11.1. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТМАСС, РЕЗИН И ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ

Общая характеристика полимеров

Полимеры — высокомолекулярные природные и синтетические соединения с молекулярной массой от нескольких тысяч до миллионов, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа одинаковых мономерных звеньев, соединенных химическими связями. Неорганические полимеры не содержат атомов углерода. Природные полимеры — белки, целлюлоза, крахмал, натуральный каучук и др. Полимеры могут быть классифицированы по различным основаниям.

По типу мономерных звеньев полимеры подразделяются на:

• гомополимеры — полимеры, состоящие из одинаковых мономерных звеньев : например, полиэтилен (-СН₂-СН₂-)_n, поливинилхлорид (-СН₂-CHCl-)_n;

• сополимеры — полимеры, содержащие несколько типов мономерных звеньев. В зависимости от характера распределения мономерных звеньев различают регулярные и нерегулярные сополимеры.

В регулярных сополимерах различные мономерные звенья чередуются в определенной последовательности: -А-В-А-В-А-В-; -АА-В-АА-В-, где А, В — мономерные звенья.

В нерегулярных сополимерах распределение звеньев случайное:

• сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности, сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называют блоксополимерами: -(А)_n-(В)_m-(А)_n-(В)_m-; -(А)_l(В)_m-(С)_n -(А)_l-(В)_m-(С)_n-; где А, В, С — мономерные звенья; l, m, п — число мономерных звеньев в блоке.

В зависимости от состава основной цепи полимеры делят на гомоцепные (основная цепь построена из одинаковых атомов) и гетероцепные (в основной цепи содержатся атомы различных элементов).

Синтетические полимеры получают из низкомолекулярных веществ (мономеров) с помощью реакций полимеризации[72], поликонденсации[73], а также путем химических превращений других синтетических или природных полимеров.

Полимеры могут существовать в кристаллическом и аморфном состояниях. Незакристаллизованные полимеры могут находиться в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Высокоэластичное состояние является специфичным для полимеров и характеризуется большими обратимыми деформациями (порядка 1000%) с очень малым временем релаксации. Основные свойства некоторых наиболее распространенных полимеров, используемых для изготовления полимерных пленок, приведены в табл. 30.

Полимеры с низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в высокоэластичное состояние называются эластомерами (каучуками), с высокой — пластиками. Так, например, 1,4-цислибутадиен при температуре около 20 °C представляет собой эластичный материал, который при температуре ниже -90 °C переходит в стеклообразное состояние и относится к эластомерам. Примером пластиков является полиметилметакрилат (органическое стекло), при температуре около 20 °C — твердый стеклообразный продукт, переходящий в высокоэластичное состояние только при 100 °C.

Таблица 30. Основные свойства полимеров

Все каучуки подразделяются на натуральные и синтетические.

Натуральный каучук — продукт растительного происхождения, содержащийся в растительном соке (латексе) каучуконосных растений[74]. Сочетание хороших технологических свойств натурального каучука и его смесей с синтетическими изопреновыми, бутадиеновыми и другими каучуками обеспечило широкое применение натурального каучука в производстве шин, транспортерных лент, приводных ремней, электроизоляционных материалов, клеев, медицинского оборудования, товаров народного потребления.

В 30-е гг. прошлого столетия наряду с натуральным каучуком широкое распространение получают синтетические каучуки, которые обычно классифицируются по областям применения на:

• каучуки общего назначения, применяемые в производстве изделий, в которых реализуется основное качество резины — эластичность;

• каучуки специального назначения, применяемые для производства изделий, обладающих наряду с эластичностью стойкостью к действию различных реагентов, тепло- и морозостойкостью или другими специальными свойствами.

Синтетические каучуки применяются при производстве деталей автомобилей, резиновой обуви и прорезиненных тканей, герметизирующих составов, клеев, антикоррозионных материалов, изоляции проводов и оболочек кабелей.

Каучуки используются для производства резин — продуктов вулканизации каучуков[75]. Резины отличаются способностью к большим обратимым высокоэластичным деформациям. В их состав входят наряду с каучуком или смесью каучуков вулканизирующие агенты, ускорители вулканизации, наполнители, пластификаторы, антиоксиданты, красители и др.

Другой важный класс полимерных материалов — пластические массы (пластмассы, пластики), основу которых составляют полимеры, находящиеся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации — в стеклообразном или кристаллическом. Пластмассы способны под влиянием нагревания и давления формоваться и затем сохранять приданную форму.

Пластики обычно состоят из нескольких компонентов: полимера; наполнителей (органических, неорганических), оказывающих влияние на различные свойства полимеров — прочность, твердость, теплостойкость и др.; пластификаторов, повышающих пластичность и расширяющих интервал высокоэластичного состояния; стабилизаторов, защищающих полимер от старения; красителей и других добавок.

В зависимости от поведения при повышенных температурах все пластики подразделяют на термопласты и реактопласты. Термопласты при нагревании размягчаются и становятся вязкожидкими, а при охлаждении переходят в твердое состояние без изменения первоначальных свойств. Сведения о термопластах, широко используемых в промышленности, приведены в табл. 31.

Реактопласты при нагревании и переработке превращаются в твердые неплавкие и нерастворимые материалы, так как процессы сопровождаются образованием трехмерного полимера с высокой плотностью сетки — отверждением. Благодаря этому реактопласты имеют более высокие, чем термопласты, показатели твердости, модуля упругости, теплостойкости, усталостной прочности.

Кроме упомянутых выше пластиков промышленность производит материалы на основе сополимеров двух или более компонентов; армированные материалы (стеклопластики); полимеры, модифицированные различными добавками в зависимости от предъявляемых требований.

Собирание пластмасс и резин

Собирание пластмасс и резин производится в ходе производства следственных действий по самым различным категориям преступлений, поскольку их последующее криминалистическое исследование очень часто позволяет устанавливать фактические данные, имеющие важное значение для расследования и доказывания в целом. Так, результаты идентификации одежды по отделенным от нее и обнаруженным на месте происшествия пластмассовым пуговицам могут быть использованы для установления факта пребывания подозреваемого лица в данном месте; наличие на инструменте следов герметика и микрочастиц уплотнительной резины определенных марок указывает на возможность использования его в качестве орудия резания, примененного для совершения краж лобовых стекол автомобилей; о причастности подозреваемого к событию преступления может свидетельствовать принадлежность единому целому отрезка изоляционной ленты, использованной при изготовлении взрывного устройства, и мотка изоляции, изъятого в доме подозреваемого; электрические провода с полимерной изоляцией могут изыматься не только по делам, связанным с пожарами, причиной возникновения которых послужил аварийный режим электрооборудования, но и при обнаружении трупов с признаками насильственной смерти: провода часто используются для повешения, связывания рук и привязывания к телу груза при утоплении. Очень часто фрагменты изделий, изготовленных из полимеров, изымаются с мест дорожно-транспортных происшествий, на которых можно обнаружить резину протекторов шин, куски декоративной решетки, бампера, защиты фарных рассеивателей, корпуса зеркала и многое другое.

Таблица 31. Сведения о термопластах, широко используемых в промышленности

Обнаружение макрообъектов из полимеров на местах происшествий обычно никаких затруднений не вызывает. При поиске микрообъектов аналогичных изделий руководствуются общими правилами работы с микрообъектами. Обнаружение их облегчается теми факторами, что частицы полимеров часто отличаются по цвету, отражательной способности от поверхности следовоспринимающего объекта; пластмасса и резина характеризуются низкой реакционной способностью, поэтому могут быть обнаружены в состоянии, пригодном для успешного экспертного исследования, спустя длительные промежутки времени пребывания на открытой местности, в воде и т.д.

Изъятие объектов из пластмасс и резин обычно также затруднений не вызывает. Исключение составляет случай необходимости изъятия резины со следа торможения транспортного средства на сухом асфальтовом покрытии. Изъять резину с частью следовоспринимающего объекта — выход не из лучших, поскольку выдалбливание асфальта — дело не из приятных, да и портить дорожное покрытие ни к чему. В подобной ситуации поступают следующим образом: резину отделяют от асфальта при помощи чистой щетки с коротким жестким ворсом, сметая ее на лист чистой бумаги; так можно изъять большую часть материала протектора шины со следа торможения или юза, которая в отдельных случаях имеет массу свыше 1 г.

Изъятию подлежат все обнаруженные фрагменты изделий из пластмассы, резины. Следовые количества полимеров изымают вместе с предметом или подложкой. В последнем случае, если предметноситель изъять невозможно, с его поверхности в области следанаслоения полимера делают соскобы, одновременно изымают образец материала подложки.

Выбирая способ изъятия и материал упаковки, необходимо помнить о необходимости обеспечить сохранность не только основного материала изымаемых частиц, но и самых различных загрязнений, имеющихся на их поверхности, так как результаты их исследования могут иметь самостоятельное значение.

Так, например, изымая пластмассовую пуговицу, обнаруженную на месте происшествия, необходимо обеспечить сохранность на ней остатков ниток пришивки, микроволокон, остатков ткани и инородных загрязнений. Это позволит в последующем при проведении комплексного исследования идентифицировать такой сложный многокомпонентный объект, как конкретный предмет одежды, от которого обнаруженная пуговица была оторвана при совершении преступления[76] (рис. 20).

Рис. 20. Комплексная экспертиза одежды

Предварительное исследование пластмасс и резин

Предварительное исследование пластмасс и резин проводится с целью установления принадлежности обнаруженных частиц к полимерам, ориентировочного определения их родовой, групповой принадлежности, ориентировочного установления общей родовой, групповой принадлежности материала сравниваемых объектов. Разрушающие методы в ходе предварительного исследования могут применяться лишь при достаточном количестве обнаруженных частиц и возможности направления их абсолютного большинства на экспертное исследование.

В ходе предварительного исследования пластмасс и резин применяются методы оптической микроскопии, в отдельных случаях определяется цвет их люминесценции, поведение при обработке органическими растворителями и поведение при нагревании и воздействии открытого огня.

Микроскопическим исследованием пластмасс и резин выявляются признаки внешней и внутренней морфологии сравниваемых объектов для выявления следующих характеристик: цвета, прозрачности, толщины, однородности материала, однослойности или многослойности, наличия наполнителей, включений, загрязнений, следов рельефа обрабатывающих инструментов и следов иного механического воздействия, дефектов технологического характера, а также механических свойств — твердости, пластичности, упругости, эластичности и пр. Многие полимерные материалы имеют настолько ярко выраженные признаки поверхности и внутреннего строения материала, что одного микроскопического исследования обнаруженных микрочастиц зачастую бывает достаточно для ориентировочного диагностирования изделия, от которого данные частицы отделились.

Например, в ходе осмотра места происшествия по факту убийства на торце разбитого окопного стекла (окно — предполагаемое место проникновения преступника в дом) были обнаружены две микрочастицы, вероятно образовавшиеся при воздействии острой кромки разбитого стекла на что-либо, находившееся на преступнике или при нем при проникновении на место происшествия. Микроскопическим исследованием данных частиц было установлено, что они коричневого цвета, эластичные, их наружная поверхность гладкая, блестящая, внутреннее же строение материала — губчатое. Полученные результаты позволили специалисту предположить, что данные микрочастицы отделились от изделия (куртки, сумки и пр.), изготовленного из искусственной кожи темно-коричневого цвета. Данная информация была сразу же использована в ходе раскрытия преступления по горячим следам. Сотрудники уголовного розыска неподалеку от места происшествия обратили внимание на стоящего в группе зевак мужчину, одетого в темно-коричневую куртку из искусственной кожи, и задержали его для выяснения личности. Впоследствии было установлено, что именно он совершил убийство.

Иногда для установления принадлежности обнаруженной частицы к полимерам, и в частности к термопластичным, можно использовать метод локального нагревания, прикасаясь к ней раскаленным на пламени спиртовки или зажигалки концом препаровальной иглы; в случае термопластичных полимеров при этом в поле зрения оптического микроскопа наблюдается подплавление нагретого участка. Этот метод успешно может быть применен для дифференцирования осколков силикатного и органического стекла (полиметилметакрилата).

В случае наличия достаточного количества объекта при предварительном исследовании пленок можно провести испытание материала на растяжение с целью определения типа полимера:

• легко растягивающиеся полимеры — полиэтилен, неориентированный полипропилен, мягкий поливинилхлорид, гидрохлорированный каучук;

• плохо растягивающиеся полимеры — ориентированный полипропилен, жесткий поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат, найлон.

При наличии достаточного количества образца можно провести пробу на горение (проба Бельштейна). Для этого на медную сетку, предварительно прокаленную на спиртовой горелке до обесцвечивания пламени, помещают образец и сжигают его. Результаты пробы на горение приведены в табл. 32.

Таблица 32. Результаты пробы полимера на горение

Нужно отметить, что при сжигании наполненных минеральными наполнителями и пигментами композиций на медной сетке остается минеральный остаток черного или серого цвета, который не следует путать с продуктом горения полиимидов.

Результаты пробы Бельштейна можно трактовать однозначно только для однослойных полимеров. Пробу же на горение многослойных полимеров можно проводить только раздельно с материалом каждого слоя.

Рис. 21. Схема проведения предварительного исследования полимерной пленки

В заключение приведем схему проведения предварительного исследования полимерных пленок с целью ориентировочного установления типа полимера (рис. 21).

Возможности экспертизы пластмасс, резин и изделий из них

Предметом криминалистической экспертизы пластмасс, резин и изделий из них являются фактические данные, обстоятельства дела, устанавливаемые с помощью экспертных исследований вещественных доказательств — полимерных материалов и изделий из них на основе положений криминалистики с использованием общетехнических отраслей знания (химии и технологии полимеров, товароведения пластмасс, резин и изделий из них) и специальных научных исследований, проводимых с целью изучения и формулировки закономерностей возникновения, условий сохранения и передачи криминалистически значимой информации свойствами полимерных материалов и изготовленных из них (с их использованием) предметов — элементов вещной обстановки.

Криминалистическая экспертиза пластмасс, резин и изделий из них входит на правах рода в подкласс криминалистических экспертиз веществ, материалов и изделий. В свою очередь, криминалистическая экспертиза пластмасс, резин и изделий из них состоит из двух видов экспертиз:

• криминалистической экспертизы пластмасс и изделий из них (состоящей, в свою очередь, из следующих подвидов экспертизы: экспертизы пленочных материалов и изделий, экспертизы пластмассовых пуговиц, экспертизы пластмассовой изоляции изделий кабельной промышленности, экспертизы клейких (липких) и изоляционных лент: экспертизы пластмассовых покрытий и слоистых пластиков, экспертизы искусственных кож, экспертизы литьевых (объемных) изделий технического назначения и народного потребления, экспертизы пленочных волокон и изделий из них);

• криминалистической экспертизы резин и изделий из них (состоящей из следующих подвидов экспертизы: экспертизы резинотехнических изделий, экспертизы шин, экспертизы резиновой изоляции изделий кабельной промышленности, экспертизы резиновых клеев, экспертизы резиновой обуви).

С учетом изложенного, объектами криминалистической экспертизы пластмасс, резин и изделий из них в зависимости от обстоятельств дела могут быть:

• упаковочные средства;

• детали транспортных средств;

• радио- и телеаппаратура;

• продукция электротехнической и кабельной промышленности (изоляционные слои проводов, шнуров, кабелей, изоляционные ленты и др.);

• продукция обувной промышленности (резина, искусственная кожа);

• продукция галантерейной промышленности (бижутерия, пуговицы);

• другие распространенные в быту пластмассы, резины и изделия из них[77];

• объекты-носители наслоений пластмассы и резины.

Задачи криминалистической экспертизы пластмасс, резин и изделий из них определяются в каждом конкретном случае ситуационно, т.е. в зависимости от обстоятельств дела.

Типовыми, определенными с позиций запросов оперативных сотрудников в рамках оперативно-розыскной деятельности (ОРД) или следователей в рамках расследования, являются следующие задачи:

• обнаружение — установление наличия-отсутствия искомых объектов (микроколичеств веществ, микрочастиц — фрагментов изделий из пластмасс и резин) на предмете-носителе;

• диагностика — определение природы, наименования, назначения, области применения, происхождения, условий существования, причин изменения свойств или иных классификационных свойств объектов — пластмасс, резин и изделий из них, а также обстоятельств следообразования и других;

• идентификация — установление тождества элемента вещной обстановки (в частности — по отделенным от него фрагментам из пластмассы или резины), установление общей родовой (групповой) принадлежности искомого и проверяемого объектов.

Как уже отмечалось, объектами экспертного исследования могут быть материалы и изделия, представляющие собой часть более общего объема. Это — провода, кабели, липкие ленты, пленки и др.

В конкретных случаях в рамках криминалистической экспертизы пластмасс, резин и изделий из них могут быть заданы и решены следующие вопросы.

1. Диагностические:

• Имеются ли на представленном предмете микроколичества вещества, микрочастицы полимерных материалов?

• Если да, то к какому типу, виду, марке они относятся, в каких целях используются?

• Какова область применения, происхождение, условия существования изделия из полимерных материалов, фрагменты которого поступили на исследование?

• Какова причина изменения первоначальных свойств изделия из полимерных материалов? Не подвергалось ли оно действию агрессивных веществ, высокотемпературному воздействию и пр.?

• Образован ли след на дорожном покрытии, одежде потерпевшего резиной? Если да, то каковы тип, вид и марка данной резины?

2. Идентификационные:

• Имеет ли полимерный материал (пластмасса, резина) сравниваемых объектов общую родовую, групповую принадлежность?

• Имеют ли сравниваемые изделия из полимерных материалов единый источник происхождения по месту и технологии изготовления?

• Имеют ли сравниваемые изделия из полимерных материалов общую групповую принадлежность по условиям хранения и эксплуатации?

• Не являются ли частью одного изделия из полимерных материалов фрагменты, обнаруженные в разных местах?

Последний вопрос обычно решается в результате проведения комплексной криминалистической трасолого-материаловедческой экспертизы, (комплексной трасологической, криминалистической экспертизы металлов, сплавов и изделий из них и криминалистической экспертизы пластмасс, резин и изделий из них.) которая должна проводиться во всех случаях, когда экспертом-трасологом не установлена общая поверхность разделения. В ходе проведения такой экспертизы выявляются четыре группы признаков (на примере изделий кабельной промышленности — проводов и кабелей с пластмассовой или резиновой изоляцией):

• признаки, образующиеся в процессе разделения целого на части. Ими являются поверхность разделения с особенностями макро- и микрорельефа;

• признаки источника происхождения, которые подразделяются на трасологические (следы фильер на токопроводящих жилах, матриц на пластмассовой изоляции, обрезного ролика на резиновой изоляции), маркировочного обозначения (контрольные нити, буквенные обозначения на пластмассовой или резиновой изоляции и др.), технологические признаки (характер крутки токопроводящей жилы, шаг крутки, ассортимент используемых материалов, признаки технологии нанесения изоляционных слоев, партии сырья и пр.), а также признаки строения и конструктивных особенностей (строение токопроводящей жилы, наличие изоляционного покрытия и пр.);

• признаки, характеризующие внешнюю и внутреннюю структуру объектов, появление которых обусловлено технологией получения объектов (характер надмолекулярных структур, вздутия, пустоты у пластмассовой или резиновой изоляции провода или кабеля, распределение в изоляционном слое красящих веществ, наполнителей и пр.);

• признаки, возникающие при эксплуатации объектов (изменившиеся в процессе эксплуатации состав и структура полимерных материалов, морфология поверхности, царапины, наслоения посторонних веществ и т.д.).

На разрешение комплексной экспертизы изделий кабельной промышленности ставятся следующие вопросы.

• Каков механизм (способ) отделения частей? Не имеют ли части общей поверхности разделения, если да, то не являются ли они продолжением одна другой?

• Имеют ли полимерный материал (пластмасса, резина, эмаль), металл токопроводящей жилы, матерчатая оплетка сравниваемых объектов общую родовую и групповую принадлежность?

• Имеют ли сравниваемые объекты единый источник происхождения?

• Имеют ли сравниваемые объекты общую групповую принадлежность по условиям хранения и эксплуатации?

• Принадлежали ли ранее единому целому (назвать искомый объект) исследуемые части проводов, кабелей?

При исследовании пластмасс, резин и изделий из них обычно используется комплекс методов.

Исследование методом оптической микроскопии направлено на изучение признаков внешней и внутренней морфологии и механических свойств сравниваемых объектов для выявления следующих характеристик: цвета, прозрачности, толщины, однородности материала, наличия наполнителей, включений, загрязнений, следов рельефа обрабатывающих инструментов и следов иного механического воздействия, дефектов технологического характера, а также некоторых механических свойств — твердости, пластичности, упругости, эластичности и пр.

Применение электронной микроскопии позволяет изучать надмолекулярные структуры полимеров, которые весьма чувствительны к технологическим условиям их получения, формования, обработки пластмасс и резин и условий их эксплуатации. Образование надмолекулярных структур — это процессы упорядочения, происходящие при переходе полимеров из аморфного в кристаллическое состояние. Чем выше кристалличность, тем в большей степени упорядочена надмолекулярная структура полимера. Многие полимеры способны неограниченное число раз переходить из аморфного в кристаллическое состояние.

Химический анализ позволяет определить природу полимерного материала и иных компонентов. Наиболее часто эксперты применяют следующие пробы и реакции: термическая проба, проба на горение, определение растворимости, реакции газообразных продуктов сухой перегонки, некоторые качественные реакции. Результаты химического анализа, как правило, используются в качестве ориентировочной информации о природе и некоторых свойствах объекта.

При исследовании полимеров, как правило, применяется и метод инфракрасной спектроскопии, который наряду с качественным составом полимерной основы материала позволяет определять количественный состав сополимеров, наличие и концентрацию специальных добавок, выявлять признаки технологии синтеза полимера, переработки его в изделие и эксплуатации последнего.

В случаях ограниченного количества исследуемого объекта единственным методом анализа органической составляющей пластмасс и резин является пиролитическая газовая хроматография, с помощью которой устанавливается природа полимерного материала и проводится сравнительное исследование объектов в целях выявления их общности (различия) по партиям выпуска и условиям технологической обработки.

Полезную информацию при исследовании различных полимеров дает применение метода дифференциального термического анализа (ДТА), с помощью которого можно дифференцировать объекты по их природе, технологическим условиям их производства, например различать полиэтилен высокого и низкого давления, полученный в различных условиях. Сущность метода ДТА заключается в измерении тепловых эффектов, сопровождающих нагревание или охлаждение изучаемого вещества в зависимости от температуры. Эта зависимость выражается кривой — термограммой.

Рентгеновский фазовый анализ применяется при исследовании наполненных пластмасс и резин в целях изучения состава наполнителей (талька, диоксида титана, бланфикса и др.). Использование рентгеноструктурного анализа позволяет дифференцировать объекты одинакового качественного и количественного составов по структуре полимерной основы.

Эмиссионный спектральный анализ дает возможность определить элементный состав минеральной части полимера, обусловленный наличием наполнителей, минеральных пигментов, вулканизирующих веществ, ускорителей, активаторов вулканизации, а также присутствием минеральных элементов, входящих в состав разнообразных органических сырьевых компонентов, использованных при изготовлении пластмассы или резины. То обстоятельство, что состав пластмасс и резин существенно варьируется в зависимости от завода-изготовителя и партии выпуска продукции вследствие изменения дозировки сырьевых компонентов и замены одних компонентов другими, позволяет в ходе криминалистического исследования полимеров устанавливать завод-изготовитель и дифференцировать продукцию различных партий, выпущенных на одном предприятии.