4.2.1.3 Типы фильтрующих материалов, применяемых в средствах защиты

В противоаэрозольных фильтрах (ПАФ) средств защиты Российской армии наибольшее распространение нашли фильтрующие материалы на основе волокон мерсеризованной целлюлозы и асбеста или стеклянного волокна. Они изготовлены в виде картонов толщиной около 1 мм и могут быть как однослойными, так и многослойными.

Для получения фильтрующих материалов на основе целлюлозы и асбеста (или стеклянных волокон) используется хорошо отработанная технология изготовления бумаги и картона. Эти фильтрующие материалы получают из водных суспензий волокон на длинносеточных бумагоделательных машинах. Технологический процесс состоит из ряда стадий. Качество изготовления фильтрующих материалов зависит от степени подготовки исходных волокнистых компонентов. Для изготовления большинства фильтрующих материалов используется сульфатная мерсеризованная целлюлоза или хлопок и асбест, которые обрабатывают в роллах. Волокна целлюлозы гидрофильны. Поэтому фильтрующим материалам придаются гидрофобные свойства путем введения эмульсии канифоли, парафина или воска, а также веществ, коагулирующих эмульсию и фиксирующих частицы вводимых веществ на волокнах (сернокислый или уксуснокислый алюминий, поливинилацетатная эмульсия и т. д.).

В современных противогазах общевойскового и специального назначения для личного состава Российской армии применяются фильтрующие материалы типа ФМБ, ФМБ-4, ФМП, ФМБС-7, ФПП-15, ФАМ. Материалы типа ФМБ, ФМП применяются в противогазах и средствах коллективной защиты, они изготавливаются на основе волокон целлюлозы с различным добавлением асбеста. Материалы типа ФМБ-4, ФМБС-7 изготавливаются на основе волокон целлюлозы с добавлением стеклянных или базальтовых волокон и асбеста.

Состав и основные характеристики фильтрующих материалов, применяемых в средствах защиты, представлены в таблице 4.4. Анализируя составы и свойства фильтрующих материалов, можно сказать, что введение в двухкомпонентную систему фильтрующего материала (например, типа ФМБ) волокон, занимающих по размеру (диаметру) промежуточное положение между волокнами целлюлозы и асбеста, а именно стеклянных волокон (материал типа ФМБ-4) позволяет создавать более рациональную структуру и в результате получать материалы с лучшими эксплуатационными показателями.

К перспективным фильтрующим материалам относится стеклин, который изготовляется на бумагоделательных машинах на основе стекловолокон диаметром 0,2 - 0,5 мкм с добавкой связующего (хлопковое волокно, полимерный материал). Материал отличается однородной структурой и сравнительно небольшим сопротивлением потоку воздуха при достаточно высокой эффективности фильтрации, а благодаря небольшой толщине позволяет получать более компактные конструкции противоаэрозольных фильтров.

Фильтрующие материалы типа ФПП (фильтры полимерные Петрянова) представляют собой равномерные слои ультратонких полимерных волокон, нанесенных в процессе получения материалов на тканевую подложку (марлю, перкаль, вязь) или на основу из скрепленных между собой более толстых полимерных волокон, что обеспечивает материалу необходимую механическую прочность. В материалах ФПП применяются фильтрующие полимерные волокна размером от десятых долей до нескольких микрометров. Эти волокна имеют профиль гантели, ширина которых в 3…5 раз больше ее толщины. В большинстве материалов ФПП волокна скреплены между собой только за счет сил сцепления, что придает материалам ФПП устойчивость к значительным деформациям. Химическую и термическую стойкость материалов ФПП определяют свойства полимера, из которого изготовлены волокна.

Таблица 4.4 – Состав и основные характеристики фильтрующих материалов, применяемых в средствах защиты

Фильтрующий материал	Состав, % (по массе)	Основные характеристики ФМ					В каких средствах защиты используется
		Толщина, мм	Плотность, г/см3	Кф, % (не более)	R, Па	gф
ФМБ	Целлюлоза сульфатная – 90 Асбест хризотиловый – 10	0,8–1,1	0,30	2·10-5	130	0,050–0,052	Противогазы ПМГ, РШ-4, ГП-5
ФМБ-4	Целлюлоза сульфатная – 79 Стеклянные или базальтовые волокна, (диаметр 0,5-0,6 мкм) – 15 Асбест хризотиловый – 6	0,8–1,1	0,30	1·10-3	90–110	0,045–0,055	Фильтры-поглотители, противогазы ПМГ-2, ПМК, ПРВ, ГП-5
ФМП	Целлюлоза сульфатная – 98-99 Асбест хризотиловый – 1-2	0,9–1,2	0,30–0,35	от 0,5-1 до 5-8	30–70	0,03–0,05	Предфильтры типа ПФП-1000, ПФА-75м
ФПП	Перхлорвиниловые волокна (диаметр 1,3-1,8 мкм) Марлевая подложка	0,15–0,25	0,015–0,020	0,1–0,001** 1-2**	15–30	0,08–0,10***	Респираторы Р-2, РОУ
ФПКС	Поликарбонатные волокна (диаметр 1,0 мкм) Марлевая подложка	0,25	0,018	»1***	20	0,1	Противогаз ПБФ
ФМБС-7	Целлюлоза сульфатная – 75-80 Стеклянные или базальтовые волокна, (диаметр 0,5-0,6 мкм) – 15-20 Асбест хризотиловый – 3-5	0,7–1,0	0,15–0,30	0,00009	70	0,08	Противогазы ПМК-2, ПМК-3, ГП-7, ГП-7В

Примечания - Условия испытания фильтрующих материалов стандартные:

* - аэрозоль стандартного масляного тумана с радиусом частиц 0,15 ± 0,02 мкм; скорость воздушного потока 0,5 м/мин.;

** - волокна фильтрующего материала несут электростатический заряд;

*** - волокна материала не обладают электростатическим зарядом.

Материалам ФПП, изготовленным из перхлорвиниловых или полистирольных волокон с высокими диэлектрическими свойствами, могут быть приданы стойкие электростатические заряды, резко повышающие их фильтрующие свойства. Однако при длительном хранении, сжатии, эксплуатации в условиях высокой влажности и при воздействии ионизирующих излучений заряды с волокон стекают. Все это приводит к непостоянству фильтрующих свойств этих материалов (величина К_Ф может возрастать на 1…2 порядка) и ограничивает их применение в средствах защиты, В настоящее время материалы ФПП в основном используются в респираторах.

Фильтрующе-сорбирующие материалы. Эти материалы обеспечивают поглощение паров и фильтрацию аэрозолей. Они характеризуются пористой пространственной структурой, образованной за счет равномерного распределения и закрепления в этих материалах структурообразующих, фильтрующих и сорбирующих компонентов. В качестве структурообразующих компонентов (каркаса) в ФСМ могут использоваться волокна целлюлозы и вискозы, а также хлопковые и полимерные волокна. Роль фильтрующего компонента могут выполнять стеклянные волокна или волокна асбеста, а сорбирующего – высокодиспергированные частицы активного угля-катализатора с диаметром 50…300 мкм. Основные характеристики ФСМ, применяемых ранее в некоторых образцах фильтрующих противогазов, приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 – Состав и основные характеристики ФСМ

Компонент	Доля по массе, %	Основные характеристики
		L, cм	D, г/см3	Кф, %	R, Па	gф, Па-1
Структурообразующий (вискозные или хлориновые волокна)	30-40
Фильтрующий (стекловолокно, асбест)	5-10	0,8-0,9 (два слоя)	0,25-0,33	10-3	120-130	0,04
Сорбирующий (пыль угля-катализатора)	50-60