페인트의 화학 물질 운송의 특성을 역 분석 접근

요약

본 논문에서는 다양한 재료의 화학 물질의 물질 전달 매개 변수를 정량화하기위한 절차가 표시됩니다. 이 프로세스는 실시간으로, 고진공에서 질량 분석법에 의해 기록 된 방출 프로파일을 수증기 역 확산 기반의 분석 모델을 이용하는 것을 포함한다.

초록

직접 재료 내에서 발생하는 화학적 수송 및 상호 작용을 특성화 할 수있는 능력 (즉, 하부 표면 역학) 오염물 질량 수송 재료와의 오염을 제거하는 기능을 이해하는데 중요한 요소이다. 물질이 오염 된 경우, 시간이 지남에 따라, 재료 중 (예 : 화학전 에이전트 종)에 독성이 강한 화학 물질의 수송 증기에 노출 될 수 있습니다 또는 상호 작용 담당자에게 경피 노출 될 수있는 피부로 전송 재료. 때문에 화학 전쟁 에이전트의 높은 독성, 추적 화학 수량의 릴리스는 중요한 문제이다. 흡수 에이전트의 매핑 지하 농도 분포 및 전송 특성은 노출 위험이 검증되지 않은 상태에서 평가 될 수 있습니다. 또한, 이러한 도구는 결국 개선 decontaminants 또는 오염 제거 절차를 설계하는 지하 반응 동력학을 특성화하는데 사용될 수있다. TO이 목표를 달성, 역 분석 물질 전달 모델링 방법은 서브 표면 농도 프로파일의 계산을위한 입력 파라미터로 오염 된 페인트 코팅으로부터 수증기 배출량 시분 질량 분광 측정을 활용이 개발되었다. 세부 증류 포함하여 오염 물질 취급, 출사 오염물 증기의 측정 질량 분석의 어플리케이션 및 라이브 화학전 에이전트의 전송 특성을 측정하는 물리적 기반의 확산 모델을 이용하여 역 분석의 구현을 포함하여, 샘플 준비에 제공된다 겨자 (HD) 및 신경 가스 VX.

서론

화학전 에이전트 물질의 오염에 관련된 질량 수송 메커니즘은 물리적 상태 전이 휴대 종 사이의 화학적 상호 작용, 및 재료 인터페이스를 포함 컨벌루션 다양한 공정에 의해 구동된다. 효과적인 오염 제거 기술, 최적화 된 오염 제거 절차 및 예측 모델을 개발하기 위해, 오염 프로세스가 잘 흡수 통한 물질로 오염 물질의 수송 및 백 환경에 후속 화학 발광을 포함하여 이해하는 것이 중요하다. 따라서,이 방법은 환경 조건의 함수로서 오염물 물질 쌍에 대한 서브 표면 농도 프로파일을 평가할 수있는 것을 개발하는 것이 필수적이다. 연속체 스케일은 물리 기반 모델은 기판에 흡수 된 오염 화제의 농도 분포를 예측하기 위해 개발되었다. 실험적으로 유도 된 질량 수송 매개 변수 t의 예측을 가능하게그는 오염 물질 포스트 오염 제거에서 배출 증기. 물질의 농도 분포를 예측하는 능력은 잠재적 인 증기 위험의 평가를 용이하게하고, 차례 차례로, 독성 학적 유해성에 ^하나의 정확한 진단을 활성화 할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 확산 및 포화 농도 오염 물질 재료 쌍의 특정 대용량 전송 매개 변수의 추정을 허용하는 다른 시나리오 및 조건 차례 허가 모델링. 본 연구에서 우리는 화학전 에이전트 비스 (2 - 클로로 에틸) 설파이드 (증류 겨자, 블리스 에이전트 HD) 및 O 에틸 <....

프로토콜

원하는 환경으로 1 조건 페인트 기판

1. 지정된 온도와 상대 습도 (20 ° C, 50 %)에 기판 조절을위한 환경 챔버를 미리 설정. 온도와 수분 함량이 모두 크게 물질로 흡수 속도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 기판 조건이 지속적으로 유지되어 있는지 확인합니다.
2. 0.32 cm 후막, 전체 코팅 두께 도료 층 ⁽⁶ MIL-DTL-53039, 용매 분 산성 (SD) 지방족 우레탄 코팅 시스템)을 20.25 cm ^(2)의 표면적이 5.08 cm 반경 스테인레스 스틸 디스크 ( 약 100 μm 인 프라이머와 탑 코트). 테스트 표면을 가진 스테인레스 강 트레이에 (원하는 수의 복제물)와 기판이 윗쪽 화학 약품에 노출되는 장소.
3. 배양 접시와 기판을 커버. 적어도 60 마일의 환경 시험 챔버로 기판을 포함하는 트레이 배치N하지만 이상적으로 O / N, 가능하면.

미리 설정된 기판의 2 오염

1. 같은 실험실 코트, 보호 안경, 장갑 등 돈 개인 보호 장비.
2. 주의 : 냉장에서 화학 오염 물질을 구하여 차 용기의 뚜껑을 RT 평형 수 있습니다. 이 프로토콜에 사용되는 화학 물질은 화학 물질의 에이전트 표준 분석 참고 ....

결과

VX와 HD (의 주요 질량 조각을위한 시간이 해결 질량 분석을 기반으로 SD-그린 기판에서 계산 된 질량 VX의 플럭스와 HD의 그림 3을 표시 예제의 상단 패널 전하 대 질량비, m / Z = 114 및 109, 각각). 이온화, 질량 분석기 또는 필터 및 전하 검출기 : 사중 극 질량 분석 장치는 세 개의 주요 구성 요소를 갖는다. 가스 종은 전자 충격 이온화 (핫 필라멘트 스타일 전자 원)을 통해 이온화되고, 생성 된 이온을 이온 전류를 측정하기위한 측정 가스의 부분압 (비례 패러데이 컵 또는 전자 증 검출기에 도달하는 도중에 quadrupolar 질량 필터에 주입 ). 오염 된 기판 (출사 각 기판 정상 고점)로부터 방출 종 우선적으로 검출 하였다 있도록이 방법에 사용되는 기기의 경우, 이온화​​ 장치는, 기판 표면에, 시선 근접성 (<3.5 cm) 가까이에 위치시키고,의사 순간적으로. 검출기에서의 이온 전류를 포함 이온은 특정 이온화 상태 독립적 질.......

토론

페인트 및 HD 용 VX 질량 전송 파라미터 증기 배출 데이터의 수치 해석을 통해 역 결정 하였다. 계산 된 파라미터들, 그 다음에 페인트 코팅의 오염물 분배 시간에 따른 농도 구배 맵을 생성 할 수 있었다. 역 분석 결과는 SD에서 HD 페인트의 용해도가 VX보다 높은 것을 증명하지만, 확산은 대략 5 배 이하였다. 결과 VX 오염 프로필 SD 페인트 코팅을 통하여 침투하는 반면 HD 오염, 피막의 표면에 고농도의 것을 제안한다. 따라서, SD 페인트에 대한 오염 제거 요구 사항은 화학 오염 물질에 따라 다를 것입니다. 이 방법의 응용 분야는, 궁극적으로, 재료의 오염 저항의 특성을 예측 도구를 오염 물질로 흡수의 기본적인 이해를 제공하고.

작업 시간을 제시하지만감수는 본질적으로 많은 얽혀 상호 작용을 포함하는 이와 같은 시스템에서 고려해야 할 여러 가지 요소, 약속을 보여 주었다. 질량 유속 측정에 영향의 지속적인 평가가 필요합니다 다른 환경 조건에 대한 더 많은 오염 물.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
스테인레스 스틸 트레이	McMaster Carr	4189T1	13-5/8" L x 9-3/4" W, http://www.mcmaster.com/#stainless-steel-trays/=p8dcgp
MIL-DTL-53039 용제 분산성 지방족 폴리우레탄 코팅 시스템			내부 소스
환경 챔버			. 진공 챔버 사양 및 재료에 대한 자세한 내용은 참조 4에 포함되어 있습니다.
비스 (2- 클로로 에틸) 설파이드	CASARM		TOXIC
O < / em>- 에틸 < / em >- [2- (디 이소 프로필 아미노) 에틸] 메틸 포스 포노 티오 에이	CASARM		독성
Pipetter	Fisher Scientific		22260201 범위 1.0 µ l to 10 ml
Pipetter Tips	Fisher Scientific	13-683-709	0.1 ml 용량
스테인레스 스틸 고진공 실험 챔버			맞춤형 설계
사중극자 질량 분석기	ExTorr	RGA300
스테인레스 스틸 핀셋	McMaster Carr	5516A15	모든 스테인레스 스틸 핀셋이 적합합니다.
유리 추출 용기	Scientific Specialties	170808	용기는 직경 ~ 5cm의 기판에 맞습니다. 테프론이 늘어선 뚜껑이 있는 다양한 유리병은 다양한 크기의 기판에 적합합니다.
클로로포름	시그마-알드리치	650498	유해합니다. HD에 대한 추출 용매는 분석 방법에 따라 변경될 수 있습니다.
이소프로판올	시그마-알드리치	650447	유해합니다. VX의 추출 용매는 분석 방법에 따라 변경될 수 있습니다.
파스퇴르 피펫	VWR	14673-010	크기 = 5 3/4"

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