Санитарно-гигиенические и токсикологические характеристики

Санитарно-гигиенические и токсикологические характеристики волокнистых композитов в основном определяются соответствующими характеристиками их основных компонентов, главным образом полимерных матриц и вводимых в них специальных добавок и наполнителей.

Многие термопласты при их применении в качестве матриц являются нетоксичными или малотоксичными компонентами волокнистых композитов, однако могут содержать остатки инициаторов полимеризации или непрореагировавших мономеров.

В процессе синтеза поликапроамида остаются непрореагировавшими значительные количества ε-капролактама и его циклических олигомеров (они образуют достаточно устойчивые циклы, находящиеся в равновесии с образующимся полимером). Их удаление промывкой полимера или вакуумной отгонкой позволяет снизить содержание капролактама до 1-2%. Поэтому длительный контакт с кожей человека иоликапроамидных полимеров может вызывать аллергическую реакцию.

Полиуретаны могут содержать исходные мономеры — изоцианаты, являющиеся весьма токсичными веществами.

Поливинилхлорид обычно содержит пластификаторы, которые мигрируют из полимера при эксплуатации изделий. Кроме того, при действии инсоляции или нагревании образуется хлористый водород и другие хлорсодержащие вещества.

Следует обратить внимание на армирующие гетероциклические волокна, содержащие бензимидазольные и другие циклические группировки, имеющие в своем составе третичный основной азот с подвижным атомом водорода. Поскольку при их синтезе используются хлорангидриды, то в волокнах часто содержится ионно-связанный хлористый водород (до 2%).

Содержание нежелательных примесей в термореактивных матрицах обычно более существенно. Многие реактопласты, используемые в качестве связующих, содержат остаточные количества отвердителей, остатки непрореагировавших исходных мономеров или другие компоненты, обладающие нежелательными токсичными характеристиками. Это особенно относится к феноло-формальдегидным и эпоксидным смолам. Кроме того, поликонденсационные связующие в уже готовых композитах при нагревании в процессах эксплуатации часто выделяют токсичные низкомолекулярные вещества. Приведем несколько примеров.

В фенол- и резорцинформальдегидных смолах присутствуют фенол или резорцин и формальдегид, постоянно выделяющиеся в процессах эксплуатации; некоторое количество формальдегида содержат и образуют при эксплуатации, особенно при нагревании, аминопласты (мочевино- и меламино-формальдегидные смолы).

Полиэфирные смолы обычно содержат небольшие количества мономеров (стирола, акриловых мономеров) и инициаторов полимеризации (перекись бензоила и др.).

Эпоксидные смолы содержат исходные мономеры (например, эпихлоргидрин и его производные), аминные или другие виды отвердителей.

Среди наименее опасных термореактивных матриц могут быть названы меламино-формальдегидные смолы, некоторые виды полиэфирных смол и другие отдельные их виды, композиты на основе которых разрешены для применения в строительстве, производстве мебели и других аналогичных применениях.

Более того, при эксплуатации полимерных волокнистых композитов в результате термо- и фотохимической деструкции образуются различные вещества, являющиеся небезопасными в санитарно-гигиеническом и токсикологическом отношении. Некоторые композиционные материалы и изделия из них, эксплуатируемые при повышенных температурах, особенно в присутствии влаги и других активных сред (как пример, стеновые панели или мебель на основе древесных пластиков вблизи приборов отопления) могут быть причиной токсичных выделений.

Поэтому все виды волокнистых полимерных композитов, включая исходные компоненты и готовые материалы, должны проходить комплекс исследований, включающих следующее:

• санитарно-химические испытания, назначение которых оценить миграцию вредных веществ в среды, контактирующие с полимерным материалом. При этом используются как натурные, так и модельные среды, соответствующие областям применения материалов. Полученные данные о концентрациях токсичных соединений сравниваются с их предельно допустимыми концентрациями;

• физико-гигиеническую оценку, включающую сорбционныс, тепловые характеристики, электризуемость и т. п.;

• микробиологическую оценку, то есть оценку влияния на развитие микрофлоры на материале или в окружающей материал среде;

• токсикологические испытания, включающие комплекс исследований на животных при различных способах контакта или введения полимерных материалов в их организм.