Токсичность сэндвич-панелей PIR

Анализ рынка показывает: с каждым годом растёт популярность сэндвич-панелей PIR – теплоизоляционного строительного материала, который изготавливается из пенополиизоцианурата (разновидности пенополиуретана). ПИР-панели имеют ячеистую структуру, значительная часть их объёма заполнена воздухом, что обеспечивает чрезвычайно низкую теплопроводность. Заслуживает внимания высокая пожаробезопасность PIR-панелей: они выдерживают температуру до 140°С и не поддерживают горение.

Как известно, выделение в воздух токсичных газообразных веществ является одной из двух основных причин гибели людей при пожарах. Закономерен вопрос: насколько высока токсичность PIR-панелей при возникновении возгорания? Ответ на него был дан в ходе испытаний [1], которым был подвергнут этот теплоизоляционный материал.

Содержание испытаний

При эксперименте, который был проведён с ПИР-панелями, они подвергались:

• термоокислительной деструкции. В ходе этого испытания сэндвич-панели испытывали воздействие температуры, равной приблизительно 450°С;
• плазменному горению. Температура пламени, воздействующего на материал во время этого испытания, составляла приблизительно 750°С.

Образцы PIR-панелей кондиционировались в лабораторных условиях в течение 48 часов.

При реализации экспериментальных методов определения токсичности использовались такие технические средства, как:

• установка, предназначенная для измерения степени токсичности;
• газовые хроматографы;
• фотоэлектроколориметр;
• спектрофотометр;
• весы, линейка, секундомер.

Цель испытаний

Проведение эксперимента с PIR-панелями преследовало цель определения Н_CL50– так называемого показателя токсичности. В закрытое пространство были помещены подопытные животные – белые мыши весом приблизительно 20 грамм каждая. Исследуемый материал подвергался температурному воздействию, в ходе которого выделял в воздух токсичные соединения. Значение показателя Н_CL50 считалось достигнутым при гибели 50% подопытных животных.

Вещества, выделяемые панелями при воздействии высокой температуры

В ходе испытаний, проводившихся для определения токсичности PIR-панелей, этот материал выделял в воздух следующие вещества, представляющие опасность для живых организмов: 

• оксид азота (IV) - 1.0 мкг;
• аммиак - 5,0 мкг;
• бензол 0,4 мкг;
• HCN - 0,15 мкг;
• HCl - 3 мг/м³;
  
• CCl4 - 5,0 мкг;
• оксид углерода (II) - 0,5 мг/м³;
• оксид углерода (IV) - 50 мг/м³;
• стирол - 2,0 мг/м³;
• фенол 0,1 мг/м³;
• формальдегид 0,25;мг/м³;

Перечисленные вещества оказывают следующее токсическое воздействие:

• в крови образуется карбоксигемоглобин, который нарушает доставку кислорода к тканям организма;
• подавляется деятельность ферментов, содержащих железо, что также угнетает тканевое дыхание;
• парализуются нервные центры;
• изъязвляются слизистые оболочки;
• раздражаются дыхательные пути, может возникнуть их закупорка;
• возникает отёк лёгких;
• нарушается способность человека ориентироваться в пространстве.

Сочетание перечисленных негативных проявлений может повлечь летальный исход.

Результаты испытаний

По результатам токсикологических испытаний ПИР-панелей было определено, что значение Н_CL50 не достигается. Условия при этом таковы:

• температура, воздействующая на материал: 750°С;
• время экспозиции: 30 мин;
• максимальная насыщенность воздуха в испытательной установке:160 г/м³.

Минимальное значение параметра Н_CL50было получено при температуре 450°С: его значение составило 158,5±14,9 г/м³. Степень токсичности PIR-панелей в этом режиме, таким образом, оказалась наименьшей. Результаты эксперимента наглядно показывают, что сэндвич-панели PIR в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89 [2], имеют класс опасности "малоопасные" (значение Н_CL50>120 г/м3 при времени экспозиции 30 минут). При этом  предел огнестойкости сэндвич-панелей PIR по результатам эксперимента составил REI 45, что соответствует грппе горючести Г2 (умеренногорючие) [3].

Источники:

1. Протокол №1013/16 испытаний токсичности продуктов горения полимерных материалов в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89. 
2. ГОСТ 12.1.044-89 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов".
3. СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружение".