Анотація до роботи:

Клим’юк М.М. Удосконалення існуючих та розробка нових методів вибору і оцінки захисних властивостей матеріалів верху взуття пожежників. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. – Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, Львів, 2007 р.

У дисертації досліджуються проблеми підвищення рівня захисту взуття пожежників-рятувальників з термо- і агресивно-захисними властивостями.

Розроблено теоретичні основи вибору та оцінки термо- і фізико-хімічних показників, їх класифікацію, функціонально-логічну схему…, обґрунтовано методичне забезпечення, необхідне при вивченні захисних характеристик матеріалів. Розроблені методичні основи для розрахунку термозахисних властивостей спеціальних матеріалів залежно від їх теплофізичних (коефіцієнт теплопровідності, тепловіддачі) і геометричних (товщина) показників при стаціонарному режимі теплопереносу. Це дає змогу передбачити величину густини теплового потоку, коефіцієнта теплопередачі, теплового опору, а також при введенні такого термінологічного поняття, як «критична температура» (Т_кр) на зворотній стороні проби матеріалу, можна розрахувати коефіцієнт його термозахисту (К_тз). Встановлено, що залежність між указаними величинами має зворотній і лінійний характер. Розроблено математичну модель процесу теплопровідності при нестаціонарному режимі тепломасопереносу через товщину матеріалу для верху спеціального взуття пожежників-рятувальників залежно від його теплофізичних характеристик і конкретних умов теплообміну. Розроблено спосіб вивчення проникності летких і нелетких агресивних рідин через товщину спеціального матеріалу при постійному тиску (2,6 г/см²) на робочу площу проби (19,6 см²). Вивчено захисні властивості спеціальних матеріалів (натуральні та синтетичні шкіри), які використовуються для виготовлення верху взуття. На основі теоретичних розрахунків та експериментальних досліджень розроблено рецептуру та виготовлено п`ять видів синтетичної шкіри з поліефіруретановим і поліакрилонітрильним покриттям, до полімерних композицій яких входять бром- та фосфоровмісні антипірени і кислотозахисні апрети на основі кремнійорганічних сполук. На основі аналізу проведених теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технічні вимоги до синтетичної шкіри, придатної для виготовлення верху термо- і агресивно-захисного взуття пожежників-рятувальників.

1. Проведено дослідження, що стосуються умов праці пожежників-ряту-вальників при пожежогасінні, ЗІЗ ніг, спеціальних матеріалів, які використовуються для виготовлення верху взуття, а також проаналізовані методики, прилади і устаткування, необхідні для вивчення зміни властивостей в процесі впливу відкритого полум’я, ІЧ-випромінювання густиною 7 кВт/м², конвективного тепла (200С), низької температури (-25С), 20% розчинів сірчаної, соляної, азотної кислот, лугу (NaOH), 12% розчину ПАР і води (водопроникність, водотривкість) на їх термо- і агресивно-захисні показники.

2. Розроблено теоретичні основи для проведення вибору та оцінки термо- і фізико-хімічних показників, їх класифікацію, функціонально-логічну схему, обґрунтовано методичне забезпечення, необхідне при вивченні захисних характеристик матеріалів.

3. Розроблено методичні основи для розрахунку термозахисних властивостей спеціальних матеріалів залежно від їх теплофізичних (коефіцієнт теплопровідності, тепловіддачі) і геометричних (товщина) показників при стаціонарному режимі теплопереносу. Це дає змогу передбачити величину густини теплового потоку, коефіцієнта теплопередачі, теплового опору, а також, при введенні такого термінологічного поняття, як «критична температура (Т_кр) на зворотній стороні матеріалу, можна розрахувати коефіцієнт його термозахисту (К_тз). Установлено, що залежність між указаними величинами має зворотній і лінійний характер.

4. Розроблено математичну модель процесу теплопровідності при нестаціонарному режимі тепломасопереносу через товщину матеріалу для верху спеціального взуття пожежників-рятувальників залежно від його теплофізичних характеристик (коефіцієнт теплопровідності, теплоємність, питома густина, товщина) і конкретних умов теплообміну.

5. Розроблено спосіб вивчення проникності летких і нелетких агресивних рідин через товщину матеріалу, сутність якого полягає в тому, що незалежно від природи реагенту і концентрації, його вплив на робочу площу проби (19,6 см²) відбувається при постійному тиску (2,6 г/см²).

6. Проведено експерименти на розроблених взірцях спеціальних матеріалів з поліефіруретановим (ПУЕ) і поліакрилонітрильним (ПАН) покриттям з добавками антипіренів (металовмісного, бромвмісних, фосфоровмісних) і кислотозахисного апрету (кремнійорганічна сполука), нанесених на ткані та неткані основи (СШ ПУЕ+100% ПЕ тканина; СШ ПУЕ+100% БВ тканина; СШ ПУЕ+НТ полотно; СШ ПАН+ каркасна тканина; СШ ПАН+НТ полотно). Проби матеріалів із натуральної шкіри (юхти і хромового методу дублення) були використанні для порівняння. Вивчення впливу високотемпературних джерел (відкрите полум’я, ІЧ-випромінювання, конвективне тепло) засвідчили про достатні термозахисні властивості синтетичної шкіри на основі ПУЕ+100% ПЕ тканина, до полімерної композиції якої входить фосфоровмісний антипірен «пекофлам NPP» (Угорщина) і кремнійорганічний апрет.

7. Проведено дослідження щодо стійкості указаних матеріалів до впливу агресивних середовищ з яких встановлено, що після 24 годин експозиції найбільш хімічно активним реактивом слід вважати 20% розчин гідроксиду натрію, а потім (у зменшувальному порядку) розчини таких кислот, як соляна, азотна і сірчана. Встановлено, що суттєве руйнування зазнають проби із натуральної шкіри юхти і шкіри хромового методу дублення, а також синтетичних шкір з ПАН покриттям. Проби на основі ПУЕ полімерного покриття, особливо СШ ПУЕ+100% ПЕ тканина, слід вважати хемостійкими відносно вказаних агресивних середовищ.

8. Досліджено проникність як важливий показник, що характеризує агресивно-захисні властивості спеціальних матеріалів, на приладі ПМК-1А при постійному тиску дифузанта (2,6 г/см²) на площу взірця (19,6 см²) незалежно від його природи і концентрації. Отримані залежності і аналіз результатів свідчать, що матеріал СШ ПУЕ+100% ПЕ тканина може бути використаний для виготовлення верху взуття пожежників-рятувальників. Показано що вказані матеріали, в порівнянні з іншими, мають найкращі водозахисні характеристики – водопроникність 548,1 с при водотривкості – 2080 мм. вод. ст.

9. Розроблено технічні вимоги до синтетичної шкіри, придатної для виготовлення верху термо- і агресивно-захисного взуття пожежників-рятувальників.

Список опублікованих праць

1. Болібрух Б.В., Клим’юк М.М. Проблеми гармонізації елементів захисного спорядження пожежника (одяг, взуття) залежно від захисних властивостей та нормативних показників спеціальних матеріалів // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2004.- №5. – С. 113-116.

2. Клим’юк М.М., Болібрух Б.В., Мичко А.А. Аналіз методів визначення проникності матеріалів для верху спеціального взуття агресивними рідинами // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. –Луганськ, 2005.- № 11. – С. 91-95.

3. Мичко А.А., Клим’юк М.М., Болібрух Б.В. Сучасні відомості про кислотозахисні властивості матеріалів // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2005.- №6. – С. 81-89.

4. Болібрух Б.В., Клим’юк М.М. Розробка методу для оцінки захисних характеристик спеціальних матеріалів спорядження пожежників (одяг, взуття) в разі впливу на них гідрооксиду натрію // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2005.- №6. – С. 99-104.

5. Клим’юк М.М., Болібрух Б.В., Козяр М.М., Мичко А.А. Обгрунтування необхідності розробки термо- і агресивно-захисного взуття для працівників МНС України // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2005.- №7. – С. 107-112.

6. Болібрух Б.В., Клим’юк М.М., Ковтун Р.І. Спосіб вивчення термозахисних властивостей анізотропних матеріалів // Вісник Східноукраїнського національного університету м. В. Даля. – Луганськ, 2006.- №10. – С. 30-37.

7. Мичко А.А., Клим’юк М.М. Розробка математичної моделі процесу теплопередачі через товщину матеріалу для спецвзуття пожежників // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2006.- №9. – С. 20-27.

8. Семерак М.М, Клим’юк М.М., Мичко А.А. Математична модель нестаціонарної теплопровідності матеріалів для верху взуття пожежника // Пожежна безпека: Зб. наук. праць.- Львів, 2007.- №10. – С. 103-110.

9. Пат.№79577 Україна, МПК D06N 3/00. Синтетична шкіра для верху спеціального взуття і спосіб її виготовлення / Степ’юк Л.Й., Дмитренко О.О., Клим’юк М.М., Болібрух Б.В., Мичко А.А. - № U 2006 08179; Заявл. 21.07.2006; Опубл. 25.06.2007; Бюл. №9.

10. Клим’юк М.М., Мичко А.А. Аналіз щодо розробки захисного взуття пожежних // Пожежна безпека: VI науково-практична конференція. -Харків, 2003. – С. 266-267.

11. Болібрух Б.В., Клим’юк М.М. Науково-методичні основи вивчення і оцінювання захисних властивостей матеріалів спеціального захисного одягу і взуття пожежників щодо термічної дії та впливу агресивних середовищ // Пожежна безпека: науково-практична конференція УкрНДІПБ. -Київ, 2004. – С. 69-70.

12. Клим’юк М.М. Спосіб визначення кислотопроникності спеціальних матеріалів для верху взуття рятувальників // Пожежна безпека та аварійно-рятувальна справа: IV науково-практична конференція. -Київ, 2005. – С. 198-199.

13. ДСТУ 4446: 2005. Взуття пожежника захисне. Загальні технічні вимоги та методи випробувань. – Чинний від 09.07.2005р. – К.: Держспоживстандарт, 2005. – 17 с.