このレポートはコットン生地にポルフィリン修飾多孔質 organosilicate 吸着剤の析出のため電子レンジが開始のアプローチの詳細をこれから生じる生地の 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) 輸送の減少を示します治療。
シラン、前述の油性の生地の生産のためのマイクロ波蒸着法はファブリックを提供するために合わせられるその後ディップ コーティングによって扱うことができる材料をサポートします。ソル準備のディップ コーティングは、ファブリック上のサポートされている多孔質層を提供します。この場合、多孔質層は、キャプチャとホスゲンの変換以前に実証されている粉末材料に基づいて修飾ポルフィリン吸着システムです。代表的なコーティングは、10 mg/g の荷重レベルで綿生地に適用されます。このコーティングは、素材 (生地の支持率 7%) 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) の輸送を大幅に削減しながらファブリック (生地の支持率 93%) による水蒸気輸送に与える影響をします。説明アプローチは変更のためアミンおよびヒドロキシル グループを提供する他のファブリックに使用に適しているし、さまざまな機能を作成する他ゾル製剤との組み合わせで使用することができます。
現在米国国防総省 (DoD) によって使用される利用可能な化学防護服レベル A 化学防護服・完全なバリアを提供たとえば、または共同サービスの軽量のように保護のため生地の複数のレイヤーを使用統合されたスーツ技術 (JSLIST)。完全なバリアの衣服は、ユーザーに大きな負担を課します。材料を通って水蒸気輸送と温度調節が妨げられていません。その結果、使用 (ミッションの長さ) の期間が制限されています。衣服、限られた一連のシナリオに適しています。JSLIST、一方、炭素シェル生地と快適な層の吸着剤の層を使用します。ユーザーの結果の負担の減少が排除されていないと保護機能の障壁のスーツと比較して減少しています。熱負担を超えて JSLIST スーツはたった 24 時間連続使用に適しています。これらの技術のどちらもは長期間、毎日着用衣服のベースライン保護機能を提供することに適しています。危険度は低い環境、MOPP 0 ~ 2 (MOPP – ミッション指向の保護姿勢) に適した条件およびその他のリスクが低い条件用のベースライン保護になります。国防総省の心配を越えてベースライン保護は事前の警告なしで汚染された環境に入る可能性があります最初のレスポンダーにユーティリティのでしょう。
国防総省防護服への改善を求めて研究は継続的かつ連続的な1,2,3,4です。前の努力は、観察 1,1,2,2 偏光の沈着量の電子レンジの開始プロセスの可能性を識別される) 油性行動5を生成する生地にしました。意図は、JSLIST 衣服のシェル層を高めることができる生地を作ることでした。この撥油性は、層状衣服の耐薬品性を向上させることが、スーツの熱負荷は解決されません。吸着剤とキャプチャおよび/または化学脅威6,7,8,9,10,の分解用触媒に焦点を当てた追加の継続的な作業は11,12,13,14。最近、説明方法を使用して多孔質 organosilicate 吸着剤をキャプチャし、ホスゲンが低下するポルフィリンと組み合わせるし、農薬の模造および nitroenergetics15 有害産業化合物 (TICS) の捕獲のための同様の材料を使用 ,16,17,18,19,20。有望なこれらの粉末材料、縫製技術には直接適用ありません。
Organosilicate システムは、ディップに広く適用されているし、ガラスとシリコンのウエハー コーティング方法、通常、スピンします。上記電子レンジ蒸着法は、生地にこれらの材料のためのメカニズムを提供します。ここでは、私たちの生地を準備するのにオルトケイ酸エチルとの組み合わせで説明したプロセスを使用します。彼らは、ディップ コーティングによる多孔質吸着剤と扱われます。形態的特性は、多孔性の生地に吸着剤の存在を示しています。2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) 透過とこの治療なし生地の評価は、材料間でターゲットの輸送に重大な影響を示しています。
ここでは、吸着多孔性 organosilicate の後続の成膜のための生地を準備する TEOS の電子レンジが開始した蒸着を使用ことができることを示します。アプローチは、1.12 g あたり m2生地の表面の吸着材とファブリックの読み込みに します。窒素吸着によってコーティングされた織物の分析では、完全治療材料と開始される生地の大きな違いと多孔質皮膜の成膜を示されました。表面積はただし、一枚岩として合成同様に構成材料の観察未満でした。吸着だけで CEES 輸送率ファブリック全体 85% 削減します。吸着ポルフィリン官能にサポートされているはさらにトランスポート (93% 合計削減) を減少しました。ポルフィリンの最初の画期的な機能処理布 2 分; で発生しました初期の画期的な綿生地は 0.6 分だった。薬液透過のこの減少は、ファブリックの水蒸気輸送にはほとんど影響で達成されました。
吸着剤がない連続薄膜。アプローチより密接に生地の糸への等角のコーティングを生成します。その結果、浸透への還元は、生地の織り方によって制限されます。ここでは、軽量コットン生地は、サポート材料として使用されます。電子レンジ開始変更のアミンまたはヒドロキシル グループを提供する他の生地での使用に適しています。使用の米陸軍戦闘制服 (ACU)、ナイロンおよび綿の混紡などより高密度織物を織り内空隙の減少に基づいて単にターゲットの転送に一層の削減となります。避難所の材料として使用される高密度不織布生地は同じような利点を提供します。吸着剤の処理、生地の表面に限定されないことを想起し、フリースや重いニット生地のようにいくつかの深さを提供する材料も透過の追加削減を生成する予想されます。この概念は、空気ろ過で使用される立体プリーツをつけられた材料に適用されるも。
ここで説明した処理は、伝統的な織物に使用する制限はありません。層とより通常ろ過のアプローチだけでなく、不織布繊維材をプリーツを用紙の変更の可能性を提供しています。いくつかの場合、ここで説明した条件はサポート資料の整合性を維持する gentled 必要があります。ベース (水酸化アンモニウム) の濃度を削減ポリエチレン生地の場合のように、必要があります。電子レンジの期間の持続期間を短縮 (紙素材) を灼熱を避けるために必要があります。いくつかの合成繊維、ポリプロピレンなどの使用乾燥温度の低減が必要です。ソル熟成温度と期間への変更は、これらの条件が結果の吸着剤の形態に大きな影響を与えるとして避けるべき。
エタノールは、ディップ コーティング ゾルでメタノールに代えることができます。これお勧めします合成にスケール アップしてエタノール プレゼント健康上の危険が低いためソルのより大きい容積を使用します。ソルは、アルコール、2 g のメタノールの代わりに 4 に 12 g のエタノールなどでかなり希釈できる) 酸、メシチレン、プルロニック P123 BTE の固まりに比例して増加することがなく混合物の大きいボリュームを準備します。反応と溶媒の相対的な量を乗算するは被覆材のより大きいサンプルの生成のためのゾルの準備とも。希釈、ゾルの集中度は、特定のファブリックに収着剤の結果大量の読み込みに影響があります。ゾル混合物に浸漬の複数のサイクルも、総荷重の変化につながるはずです。
その他のサポート資料の蒸着方法の最適化が進行中です。ACU のナイロンとコットンの混紡のジャージー ニット材料は、基本化学レベルの保護を提供する毎日の摩耗ソリューションにとって特に重要です。その他の吸着剤の材料の成膜も検討されています。ジエチル架橋吸着剤開発、農薬のターゲットをキャプチャは、たとえば、1 つ記載されているここで17,20,27とは異なるソル準備を使用して、別の触媒は基づいてポルフィリン。最後に、エアロゾル、液体および蒸気ターゲットに対して素材をサポートの評価は進行中です。
The authors have nothing to disclose.
この研究は、防衛脅威の減少代理店 (DTRA BA08PRO015) と海軍研究所基本ファンドを通じて海軍研究所、米国によって後援されました。ここでの見解は、著者のと米海軍、米国国防総省や米国政府のものではないです。
unbleached 100% cotton fabric | JOANN Stores | N/A | Protocol is suitable for use on a variety of fabrics |
ammonium hydroxide | Aldrich | 32,014-5 | |
tetraethyl orthosilicate | Aldrich | 13,190-3 | |
Pluronic P123 | Aldrich | 435465 | |
mesitylene | Sigma-Aldrich | M7200 | |
1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane | Aldrich | 447242 | |
methanol | Fisher Chemical | A454SK-4 | |
nitric acid | Sigma-Aldrich | 438073 | Prepare 0.1 M aqueous solution |
3-aminopropyltriethoxysilane | Gelest | SIA0603.4 | |
toluene | Sigma-Aldrich | 650579 | |
Deuteroporphyrin IX bis ethylene glycol | Frontier Scientific | D630-9 | |
dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | 276855 | |
copper chloride | Sigma-Aldrich | 256528 | |
2-(N-morpholino)ethansulfonic acid | Sigma-Aldrich | M3671 | Prepare 0.1M buffer at pH 5.5 |
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide | Sigma-Aldrich | E6383 | |
ethyl alcohol | Warner-Graham | 64-17-5 | |
Drierite | Sigma-Aldrich | 737828 | |
Microwave | Daewoo | KOR-630A | |
Nitrogen adsorption instrument | Micromeritics | TriStar II Plus | |
Environmental chamber | custom part | N/A | Here, a modified Thermolyne incubator, Compact Series 5000 was used |
Flame ionization detector (FID) | SRI Instruments | 8690-0010 | Model 110 |
Humidity probe | Vaisala | HMT3303E0A193BCAC100A0CCABEA1 | |
AVLAG Cell | custom part | N/A | AERO-Space Tooling and Machining, P/N RS0010 Permeation cell |
Computer controlled heater | World Precision Instruments | AIRTHERMY-ATX | |
Mass flow controller | MKS Instruments | 1179A01312CS | |
Dipper mechanism Type D1L | NIMA Technology Ltd | D1L | |
Gravity oven | Fisher Scientific | 15-103-0520 | |
Stirring hotplate | Fisherbrand | S28482 | |
Octagon spinbar, magnetic stirring bar | Fisherbrand | 14-513-82 | |
PSI-Plot version 9.5 | Poly Software International, Inc | N/A | |
Microsoft Office Professional Plus – Excel 2013 32-bit | Microsoft | N/A | |
MicroActive TriStar II Plus Software | Micromeritics | packaged with the TriStar II nitrogen adsorption instrument |