隐形臭味荧光复合驱散剂的载体研究＊

2020-11-28高瑞崔晓萍王申强

科技与创新 2020年6期

高瑞，崔晓萍，王申强

隐形臭味荧光复合驱散剂的载体研究＊

高瑞，崔晓萍，王申强

（武警工程大学装备管理与保障学院，陕西西安 710086）

为给隐形臭味荧光复合驱散剂选择合适的载体，在分析载体选择原则的基础上，确定出七种预选对象；对其颜色、气味相对值、温度对气味相对值的影响变化规律以及气味相对值的变化幅度等进行了研究。结果表明，在所选试样中，温度一定时，玉米油的颜色最浅、气味相对值最小且气味对温度的依赖性最小。因此，试验中玉米油为最佳的载体候选对象。

复合驱散剂；载体；食用油；气味相对值

隐形臭味荧光复合驱散剂是一种化学类非致命战剂，主要用于驱散大规模聚集的恐怖分子、歹徒以及参与的可疑人员，并为其衣服或皮肤上打上隐形标识，为事后识别、追查提供依据。为了在目标区域实现良好的均匀分散，选择合适的载体并进行性能研究至关重要。本文在分析载体选择原则的基础上，确定出预选对象，然后对其基本性能进行研究。

1 复合驱散剂载体的选择

1.1 复合驱散剂载体的选择原则

复合驱散剂载体的总体选择要求应满足终点效果，将对有生目标及环境的危害降至最低，因此应低毒或无毒，最好无毒。待承载的复合驱散剂一般采用喷洒或爆炸的方式实现均匀分散，且作用状态预期以液滴态为主。因此，载体常温下应为液态。载体除了具有携带作用外，同时还是体系中各组分混合的介质。因此，必须对各组分均有较好的溶解性，且具有较好的相容性。预分散的作战元素以臭味剂为主，其产生的是令人不愉快的臭味。为了避免或减少对终点效应的影响，载体气味应以较小或无特殊气味为宜。

综上所述，本试验所选的载体应该是无毒或低毒、无气味或气味较小、使用温度下为液态且与作战元素具有较好相容性的物质。

1.2 复合驱散剂载体的比较及选择

经调研发现，地球上存在的200多万种化合物中，1/5具有气味，约有10 000种为重要的恶臭物质。其中，有机物的臭味更浓且持续时间更久，尤其硫醇、硫醚、噻吩类和吲哚类的效果更佳[1-2]。由于有生目标个体对臭味的刺激反应及敏感程度存在差异，为了达到较理想的驱散效果，选用多种物质进行复合配制[1-3]。经过查阅大量的资料，考虑到臭味物质的物化性质、毒性等因素，预选两种某硫醇与一种某吲哚进行混合复配。

分析预选的臭味物质可知，它们均为有机物，且在醇、醚、脂等有机溶剂中均有较好的溶解性。根据相似相容原理，载体以选择有机物为宜；为了使体系对有生作用目标的副作用降至最低，最大限度地保护环境，本试验拟选用食用油为载体。

根据来源食用油可分为动物油和植物油。其中，动物油因含有大量的饱和脂肪酸，凝固点较高[4]，这对体系中驱散剂的均匀分散不利，不符合本试验的要求。相对而言，植物油含不饱和脂肪酸多，常温下呈液态，满足对复合驱散剂载体的要求。

经调研，市场上常见的食用植物油有菜籽油、葵花籽油、花生油、玉米油、调和油、芝麻香油和橄榄油等。

2 复合驱散剂的载体性能测试

2.1 主要试验原材料及仪器

主要试验原材料如下：菜籽油、葵花籽油、花生油、玉米油、调和油，家用食用油（中粮福临门食品营销有限公司）；橄榄油，calena，特级初榨，西班牙原装进口；芝麻香油（上海太太乐食品有限公司），一级。

主要仪器如下：便携式气味传感器，XP-329IIIR（日本新宇宙电机株式会社）；数显恒温水浴锅，HH-4（上海力辰仪器科技有限公司）。

2.2 试验步骤及过程

2.2.1 观察载体溶剂的颜色

为了比较所选试样的颜色，本试验采用目测比色法。用量筒分别量取15 mL七种食用植物油试样，分别倒入25 mL的试样杯中，置于观测台；挑选三个视觉正常的观察者，在自然光下，肉眼平视观察试样颜色，进行比较并记录。

2.2.2 测定载体溶剂的气味相对值

以实验室通风橱作为空白基准试样，采用XP-329IIIR便携式气味传感器对载体溶剂的气味相对值进行测量，每种试样测试持续1 min，并记录最高值。

2.3 结果与讨论

2.3.1 载体溶剂的颜色

经观察发现，待考察的七种食用植物油颜色差别较大，深浅不一，其中，芝麻香油颜色最深，呈现红棕色；橄榄油颜色次之，呈现黄绿色；接下来是菜籽油，浅褐色；花生油、葵花籽油和调和油颜色基本接近，呈亮黄色；颜色最浅的是玉米油，为浅米黄色。

试样按照颜色由浅至深排序为：玉米油、花生油、葵花籽油、调和油、菜籽油、橄榄油、芝麻香油。

由于预选的驱散剂组分颜色均为无色，在混合复配及使用时，它们在载体溶剂中的溶解程度直接影响终点的作用效果，必须引起高度关注；通常检测溶解性的方法较多，有仪器法和目测法。虽然仪器法的测试结果更为精确，但价格昂贵、操作复杂、周期长；用肉眼观察的目测法虽结果较为粗糙，但操作简单、直接、方便，能随时随地进行快速判断并能迅速采取相应措施。为了便于生产、储存及使用时掌控作战元素的性状，载体的颜色应越浅越好或无色。

2.3.2 温度对载体溶剂的气味相对值的影响

考虑到臭味剂预期的使用环境，本试验选择在10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃条件下考察温度对载体气味相对值的影响。试样在不同温度下的气味相对值测试结果如表1所示。

表1 各种食用植物油不同温度下的气味相对值

序号名称气味相对值 10 ℃20 ℃30 ℃40 ℃50 ℃∆ 1香油-56-47-39-26-1828 2花生油-63-53-44-30-2340 3调和油-68-59-51-43-3632 4菜籽油-70-62-54-47-4030 5葵花籽油-77-68-61-52-4631 6橄榄油-79-72-68-61-5326 7玉米油-81-75-70-63-5823

由表1可知，当温度一定时，气味相对值由小至大的排列顺序为：香油、花生油、调和油、菜籽油、葵花籽油、橄榄油、玉米油。这是由于香油具有浓郁的炒芝麻香味，花生油因含有较多的吡嗪类化合物而气味芬芳，这两种食用植物油的气味相对较大；菜籽油因含有一定量的芥子甙而具有一定的特殊刺激气味，民间叫作“青气味”；葵花籽油也有较明显的清香，都不是合适的载体候选对象。调和油通常是根据食用需要，将两种以上经精炼的油脂（香味油除外）按比例调配制成，组分会因品牌不同而有差异，也不适宜做本试验的载体。经试验比对后发现，橄榄油气味较清淡，无异味，但橄榄油价格较高；玉米油是在玉米精炼油的基础上经过脱磷、脱酸、脱胶、脱色、脱臭和脱蜡精制而成的，澄清透明，气味最淡，且价格较为便宜。

对于所选的每一种试样，在10～50 ℃范围内，其气味相对值均随温度的升高而单调递增。这是因为气味是由物质分子的挥发并靠分子的无规则运动扩散传播到空气中，经呼吸吸入鼻腔对鼻腔内的神经系统产生刺激而形成的[5]；当其他条件一定时，温度升高，物质分子的动能增加，一部分原来能量较低的分子变成活化分子；本试验中，温度越高，食用植物油分子挣脱液体表面张力束缚的概率越大，液体表面周围气味分子的数量越多，密度越大，浓度越高，气味相对值随温度的升高而递增。但值得注意的是，在考察的温度范围内，在特定温度下，试样的气味相对值顺序并未发生变化，依然是香油最大、玉米油最小。所考察试样的气味相对值随温度的增加还表现出递增幅度不同，变化的幅度大小排列顺序为：花生油、调和油、菜籽油、葵花籽油、香油、橄榄油、玉米油。即花生油的增加幅度为40，变化量最大；玉米油的增加幅度是23，变化量最小。这表明玉米油的气味相对值对温度变化的依赖性最小。