ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ НА ОСНОВЕ "МЫЛЬНОГО ОРЕХА"

Название	ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ НА ОСНОВЕ "МЫЛЬНОГО ОРЕХА"
Разработчик (Авторы)	Таймусов Хасан Амаевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2642860
Дата регистрации	29.01.2018
Правообладатель	Тайсумов Хасан Амаевич
Область применения (класс МПК)	A62D 1/02 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения пожаров, а также может быть использовано для дегазации токсичных материалов, пылеподавления, в медицине, в фармацевтике и в сельском хозяйстве.

Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие качество пены.

Известен пенообразующий состав - Пат. США №3554912, кл. A62D 1/00, 1971 - для получения термостойкой пены низкой кратности, пригодной для тушения пожаров. Состав включает: от 2 до 40% стабилизатора - высокоосновной соли алюминия Al₂(ОН)₅Cl; от 0,02 до 4% поверхностно-активного вещества (ПАВ), содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу; и воду - остальное до 100%.

Недостатком этого и всех других современных пенообразователей, используемых в пожаротушении является применение в составах нефтяных синтетических ПАВ, в последнее время являющихся самыми опасными загрязнителями окружающей водной среды.

Названного недостатка лишен состав пат. RU №2465028 С2 - ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ. Опубликовано: 27.102012, бюл. №30.

В данном пенообразователе синтетические минеральные (нефтяные) поверхностно-активные вещества заменены на природные, содержащиеся в пиве.

Состав включает, мас. %:

Недостатком этого состава является использование пива - продукта питания длительного и трудоемкого изготовления.

Наиболее близким по составу и используемым природным ПАВ, принятый нами за прототип, является пат RU №2452544 С1 - ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ НА ОСНОВЕ ХМЕЛЯ. Опубликовано: 10.06.2012. Бюл. №16.

Состав включает, мас.%:

Недостатком пенообразующего состава является использование хмеля, трудоемкого в агропромышленном выращивании и производстве природного ПАВ, что удорожает конечный продукт.

Этого недостатка лишен пенообразующий состав с использованием ПАВ (сапонины) «мыльного ореха»^*) при следующем соотношении компонентов в мас. %:

Для получения состава согласно изобретению используют следующие вещества:

1. Основной хлорид алюминия - Al₂(ОН)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02.

2. Натрий двууглекислый (сода пищевая), ГОСТ 2156-76.

3. Плоды мыльного дерева S. Trifoliatus - плоды сапиндуса сушеные, ТУ 9158-003-8737-0228-2012.

4. Вода питьевая и жесткая - по НПБ 304-2001.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 50588-12. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.

Для проведения испытаний готовят два концентрата.

1. Получение концентрата пенообразователя из «мыльного ореха». Твердые скорлупки плодов «мыльного ореха» 12 г, заливают водой 150 мл и подвергают кипячению на слабом огне в течение 30 мин периодически разминая плоды. Затем, при комнатной температуре раствор фильтруют от нерастворимого осадка. Объем экстракта должен составлять не более 37,5 мл, что достигается кипячением, либо разбавлением экстракта водой. К экстракту прибавляют 12,5 мл ОХА - Al₂(ОН)₅Cl по ТУ 216-350-002-39928758-02.

Всего получается 50 мл концентрированного пенообразователя темно-коричневого цвета со следующими характеристиками: плотность = 1,08; ТДS = 1730; ОВП = 173;

Температура замерзания концентрата +5°С. После замораживания и оттаивания свойства пенообразователя не изменяются.

2. Получение концентрированного раствора соды.

9,6 г питьевой соды растворяют в 100 мл воды при комнатной температуре. Во время хранения концентрированного раствора соды допускается незначительное образование кристаллического осадка.

Оба концентрата 1 и 2 могут длительно храниться в закрытой пластиковой таре без заметного изменения свойств.

Составы обоих концентратов сбалансированы так, что в рабочем растворе компоненты реагируют по реакции:

Al₂(OH)₅Cl+NaHCO₃ = = = Al₂(OH)₆+NaCl+CO₂

при этом ПАВ в химическом взаимодействии не участвует.

Концентрат пенообразователя (1) рассчитан на использование пожарной техники со стандартным дозированием 6%-объемных, в рабочем растворе.

Примеры приготовления комбинированных пенообразующих составов термостойкой пены.

Пример 1

В мерный стакан помещают 6 мл раствора концентрированного пенообразователя и доводят водой до отметки 97 мл. Затем при перемешивании добавляют 3 мл раствора концентрированной соды. Образуется молочного цвета коллоидный раствор.

Состав:

100 мл раствора помещают в прибор РТ-1 и включают смеситель на 30 секунд со скоростью 4000 об/мин для получения пены. Кратность пены 4,8. Отмечают время самопроизвольного разрушения пены - образование отсека 25 мл - 60 мин; 50 мл - 180 мин, далее отсек не прибавляется до 240 минут.

Пример 2

К 3 мл концентрированного раствора соды (0,24 г) прибавляют питьевую воду до 94 мл. Затем при перемешивании раствора добавляют 6,0 мл концентрированного пенообразователя (1) с содержанием 0,5 г основного хлорида алюминия - Al₂(OH)₅Cl. Образуется относительно прозрачный раствор желтоватого цвета с (рН)=8,5.

100 мл раствора помещают в прибор РТ-1 и включают смеситель на 30 секунд со скоростью 4000 об/мин для получения пены. Кратность пены 4,5. Отмечают время самопроизвольного разрушения пены - образование отсека: 25 мл - 10 мин; далее отсек не прибавляется до 60 мин; 50 мл - 120 мин. Далее отсек медленно накапливается.

Сопоставительные данные примера 1 и 2 показывают, что порядок прибавления концентратов в рабочий раствор пенообразователя имеет существенное значение, при этом предпочтение следует отдать примеру 1, где в раствор разбавленного пенообразователя с коагулянтом добавляется концентрированный раствор соды.

При использовании для приготовления бинарных составов на пресной воде различной степени жесткости, заметных изменений свойств пены не наблюдается.

В таблице приведены сопоставительные данные для оптимальных составов пенообразователя прототипа и предлагаемого.

Сопоставительные данные показывают, что предлагаемый состав включает в 2 раза меньше оксихлорида алюминия - Al₂(ОН)₅Cl и соответственно в 2 раза меньше питьевой соды при равном содержании ПАВ, что способствует удешевлению огнетушащего состава и отвечает требованиям поставленной задачи.

Важным достоинством применения мыльного ореха является возможность агропромышленного использования многолетних деревьев, не требующих специального ухода для получения ПАВ и их экологическая составляющая в растительном мире земли.

^*) Выписка из Википедии.

Род включает около 15 видов.

Мыльным орехом называют плоды дерева сапиндус - S. Trifoliatus растущего в тропиках и субтропиках. Плоды этого дерева - ягоды, кожура которых со временем затвердевает, поэтому в народе плод получил название «мыльный орех».

Деревья достигают высоты 25 метров. Листья у них копьевидные, 7-10 см длиной. Цветут мыльные деревья мелкими зеленовато-белыми цветами, плоды созревают в ноябре-декабре. Плодоносят деревья с 3-х лет и живут без участия человека около 100 лет.

Мыльные орехи S. Trifoliatus по внешнему виду похожи на мелкий сухой шиповник.

Плоды имеют фруктово-цветочный запах от слабого до сильного. Цвет от светло-коричневого до черно-красного. Размер плодов около 1,5 см. Содержание сапонинов -гликозидов до 38% (в среднем 20%). Содержат больше дубильных и красящих веществ, и имеют более устойчивою пену по сравнению с видом - S. Mukorossi.

Сапонины - это натуральные пенообразователи (от лат. sapo - «мыло»); они действуют как поверхностно-активные вещества (ПАВ), но в отличие от синтетических ПАВ, полностью разлагаются в окружающей среде, не нанося ей вреда.

Формула изобретения

Пенообразующий состав термостойкой пены для профилактики и тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество (ПАВ), основной хлорид алюминия, натрий двууглекислый и воду, отличающийся тем, что в составе используют ПАВ - мыльный орех при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изобретение "ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЙ ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ НА ОСНОВЕ "МЫЛЬНОГО ОРЕХА"" (Таймусов Хасан Амаевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога