22. Токсикологические свойства строительных пластмасс, их характеристика и гигиенические рекомендации.

Свойства различных пластмасс обусловлены видом полимера, типом наполнителя, способом производства, содержанием добавок и другими факторами. Вместе с тем, для пластмасс характерны некоторые общие свойства. К положительным свойствам пластмасс относится их малая плотность: от 10... 20 кг/м3 до 2 200 кг/м3 у ячеистых пластмасс. В среднем пластмассы в 6 раз легче стали и в 2,5 раза — алюминия. Наряду с высокой механической прочностью это обеспечивает пластмассам очень высокую удельную прочность (коэффициент конструктивного качества).

Характерная особенность пластмасс заключается в том, что наряду с высокой прочностью при сжатии они имеют еще более высокую прочность при растяжении и изгибе. Так, предел прочности стеклопластиков, МПа, доходит при сжатии до 350, а предел прочности при изгибе — до 550; для древесно-слоистых пластиков — соответственно 150 и 280 МПа.

Пластмассы имеют низкую теплопроводность, высокую водостойкость и водонепроницаемость, универсальную химическую стойкость, высокие электроизоляционные свойства, гигиеничность и декоративность, малую истираемость и т.д.

Пластмассы способны окрашиваться в различные цвета; некоторые из них прозрачны. Технологичность пластмасс заключается как в относительной простоте изготовления материалов и изделий, так и в высокой степени готовности изделий, требующих на строительстве только монтажа. Пластмассы легко обрабатываются (режутся, сверлятся, пилятся и т.д.), хорошо свариваются и склеиваются как между собой, так и с другими материалами (металлом, деревом и др.). Кроме того, для производства пластмасс у нас в стране имеется обширная сырьевая база.

Наряду с положительными свойствами пластмассы имеют ряд существенных недостатков. К отрицательным свойствам пластмасс прежде всего относится низкая теплостойкость: большинство пластмасс имеют предельную температуру применения 100... 150°С, а некоторые начинают размягчаться уже при 60... 80°С. При дальнейшем повышении температуры большинство пластмасс горит.

При длительном действии напряжений пластмассе свойственна необратимая деформация — ползучести, которая резко возрастает с повышением температуры. Поверхностная твердость пластмасс достаточно низкая. Значительным недостатком является высокое тепловое расширение пластмасс — во много раз больше, чем у металлов, бетона, стекла, а также склонность к старению.

Большинство пластмасс относится к сгораемым материалам, т. е. способным к самостоятельному горению и тлению после удаления источника огня в течение более 1 мин с потерей массы более 20%. Материалы, которые не горят при нагревании до температуры 750°С, имеют потерю массы после испытания менее 10% и не выделяют горючих газов в количестве, достаточном для их воспламенения, считают несгораемыми. Несгораемые материалы: фторопласты, материалы из перхлорвинила.

Для полимерных материалов, применяемых для внутренней облицовки стен, потолков, покрытия полов, особенно важны токсикологические и гигиенические характеристики пластмасс. К токсичным можно отнести пластмассы, выделяющие токсичные вещества выше нормативных значений. К токсичным веществам, которые могут выделяться из пластмасс, например, в результате незавершенности химических процессов получения полимеров, относятся ацетон, бензол, фенол, фурфурол, хлор, винилацетат и др. Даже небольшие количества химических веществ, выделяющихся из полимерных материалов, могут вызывать нарушения в состоянии организма человека. Наиболее частыми причинами аллергических дерматитов и экзем являются формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные смолы.

Источником формальдегида в помещении могут служить древесно-стружечные плиты, полимерные материалы для полов, внутренней отделки стен, декоративные слоистые пластики и др. Формальдегид (2-й класс опасности) обладает хронической токсичностью, негативно воздействующей на наследственность, дыхательные пути, глаза, кожный покров, репродуктивные органы. В зависимости от материала интенсивность выделения формальдегида со временем может уменьшаться или увеличиваться (материалы с защитным слоем по мере старения и растрескивания увеличивают выделение формальдегида, а без защитного слоя уменьшают). Интенсивность выделения летучих веществ зависит также от температуры, влажности, воздухообмена.

Фенол могут выделять ДСП, линолеумы, мастики, шпаклевка; стирол — отделочные материалы на основе полистирола; бензол — мастики, клеи, линолеумы; ацетон — лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики; толуол — лаки, краски, клеи, мастики, линолеумы и другие отделочные материалы и т.д. и т.п.

Чрезвычайно токсичными могут быть вещества, выделяемые при горении пластмасс. Так, при горении поливинилхлорида образуется диоксин — сильнейший яд, ничтожная доза которого способна убить человека. Он в тысячу раз токсичнее известного яда стрихнина. Диоксин оказывает опаснейшее воздействие на имунную и эндокринную системы организма, вызывает образование опухолей и воздействует на репродуктивные функции. Действие диоксинов проявляется при ничтожных концентрациях. Так, в нашей стране принята допустимая суточная доза (ДСД) — 10 пкг/кг массы тела в день (пикограмм — это одна триллионная доля грамма).

Пластмассы в целом можно отнести к долговечным материалам при условии правильно выбранной технологии их изготовления и соответствия условий эксплуатации их свойствам. Необходимость ремонта и замены полимерных материалов возникает из-за старения связующего, повышенного истирания, изменения линейных размеров, потери декоративных свойств. На долговечность пластмасс отрицательно влияют процессы, способствующие проникновению влаги и агрессивных веществ через пленку полимера к наполнителю.

Строительные пластмассы, применяемые для отделки зданий и сооружений, могут быть отделочными — выполнять роль декоративного покрытия конструкции, которое защищает ее от внешних воздействий, или конструкционно-отделочными, выполнять не только защитно-декоративные функции, но и воспринимать определенные механические нагрузки.

Синтетические облицовочные материалы крупногабаритных размеров позволяют скрыть или декорировать инженерные коммуникации — приточно-вытяжную вентиляцию, электрические и слаботочные разводки, специальные технические устройства, создать необходимый акустический, вентиляционный или световой режим помещения. Отделочные элементы на заданных участках стен в помещениях могут поглощать или отражать звук, декорировать источники света и звука, служить светопрозрачными или светорассеивающими экранами, либо наоборот — концентрировать звук и свет.

Применение синтетических облицовочных материалов и индустриальных методов выполнения работ повышает эффективность строительства, которая выражается не только в сокращении сроков возведения зданий и снижении трудовых затрат, но также и в снижении расходов на эксплуатацию зданий за счет увеличения межремонтных сроков.

Отделка конструкций различными синтетическими отделочными материалами позволяет исключить «мокрые» процессы в отделочных работах, сокращает трудовые затраты, улучшает качество и декоративность внутреннего пространства помещений.

Санитарно-гигиенические свойства

Пластмассы способны выделять в окружающую среду вещества, ос­тавшиеся или образовавшиеся в полимерах при их синтезе, а также в процессе производства тары, хранения, распределения, потребления и утилизации. Санитарно-гигиеническая характеристика включает ком­плекс показателей, определяющих потенциальную опасность полимер­ных материалов для здоровья человека и их соответствие гигиеничес­ким требованиям, которые предъявляются к материалам и изделиям конкретного назначения. Регламентация санитарно-гигиенических по­казателей производится на основе специальной инструкции.

Особенно жесткие требования предъявляются к материалам тары и упаковки продукции пищевой и медицинской промышленности. Для контакта с такими продуктами допускаются только материалы, не из­меняющие внешнего вида продуктов, их цвета, прозрачности и консис­тенции, не придающие продуктам постороннего запаха и привкуса, не выделяющие в продукты токсичных веществ, не взаимодействующие с продуктами и не вызывающие снижения их ценности, не изменяющие­ся сами под влиянием продуктов. На использование того или иного по­лимерного материала для упаковки определенного пищевого продукта в конкретных условиях технологической обработки и хранения долж­но быть получено разрешение Министерства здравоохранения РФ. Санитарно-гигиенические свойства упаковочных материалов оп­ределяют с помощью органолептических, санитарно-химических и ток­сикологических методов исследований.

Органолептические исследования должны установить, выделяют­ся ли из материала тары в продукцию и окружающую среду пахучие вещества или привкусы, которые могут быть обнаружены с помощью органов чувств. Высокая чувствительность вкусового и обонятельного анализаторов человека позволяет обнаружить даже незначительные изменения качества продуктов, а иногда уловить присутствие таких количеств посторонних веществ, которые находятся за пределами чув­ствительности современных методов анализа.

Исследования проводят с помощью вытяжек из образцов материала тары, модельных растворов и упаковываемой продукции. В вытяжках определяют изменение цвета, устанавливают появление в них мутнос­ти или осадка, вкуса или привкуса и постороннего запаха. Запах определяют по 6-балльной шкале. Интенсивность запаха выше 1 балла не допускается.

Санитарно-химические исследования направлены на установле­ние выделяющихся из материала тары низкомолекулярных веществ. Скорость и количество выделяющихся веществ зависят в первую оче­редь от взаимодействия материала с упаковываемым продуктом. Труд­ность исследований обусловлена сложностью состава продуктов и их неустойчивостью при хранении, связанной с процессами прогоркания, скисания, брожения и т.п. Особенно затруднено определение в продук­тах малых количеств мигрирующих соединений и стандартизация ус­ловий исследований.

Санитарно-химические исследования проводят с помощью модели­рования реальных условий эксплуатации тары и упаковки в контакте со специальными средами, имитирующими пищевые продукты. Ори­ентировочной величиной для предварительного суждения о возможно­сти контакта полимерного материала с пищевыми продуктами могут служить предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ, мигри­рующих в модельные среды. В эти среды не допускается переход ионов Си, As, Pb, Cr, Zn.

Поскольку ни одна модельная среда не может всесторонне имити­ровать условия миграции токсичных веществ в пищевые продукты, ис­следования предусматривают также испытания в условиях опытной эксплуатации, по результатам которых может быть выдано разрешение на временное использование исследованного упаковочного материала.

Токсикологические исследования выявляют токсическое дей­ствие на организм выделяющихся из материала тары низкомолеку­лярных веществ.

Токсикологические исследования полимерных материалов проводят в несколько этапов. Первичная оценка заключается обычно в проведе­нии кратковременных опытов на животных — белых мышах, крысах, морских свинках, кроликах. Исследуемые вещества вводят в организм различными путями. Особое внимание уделяют тому пути введения, которым эти вещества могут попасть в организм человека. Первичная оценка позволяет определить параметры токсичности веществ, напри­мер их смертельную дозу или максимально переносимую дозу. В слу­чае умеренной или слабой токсичности соединений на основании пол­ного токсикологического исследования устанавливают их безвредную (недействующую) дозу.