентрации АХОВ и времени проведения работ [6]. Вредные 
вещества в воздухе рабочей зоны нормируются предельно допустимой 
концентрацией ПДК (млг/м3) и, согласно ГОСТ 12.1.005-88, делятся на 
четыре класса: чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные, малоопасные [7].  
К сильнодействующим ядовитым веществам (первый класс 
опасности) относятся хлор, оксиды азота и др. Они определяют потенциальную опасность аварий, которая может возникнуть при производстве, хранении, транспортировке и использовании этих веществ.  

Рис. 1.1. Классификация средств индивидуальной защиты 

Особую опасность представляет утечка жидкого хлора, так 
как его испарение происходит мгновенно, а из одного литра жидкого хлора образуется 450 л газообразного хлора. Хлор реагирует со 
взрывом или образует взрывоопасные соединения со многими химическими веществами: водородом, ацетиленом, скипидаром, эфиром и 
др. [6]. 
Сильным токсичным действием обладают несимметричный диметилгидразин и тетраоксид азота, которые относятся к высокотоксичным веществами I и II классов опасности соответственно. Воздействие даже малых доз веществ вызывает нарушение здоровья человека [8–10].  
Большинство АХОВ являются пожароопасными и легко воспламеняются или образуют взрывоопасные смеси с воздухом и                
другими веществами, поэтому СИЗК должны обеспечивать защиту не 
только от АХОВ, но и от воздействия открытого пламени и тепловых потоков. 
Пары акрилонитрила образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Взрывоопасная концентрация с воздухом составляет от 3,05 до 
17,0 % об. Легко воспламеняется от искр и пламени. Температура воспламенения – 481 °С [11, 12]. 
Аммиак – бесцветный газ с удушливым резким запахом нашатыря, при выходе в атмосферу дымит, при температуре минус 33,4 °С 
сжижается, при температуре минус 77,8 °С затвердевает. Смеси аммиака с воздухом, кислородом и окислами азота взрывоопасны при следующих концентрациях: в воздухе от 15 до 8 %; в кислороде – от 13,5 
до 79 %. Горит при наличии постоянного источника огня. Температура воспламенения – 651 °С. Емкости с аммиаком при нагревании могут взрываться. Наличие масел и горючего увеличивает взрывопожароопасность [12, 13]. 
Гидразин – сильно гигроскопическая жидкость, обладающая заметной способностью поглощать из воздуха углекислоту и кислород. 
Емкости с гидразином при нагревании могут взрываться. При контакте с окислами некоторых металлов, асбестом и углем самовозгорается. 
Легко воспламеняется от искр и пламени, может гореть без доступа 
воздуха. Гидразин и его производные – чрезвычайно токсичные соединения по отношению к различным видам животных и растительных организмов. В организм гидразин и его производные могут проникать при вдыхании паров продукта, через кожу [12, 13]. 

Пожароопасными являются окислы азота. Смеси окислов азота 
с водородом, аммиаком, окисью углерода, метаном, бутаном и другими органическими соединениями при нагревании взрываются. При 
контакте со многими горючими материалами могут вызывать их самовозгорание [12, 13]. 

Серная кислота и олеум смешиваются с водой во всех соотно
шениях, образуя гидраты. Вследствие образования гидратов при разбавлении водой происходит сильное разогревание, что может привести к выбросу кислоты или взрыву емкости. Водород, выделяющийся 
при взаимодействии разбавленной кислоты с металлами, в смеси 
с воздухом взрывоопасен. Концентрированная кислота и олеум повышают чувствительность к горению пористых органических материалов и воспламеняют органические растворители и масла [11, 12].  
Сероводород – горючий газ. Смеси сероводорода с воздухом 
взрывоопасны при содержании сероводорода от 4,3 % по объему 
(нижний предел взрываемости) до 45,5 % (верхний предел взрываемости), в окислах азота 20–55 %. Сероводород легко воспламеняется от 
искр и пламени. Температура воспламенения – 270 °С [11, 12]. 
СИЗК по своим конструкциям должны соответствовать ряду основополагающих стандартов, таких как ГОСТ EN 340-2012, 
ГОСТ Р ИСО 16602-2010, ГОСТ 12.4.284.2-2014 [15–17]. В соответствии с последним они подразделяются на шесть типов: тип 1 (1а, 1b, 
1с), типы 2, 3, 4, 5, 6, подробная характеристика которых представлена 
в условных обозначениях.  
Согласно приведенной классификации самыми высокими показателями защиты обладают газонепроницаемые костюмы типа 1, 
предназначенные для эксплуатации в самых жестких условиях зараженности окружающей среды. Высокие показатели защиты СИЗК 
обеспечиваются материалом, который должен обладать рядом основных видов характеристик (рис. 1.2): защитными, эксплуатационными 
и эстетическими [18]. При сочетании данных свойств в материале 
можно добиться высокого результата в готовом СИЗК. 
Ввиду того что в настоящее время на предприятиях химической 
промышленности России используется оборудование с высоким уровнем изношенности, имеется реальная опасность возникновения аварийных ситуаций. В связи с этим возникает острая необходимость 
технического перевооружения предприятий, и наряду с этим стоит 
задача обеспечения персонала эффективными, надежными СИЗК.