पेंट्स में रासायनिक परिवहन की विशेषता के लिए एक व्युत्क्रम विश्लेषण दृष्टिकोण
Summary
इस पत्र में, विभिन्न सामग्रियों में रसायनों की जन परिवहन मापदंडों बढ़ाता के लिए एक प्रक्रिया प्रस्तुत किया है. इस प्रक्रिया वास्तविक समय, उच्च निर्वात में मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा दर्ज उत्सर्जन प्रोफाइल के वाष्प को एक व्युत्क्रम विश्लेषण के आधार प्रसार मॉडल को रोजगार शामिल है.
Abstract
सीधे एक सामग्री के भीतर होते हैं कि रासायनिक परिवहन और बातचीत के लिए चिह्नित करने की क्षमता (यानी, उपसतह गतिशीलता) संदूषक जन परिवहन और माल शुद्ध करने की क्षमता को समझने में एक महत्वपूर्ण घटक है. एक सामग्री दूषित कर रहा है, समय के साथ, सामग्री के बाहर (जैसे रासायनिक युद्ध एजेंट प्रजाति के रूप में) अत्यधिक जहरीले रसायनों के परिवहन वाष्प जोखिम में परिणाम कर सकते हैं या साथ बातचीत जो कर्मियों को percutaneous जोखिम में परिणाम कर सकते हैं, जो त्वचा, के लिए स्थानांतरण सामग्री. कारण रासायनिक युद्ध एजेंटों की उच्च विषाक्तता के लिए, ट्रेस रासायनिक मात्रा की रिहाई महत्वपूर्ण चिंता का विषय है. लीन एजेंटों की मैपिंग उपसतह एकाग्रता वितरण और परिवहन विशेषताओं जोखिम खतरों untested परिस्थितियों में मूल्यांकन किया जा करने के लिए सक्षम बनाता है. इसके अलावा, इन उपकरणों अंततः सुधार decontaminants या परिशोधन प्रक्रियाओं डिजाइन करने के लिए उपसतह प्रतिक्रिया गतिशीलता चिह्नित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. टीओ इस लक्ष्य को प्राप्त करने, एक व्युत्क्रम विश्लेषण जन परिवहन मॉडलिंग दृष्टिकोण उपसतह एकाग्रता प्रोफाइल के गणना के लिए इनपुट पैरामीटर के रूप में दूषित रंग कोटिंग्स से वाष्प उत्सर्जन का समय हल जन स्पेक्ट्रोस्कोपी माप का इस्तेमाल करता है कि विकसित किया गया था. विवरण आसुत सहित संदूषक और सामग्री हैंडलिंग, उत्सर्जित दूषित वाष्प की माप के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्री के आवेदन, और जीने रासायनिक युद्ध एजेंटों के परिवहन गुण निर्धारित करने के लिए एक भौतिक विज्ञान आधारित प्रसार मॉडल का उपयोग उलटा विश्लेषण के कार्यान्वयन सहित, नमूना तैयार करने पर प्रदान की जाती हैं सरसों (एचडी) और तंत्रिका एजेंट VX.
Introduction
रासायनिक युद्ध एजेंटों द्वारा सामग्री के प्रदूषण के साथ जुड़े जन परिवहन तंत्र शारीरिक राज्य संक्रमण, मोबाइल प्रजातियों के बीच रासायनिक बातचीत, और सामग्री इंटरफेस सहित convolved प्रक्रियाओं की एक किस्म के द्वारा संचालित कर रहे हैं. प्रभावोत्पादक परिशोधन प्रौद्योगिकी, अनुकूलित परिशोधन प्रक्रियाओं, और भविष्य कहनेवाला मॉडल विकसित करने के लिए, यह संदूषण प्रक्रिया अच्छी तरह से अवशोषण के माध्यम से सामग्री में contaminants के परिवहन और वापस वातावरण में बाद में रासायनिक उत्सर्जन सहित, समझा जाता है कि महत्वपूर्ण है. नतीजतन, यह दृष्टिकोण पर्यावरण की स्थिति के एक समारोह के रूप में दूषित सामग्री जोड़े के लिए उपसतह एकाग्रता प्रोफाइल के मूल्यांकन कर सकते हैं कि विकसित कर रहे हैं कि जरूरी है. एक सातत्य पैमाने पर, भौतिक विज्ञान आधारित मॉडल एक दूषित सब्सट्रेट में लीन एजेंट की एकाग्रता वितरण की भविष्यवाणी करने के लिए विकसित किया गया था. प्रयोगात्मक व्युत्पन्न जन परिवहन मापदंडों टी की भविष्यवाणी सक्षमवह दूषित सामग्री पोस्ट परिशोधन से उत्सर्जन वाष्प. एक सामग्री में एकाग्रता वितरण की भविष्यवाणी करने की क्षमता संभावित वाष्प खतरों के आकलन की सुविधा और, बारी में, विषाक्तता खतरों 1 की सटीक निदान सक्षम कर सकते हैं. यह दृष्टिकोण इस तरह diffusivity और संतृप्ति एकाग्रता के रूप में दूषित सामग्री जोड़ी विशिष्ट जन परिवहन मापदंडों के एक अनुमान के लिए अनुमति देता है कि एक अन्य परिदृश्यों और स्थितियों के लिए बारी परमिट मॉडलिंग में. इस अध्ययन में, हम रासायनिक युद्ध एजेंटों भारतीय मानक ब्यूरो (2 chloroethyl) सल्फाइड (आसुत सरसों, छाला एजेंट HD) और हे -ethyl एस के साथ विलायक छितरी, polyurethane रंग कोटिंग्स के तरल चरण संदूषण का इलाज किया है – [2 (diisopropylamino) एथिल] methylphosphonothioate (VX), एक organophosphate तंत्रिका एजेंट.
विकसित पद्धति के बिना, HD और VX जैसे रासायनिक युद्ध एजेंटों सहित दूषित सामग्री, से गैस desorption प्रोफाइल्स की विशेषताअन्य यात्री सुविधा और क्षमता है कि प्रतिबंध के कई 2,3 दृष्टिकोण. दूषित substrates से दूषित पदार्थों को विकास का समय हल मास स्पेक्ट्रोमेट्री माप मूल पारगमन घटना से शुरू संदूषक के लिए अवशोषित एकाग्रता प्रोफाइल सहित सामग्री में संदूषक, के लिए जन परिवहन मापदंडों की गणना करने के लिए उलटा विश्लेषण के साथ एक वाचाल परिवहन मॉडल के लिए अनुमति देते हैं. पर्यावरण की स्थिति के एक समारोह के रूप में सामग्री में contaminants के एकाग्रता प्रोफाइल के वर्णन के लिए एक भविष्य कहनेवाला क्षमता की स्थापना के साथ विषाक्तता के खतरों का आकलन और अंततः प्रभावोत्पादक परिशोधन के लिए मार्गों को विकसित करने की क्षमता आती है.
इस पत्र में, नमूना तैयार करने से संबंधित विवरण रासायनिक युद्ध एजेंट contaminants के साथ काम करते हैं, साथ ही साथ दूषित सामग्री से प्रयोगात्मक डेटा संग्रह और बाद मॉडलिंग 4 सहित, प्रस्तुत कर रहे हैं. प्रायोगिक रन जानकारी के रूप में आयोजित की गईरासायनिक संदूषक और decontaminant स्रोत दस्तावेज़ 5 में ribed और अगले भाग में चर्चा की जाएगी. नमूना तैयार करने और विश्लेषण कदम के लिए एक प्रवाह चार्ट चित्रा 1 में शामिल है.
Protocol
Representative Results
Discussion
रंग में HD और VX के लिए जन परिवहन मापदंडों वाष्प उत्सर्जन डेटा के संख्यात्मक व्युत्क्रम विश्लेषण के माध्यम से निर्धारित किया गया है. गणना मापदंडों के साथ, यह तो रंग कोटिंग में दूषित वितरण के लिए समय पर निर…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों उपकरण डिजाइन में समर्थन के लिए डॉ वेस गॉर्डन (ECBC) धन्यवाद. इस काम के कार्यक्रम CA08MSB317 तहत एरिक Lowenstein और माइकल रॉबर्ट्स (डिफेंस थ्रेट रिडक्शन एजेंसी) द्वारा वित्त पोषित दो अनुसंधान कार्यक्रमों से संचयी परिणाम का प्रतिनिधित्व करता है. इस के साथ साथ उद्धृत तकनीकी रिपोर्टों में प्राप्त किया जा सकता http://www.dtic.mil .
Materials
| Name of Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Stainless Steel Tray | McMaster Carr | 4189T1 | 13-5/8" L x 9-3/4" W, http://www.mcmaster.com/#stainless-steel-trays/=p8dcgp |
| MIL-DTL-53039 solvent-dispersible aliphatic polyurethane coating system | Substrates supplied by internal source | ||
| Environmental Chamber | Custom Design. Full details on vacuum chamber specifications and materials included in reference 4. | ||
| bis(2-chloroethyl) sulfide | CASARM | TOXIC | |
| O-ethyl S-[2-(diisopropylamino)ethyl] methylphosphonothioate | CASARM | TOXIC | |
| Pipetter | Fisher Scientific | 22260201 | Range of 1.0 µL to 10 mL |
| Pipetter Tips | Fisher Scientific | 13-683-709 | 0.1 mL Volume |
| Stainless Steel High Vacuum Experimental Chamber | Custom Design | ||
| Quadrupole Mass Spectrometer | ExTorr | RGA300 | |
| Stainless Steel Tweezers | McMaster Carr | 5516A15 | Any stainless steel tweezers are appropriate. |
| Glass Extraction Jar | Scientific Specialties | 170808 | Jar fits a ~5 cm diameter substrate. Different glass jars with teflon lined lids are appropriate for different sized substrates. |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | 650498 | HARMFUL. The extraction solvent for HD may change depending on the analytical method. |
| Isopropanol | Sigma-Aldrich | 650447 | HARMFUL. The extraction solvent for VX may change depending on the analytical method. |
| Pasteur Pipette | VWR | 14673-010 | size= 5 3/4" |
References
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