Современный пенополистирол, применяемый в строительстве, производится по технологиям, предусматривающим применение, специальных химических добавок: стабилизирующих, термостабилизирующих и антипиренов. Эти добавки значительно увеличивают стойкость полистирола к окислительной, термоокислительной и термической деструкции, при необходимости в пенополистирол может быть добавлена добавка, увеличивающая его стойкость к солнечному свету, вернее его ультрафиолетовой составляющей. Как правило, такая добавка не применяется, поскольку, пенополистирол находится в составе конструкции и защищен от воздействия негативных факторов.
4.9. Деструкция пенополистирола
Неизбежность деструкции (лат. destructio — разрушение) полистирола обусловлена самой сущностью полимеризационных пластмасс. Под воздействием внешних факторов (тепло, свет, радиация, механические и биологическое воздействие и т. д.) у всех полимеров, в том числе и у полистирола происходят разрушения макромолекул (отщепление микрорадикалов и деполимеризация) в результате чего изменяются химико-физические и эксплуатационные свойства.[51][52] Деструкция пенополистирола существенным образом отлична от деструкции полистирола. В первую очередь это обусловлено развитой наружной поверхностью, характерной для всех вспененных пластмасс.[53]
4.9.1. Низкотемпературная деструкция пенополистирола
Вопрос о низкотемпературной деструкции современного пенополистирола до конца не исследован. Доподлинно известно, что в х годах в СССР проводились замеры, показавшие превышение ПДК по стиролу, однако это было связано с несовершенством химического производства. По причине использования несовершенных технологий в полученном полистироле оставалась значительная концентрация мономера, которая не извлекалась из материала при дальнейшей обработке [54]. Современные разработки в области химической промышленности позволили решить эту проблему, и произведенный по современным технологиям пенополистирол не содержит остаточного мономера, что исключает превышение ПДК стирола при нормальных условиях эксплуатации.
Тем не менее продолжают широко применяются пенополистирольные плитки для потолка. Материал, из которого изготовлены некоторые виды подобной продукции, произведен по устаревшим технологиям и выделяет стирол[55]. Для некоторых марок плиток выделение стирола многократно превышает допустимую норму[56].
Д. х.н., профессор кафедры переработки пластмасс РХТУ им. М. Кербер о выделении стирола из современного пенополистирола:[57]
В условиях обычной эксплуатации стирол окисляться никогда не будет. Он окисляется при гораздо более высоких температурах. Деполимеризация стирола действительно может идти при температурах выше 320 градусов, но всерьёз говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от минус 40 до плюс 70 С нельзя. В научной литературе имеются данные о том, что окисления стирола при температуре до +110 С практически не происходит.
Токсичная природа стирола и способность пенополистирола выделять стирол считается европейскими экспертами недоказанной.
В связи с прохождением в 2010 г. процедуры регистрации химических веществ в Европейском Химическом Агентстве в соответствии с регламентом REACH ведущими фирмами производителями и импортерами в ЕС стирола и его полимеров был создан Консорциум «Стирол». Рабочим органом Консорциума были изучены все проведённые в мире на настоящий момент исследования, касающиеся его токсичности (около 18 показателей токсичности для человека и около 20 показателей токсичности для окружающей среды). Затраты на исследования составили около 4 млн евро. Результаты этих исследований вошли в отчет о химической безопасности (CSR), который является приложением к регистрационному досье для стирола, которое находится в распоряжении Европейского Химического Агентства. Стирол, ЕС № , CAS № . В результате проведённого анализа всех имеющихся токсикологических и физико-химических данных была разработана следующая классификация его опасности для здоровья человека (раздел 3 «Классификация и маркировка» CSR): Стирол, ЕС № , CAS № : огнеопасная жидкость (класс опасности 3); вреден при вдыхании (класс опасности 4); вызывает серьёзное раздражение глаз (класс опасности 2); может вызвать раздражение органов дыхания (класс опасности 3); вызывает раздражение кожи (класс опасности 2); может быть смертельным при проглатывании (класс опасности 1); при длительном вдыхании вызывает поражение органов слуха (класс опасности 1); мутагенность — нет оснований для классификации; канцерогенность — нет оснований для классификации; репродуктивная токсичность — нет оснований для классификации.
Более того, необходимо иметь в виду, что стирол естественным образом содержится в кофе, корице, клубнике и сырах.[58]
Александр Крюков, начальник технического управления крупнейшего нефтехимического холдинга СИБУР:[59] — По стиролу. Три года назад вышел европейский регламент REACH. Для того, чтобы производить и вводить продукцию на территорию Европейского Союза, нужно зарегистрировать свою продукцию. Что такое регистрация? Она предполагает создание регистрационного досье. Такого досье по объёму до этого не создавалось. Оно содержит, кроме физики и химии, 18 токсикологических разделов исследований, 23 экотоксикологических раздела. Понятно, что создать такое досье очень сложно. Поэтому в рамках регламента REACH предполагается создание консорциумов. Все заинтересованные складываются и участвуют. У Сибура очень много веществ, мы участвовали во многих консорциумах, и был консорциум по стиролу. Собрались производители со всего мира, наняли профессионалов, которые создали техническое досье по стиролу. Потратили 4 млрд евро за 2 года. Проанализрованы все имеющиеся мировые данные по токсикологии. Принятая по всему миру классификация и маркировка по стиролу — следующая. Стирол не является мутагенным, канцерогенным веществом, и не оказывает воздействие на репродуктивную деятельность организма
Таким образом, основные опасения, связанные с особой токсичностью стирола (мутагенность, канцерогенность, репродуктивная токсичность), якобы выделяющегося при использовании пенополистирола, не подтверждаются.
Лауреат государственной премии за теоретические основы создания и внедрения эффективных тепло - и звукоизоляционных материалов, заместитель генерального директора по научной работе закрытого акционерного общества "Научно-производственная фирма «Стройпрогресс — Новый век» В. В. Гурьев:[60]
— Случаев по превышению ПДК по полистиролу я не встречал. Промерзание где-то было, где-то была плесень. Это могло быть связано с некачественным монтажом, например. Но зачастую, все сразу переводят на само изделие
Профессор РХТУ, д. х.н., :[61]
— наиболее чувствительной характеристикой с точки зрения механических свойств таких материалов как пенополистирол является ударная вязкость, характеризующая сопротивление материала ударным нагрузкам. Согласно исследованиям, падение ударной вязкости пенополистирола при 65 градусах Цельсия не отмечено на интервале 5000 часов. Падение ударной вязкости при 20 градусах Цельсия не отмечено за 10 лет. Таким образом, нет никаких оснований говорить об ухудшении со временем механических или других физических свойств пенополистирола.
Лауреат государственной премии за теоретические основы создания и внедрения эффективных тепло - и звукоизоляционных материалов, заместитель генерального директора по научной работе закрытого акционерного общества «Научно-производственная фирма „Стройпрогресс — Новый век“ В. В. Гурьев:[62]
— пенополистирол обладает оптимальным сочетанием физико-математических свойств: пределом прочности при сжатии, пределом прочности при разрыве, модулем упругости, пределом деформации при растяжении, благодаря чему стабильно сохраняет свою нишу в современном строительстве.
Эксперты, как в строительной, так и в химической отрасли либо отрицают саму возможность окисления пенополистирола в обычных условиях, либо указывают на отсутствие прецедентов, либо ссылаются на отсутствие у них информации по данному вопросу.
Профессор РХТУ, д. х.н., :[63]
— Говоря о фотохимической деструкции, нужно отметить, что разрушение пенополистирола под воздействием солнечного света происходит только в поверхностном слое на глубину несколько миллиметров. При этом наблюдается пожелтение материала, и на этом процесс фотохимического распада заканчивается. Поэтому, с этой точки зрения фотохимические превращения пенополистирола не несут никакой опасности для его эксплуатации. Тем более что при разумном использовании в строительстве пенополистирол не должен выступать наружу, и не должен представлять открытую поверхность. Если такая поверхность существует, то её необходимо защитить цементом или бетоном». — …Имеются данные эксперимента на базе нескольких лет. На основании этих данных окисление пенополистирола при температуре до 110 градусов практически не происходит. И всерьё говорить о выделении стирола в процессе эксплуатации пенополистирольных блоков в интервале температур от минус 40 до плюс 60-70, это совершенно несерьезный разговор
Симонов-, д. т. н., профессор МИТХТ, зав. кафедрой переработки пластмасс:[64]
— Все эти процессы выделения стирола начинаются тогда, когда он начинает гореть при температуре 280 градусов. Начинается термодеструкция. До этого — никакого стирола нет. Окисление кислородное, которое показывали, начинается выше температуры его стеклования, температура его стеклования — от 105 до 120 градусов примерно. Значит, до 100 градусов — забудьте, что там что-то окисляется. С точки зрения химии — проблем нет.
, д. т. н., профессор Казанского государственного архитектурно-строительного университета, зав. кафедрой технологии строительных материалов, изделий и конструкций:[65]
— Полистирол при синтезе — высокомолекулярное соединение. Если там нет, а там нет, за этим строго следят, сотой, тысячной доли стирола, то он — абсолютно безвредный материал. Поэтому в упаковке, в стаканчиках, в ручках — везде — полистирол. … Я хотел сказать, что альтернативы в настоящее время пенополистиролу, как высокоэффективному теплоизоляционному строительному материалу — нет.
4.9.2. Высокотемпературная деструкция пенополистирола
Высокотемпературная фаза деструкции пенополистирола хорошо и обстоятельно исследована. Она начинается при температуре +160оС (механохимическая деструкция). С повышением температуры до +200оС начинается фаза термоокислительной деструкции. Выше +260оС преобладают процессы термической деструкции и деполимеризации. В связи с тем, что теплота полимеризации полистирола и поли-'''?'''-метилстирола одни из самых низких среди всех полимеров (71 и 39 кДж/моль соответственно), в процессах их деструкции преобладает деполимеризация до исходного мономера — стирола.[47][66][67][68]
5. Пожароопасные свойства
Пенополистирол — относится к синтетическим полимерам. Синтетические полимеры (как и органические, например, древесина) характеризуются горючестью. Учитывая это свойство, нормативные документы обязывают использовать пенополистирол только «в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции». При таком подходе, возможность воспламенения материала исключается. При хранении пенополистирола с соблюдением правил пожарной безопасности со стороны самого материала опасности не ожидается.[источник?] Воспламенение открытого материала, вне конструкции, может произойти от пламени спичек, паяльной лампы, от искр автогенной сварки. Пенополистирол не воспламеняется от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали.
Горит в расплавленном состоянии с выделением большого количества теплоты. Удельная теплота сгорания пенополистирола 39,4 — 41,6 МДж/кг,[69][70] что в 4,3 раза выше чем у сосновой древесины естественной влажности, однако, плотности этих материалов - кг/м. куб. у сухого дерева и от 15 до 30 кг/м. куб у пенополистирола, что при соотнесении дает несравнимо большую горючесть и способность выделять тепло дерева.[71]
Линейная скорость распространения огня по поверхности пенополистирола 1 см/сек,[72] в 1,5 — 2 раза превышающая скорость распространения огня по сухой древесине,[73] объясняет чрезвычайно высокую скорость распространения огня в зданиях, утепленных пенополистиролом.
Удельная массовая скорость выгорания пенополистирола марки ПСБ (без антипиренов, не применяемый в строительстве)— 2.19 кг/мин м?(стр.125[74].
Горение пенополистирола сопровождается обильным выделением (267 м?/м?) густого чёрного дыма. Продукты горения аналогичны продуктам горения древесины и в ряде случае менее токсичны, чем продукты горения органических веществ.
Исследования Европейской Ассоциации производителей пенополистирола показали, что продукты горения полистирола, используемого в качестве среднего слоя строительных конструкций, менее опасны, чем продукты горения целлюлозы, дерева и шерсти, широко распространенных в быту. Смотри раздел Мнение Ассоциации европейских производителей пенополистирола (EUMEPS)
При некорректном проведении экспериментов возможно неправильное определение группы горючести пенополистирола. Одной из ошибок является испытание материала без сочетания с негорючей основой, что является нарушением методики проведения испытания. В результате этого при воздействии пламени на образец он прогорает насквозь, оставшаяся его часть сжимается под влиянием температуры, и пламя горелки непосредственно не воздействует на вертикально расположенный образец. При таком способе проведения испытания сильно снижается вероятность распространения пламени по поверхности образца и образования горящих капель расплава. В реальных условиях применение теплоизоляционных материалов вне конструкции невозможно[75]. Пример неправильного испытания материала можно увидеть как в рекламном ролике непосредственного производителя [8], так и в видеофрагментах стороннних наблюдателей.[9]
5.1. Пожар в ночном клубе «Хромая лошадь» г. Пермь Россия
От пожара пострадало 234 человека, включая 156 погибших. С таким количеством пострадавших пожары происходят крайне редко, в данном случае число жертв напрямую связано с нарушением строительных и противопожарных норм и применением для отделки (шумоизоляции) помещения пенопласта неизвестного происхождения, без антипиреновой пропитки. Смотреть видео: реакция пенополистирола псбс на воздействие пламени искры и фейерверка.
5.2. Пожар в 50-этажном административном корпусе «One New York Plaza». Нью-Йорк, 05.08.1970
Пожар начался на 32 и 33 этажах и охватил часть здания. Люди были оперативно оповещены и эвакуированы. Автоматически сработали установленные в здании новейшие на тот момент системы сигнализации, оповещения и автоматического пожаротушения, а также закрылись противопожарные заслонки на этажах. Пожарные прибыли через 3 минуты после получения сигнала, но только через 5 часов смогли взять ситуацию под контроль так как огонь скрытно распространялся по пенополистиролу, который под слоем сухой штукатурки находился в стенах и потолках здания. Ущерб превысил 10 млн долларов. Погибло 2 человека, травмировано 30. Столь низкое количество жертв на таком масштабном пожаре позволило этому случаю войти во все пожарнотехнические учебники.[76]
5.3. Пожар на хлопчатобумажном комбинате. Бухара, 1974
В феврале 1974 г. случился крупный пожар на хлопчатобумажном комбинате в Бухаре. В течении нескольких минут было уничтожено 45 тыс. м2 помещений. Быстрому распространению огня способствовали теплоизоляционные панели перекрытий с пенополистиролом, производимого в соответствии с существующими на тот момент технологиями. Жертв нет.
5.4. Пожар на заводе КАМАЗ
Ранее причиной пожара был назван пенополистирол, однако позднее специалисты пришли к выводу о том, что скорости распространения пламени сопутствовал битум.
д. т. н. зав. кафедрой технологии строительных материалов, изделий и конструкций Казанского государственного архитектурно-строительного университета, :[30]
— Пенополистирол получается из полистирола путём его вспенивания. Только два есть пенопласта, которые получаются из чистого полимера: это пенополистирол и пенополиэтилен. Пенополиуретан и все остальные получаются путём смешения двух реакционно способных олигомеров. Поэтому в самой технологии производства пенополистирола заложена санитарно-гигиеническая безопасность. Но всё органическое горит с выделением самых отравляющих веществ. Поэтому естественно, что пенополистирол должен применяться в условиях, защищённых от прямого воздействия огня.
…Про пожары — тут всё ясно. Камаз наш сгорел, завод двигателей, за 8 минут. Теплотворная способность полистирола в этом случае была меньше, чем рулонного бутумного ковра. Полистирол когда плавится, течёт, но ещё большую теплоту принесла мягкая битумная кровля. Исследования проводились с участием завкафедры безопасности нашего университета, поэтому тут — однозначно. Итак, пока альтернативы пенополистиролу, как эффективному теплоизоляционному материалу нет.
5.5. Мнение Ассоциации европейских производителей пенополистирола (EUMEPS)
По данным Synthos Chemical Innovations на 2009 года, Польша лидировала в потреблении пенополистирола на душу населения с показателем 5,3 кг/1 чел. Доля потребления полистирола по сравнению с другими материалами: 56 % (по данным Polish agency PMR Publications). При этом, по данным Netherlands Institute for Safety «Nibra», Польша является одной из самых благополучных с точки зрения пожарной безопасности стран, опережая Бельгию, Данию, Ирландию и Финляндию. Открывают рейтинг из 29 стран — Эстония, Латвия и Россия, в которых в пожарах ежегодно погибает более 90 человек на 1 миллион жителей (в Польше — 13,2 человека на 1 миллион жителей).[29] [30]
По мнению Ассоциации европейских производителей пенополистирола (EUMEPS),[77] несмотря на то, что при горении ППС выделяется чёрный дым, его токсичность ниже по сравнению с токсичностью дыма от сгорания обычных строительных материалов. Этот вывод был сделан уже в 1980 г. Центром пожарной безопасности TNO для ППС стандартных классов и для ППС классов SE (то есть с антипиреновой пропиткой).[78] Токсичность дыма измерялась для дерева, шерсти, ваты, шелка, хлопкового полотна, хлопкового полотна с антипиреновой пропиткой и трёх видов ППС. В случае ППС токсичность дыма оказалась гораздо ниже по сравнению с другими материалами.
«…Дым от ППС в худшем случае имеет ту же токсичность, а в большинстве случаев — меньшую токсичность по сравнению с токсичностью дыма от сгорания природных материалов по всему температурному диапазону…» — утверждает Ассоциация европейских производителей пенополистирола (EUMEPS).
5.6. Применение пенополистирола в квалификации нормативно-правовых документов
Применение вспененного полистирола регламентирует действующий на данный момент ГОСТ , который четко определяет сферу и способ его применения - «в качестве среднего слоя строительной ограждающей конструкции».
Классификация пожарных свойств вспененного полистирола претерпела существенные изменения в связи с введением в июле 2008 года в действие 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". В результате, все пенополистиролы были отнесены к группе горючести Г3-Г4, что, при сохранении прежних свойств материала, связано с изменением способа его тестирования и классификации. В результате, изделия из пенополистирола отнесены к группам горючести Г3 (нормальногорючий - вспененный) и Г4 (сильногорючий - экструдированный) по ГОСТ . При этом контролирующие органы не произвели отзыв действующих на тот момент сертификатов, узаконив их действие до момента истечения установленного в них срока, что повлекло за собой дополнительные сложности: присутствие на рынке пенополистирола, произведенного по одинаковым стандартам, но относимого к разным группам горючести. Неоднозначный комментарий главы МЧС в Госдуме 21.04.10: "пенополистирол запрещен к применению. Особенно на объектах, где есть, с одной стороны высокие риски, а. с другой стороны, массовое пребывание людей" [79] при официальном запросе Ассоциации производителей и поставщиков пенополистирола не подтвердился. В ответе ведомства[80] (от 01.01.2001) на запрос Ассоциации четко указал, что «каких-либо решений о запрете применения пенополистирола и конструкций с его использованием МЧС России не принимало».
OCT 92E Полистирол вспенивающийся. Технические условия. Отраслевой стандарт
По своим физико-химическим свойствам ППС относится к числу легкогорючих материалов. В силу специфики своего химического строения (соотношение С : Н = 1 : 1), развитой поверхности и большому содержанию воздуха (97-98 %), ППС горит с большой интенсивностью. Скорость сгорания в среднем составляет 2,19 кг/ мин. м?. Скорость распространения пламени 36,7 см/мин. При сравнении соответствующих показателей видно, что скорость сгорания ППС в 4 раза выше скорости сгорания дерева. Теплотворная способность по Малеру и Крокеру равна 11000 ккал/кг. Вследствие большой скорости горения, это количество тепла высвобождается при пиковой температуре 1500 °С в относительно малое время. По опытным данным уже через 2 мин. горения ППС достигается температура 1200 °С.
Воспламенение может произойти от пламени спичек, паяльной лампы, от искр автогенной сварки. Не воспламеняется ППС от прокаленного железного провода, горящей сигареты и от искр, возникающих при точке стали. При хранении ППС с соблюдением правил пожарной безопасности со стороны самого материала опасности не ожидается.
При горении ППС очень быстро переходит в жидкое состояние (1 м? пены без учета окалины образует 23 литра жидкого вещества). ППС сгорает без образования твердого остатка с выделением на 1 м? материала при плотности 25 кг/м? , около 267 м? дыма с высоким содержанием токсичных продуктов сгорания (главным образом СО).
5.7. Самозатухающий пенополистирол
Горючесть пенополистирола была снижена традиционными научными методами: насыщением сырья противопожарными добавками — антипиренами, которые также применяются для снижения горючести древесины. Пенополистирол с добавками антипиренов получил название «самозатухающий» и обозначается дополнительной буквой «С» в конце (например — ПСБ-С).[81]
Наглядно демонстрирует разницу между двумя видами пенопласта (ПСБ и ПСБ-С) журналисты "Комсомольской правды" в своем эксперименте
Также это видно из кадров другого эксперимента:
Эксперимент:разница между пенопластом с антипиренами и без них.
Первые 5 секунд воздействия пламени
36 секунд воздействия пламени
Пожарная классификация материалов и изделий предполагает несколько десятков понятий, параметров и характеристик, используемых исключительно в контексте проводимых испытаний или исследований. Так, например, при «переводе» пожарнотехнической терминологии на язык, понятный непрофессионалам, понятие «негорючий» следует понимать исключительно только как «не принимающий участия в возгорании» и не более того. Понятия «самозатухающий», «нераспространяющий огонь», «время самостоятельного горения» также не следует трактовать буквально, а только лишь как частную характеристику в отношении конкретных исследований.
Согласно определениям Европейского комитета стандартизации (СЭВ 383-76) под горючестью веществ и материалов подразумевается исключительно их способность к воспламенению и горению от источника зажигания, а вовсе не длительность самостоятельного горения, после устранения первичного источника огня (самозатухание).[81] Поэтому, например, по результатам испытаний[82] НИИ пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Беларуси пенополистирол был отнесен к чрезвычайно горючим материалом (класс горючести Г4).
Федеральный закон Российской Федерации от 01.01.01 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» классифицируется полистиролы: вспененный как «нормальногорючий» — Г3, экструдированный — как «сильногорючий» — Г4.
6. Токсичность продуктов горения пенополистирола
Относительная токсичность горения пенополистирола существенным образом зависит от условий пиролиза.[83][84][85]
По одним источникам[86] температура воспламенения пенополистирола — 310 °C; температура самовоспламенения 440 °C (для самозатухающего беспрессового пенополистирола ПСБ-С — Твосп.(jm1)=335 °C, Tсамовосп.(jm3)=483 °C).К примеру, температура самовозгорания такого натурального материала, как хлопок, — 253°С.[87] По другим источникам[88] полистирол характеризуется как материал с температурой воспламенения — 210—343 °C и температурой самовоспламенения летучих продуктов его термической деструкции — от 380 °C. (Для сравнения — температура самовоспламенения автомобильных бензинов — 255—370 °C)[89]
Таким образом, в условиях пожара, нагревание, деструкция и горение полимеров наступает после того, как температура в помещении достигает предельно допустимых для жизнедеятельности человека показателей.
По данным EUMEPS (Европейской Ассоциации производителей пенополистирола)масштабное исследование токсичности дыма от горящего ППС показало, что такие материалы, как древесина хвойных деревьев, ДСП, вспученная пробка и триплекс, резина, строительный картон и кожа опаснее при горении, чем вспененный пенополистирол.
Испытания проводилось в соответствии с методикой DIN 53436, результаты которой вполне сопоставимы с условиями реального пожара. При проведении данного испытания образцы нагреваются до температур 300, 400, 500 и 600 °C.
Образец |
| Испускаемые частицы | (в объемном отношении) | в част. на млн. (ррм) | при различных температурах |
Продукты горения | 300 °C | 400 °C | 500 °C | 600 °C | |
ПСБ | Моноксид углерода;Моностирол;Прочие ароматические соединения;Бромоводород | 50*;200;следы;-;0 | 200*;300;10;-;0 | 400*;500;30;-;0 | 1,000**;50;10;-;0 |
ПСБ-С | Моноксид углерода;Моностирол;Прочие ароматические соединения;Бромоводород | 10;50;следы;-;10 | 50;100;20;-;15 | 500*; 500;20;-;13 | 1,000*;50;10;-;11 |
Хвойная древесина | Моноксид углерода;Ароматические соединения | 400*; — | 6,000**;-- | 12,000**;-- | 15,000**;300 |
ДСП | Моноксид углерода;Ароматические соединения | 14,000**; следы | 24,000**;300 | 59,000**; 300 | 69,000*; 1000 |
Вспученная пробка | Моноксид углерода;Ароматические соединения | 1,000*; следы | 3,000**; 200 | 15,000**;1000 | 29,000**;1000 |
Как видно из таблицы, дым от ППС в худшем случае имеет ту же токсичность, а в большинстве случаев — меньшую токсичность по сравнению с токсичностью дыма от сгорания природных материалов по всему температурному диапазону. Пояснения: условия испытания указаны в DIN; скорость потока воздуха 100 1/ч; Образец для испытаний размерами 300мм x 15мм x 20 мм, который сравнивается с другими образцами при обычных условиях конечного использования
Символы: * тление, ** пламя, — не обнаружено.
При сжигании ППС класса SE при условиях, указанные в DIN, следов бромированных дибензодиоксинов в газообразном или твердом состоянии обнаружено не было, а были выявлены только незначительные следы бромированных дибензофуранов.
Это подтверждается и исследованиями Химического факультета МГУ под руководством профессора , которые выявили отсутствие следов хлора и возможности выделения фосгена при горении пенополистирола[90]
Показано, что сгорание пенополистирола толщиной 3 см и площадью 1,7 м2 (0.051 м?) создает для человека смертельную концентрацию летучих продуктов.[91][92]
По результатам испытаний „НИЛ токсичности продуктов горения (БГУ)“ отдельные виды пенополистирола относятся к высокоопасным — группа токсичности Т3[93] (сгорание в течение 5 минут 25-70 гр. пенополистирола в 1м? вызывает гибель 50 % подопытных). Поэтому на Украине находится на утверждении проект закона (Институт экологии и токсикологии им. ), категорически запрещающий применять в жилых строениях полимерные и полимерсодержащие строительные материалы с токсичностью продуктов горения Т3 и Т4 (пункт 7.6).[94] Перспективность этого проекта представляется сомнительной, так как он предписывает запретить использование в том числе и дерева — полимера с группой токсичности Т4. Коэффициент дымообразования негорючих марок пенополистирола составляет 1219 м?/кг, что в 53, 35, 4.5, 1.4 раза больше, чем у древесины, картона, линолеума ПВХ, резины, соответственно. Горючие марки пенополистирола выделяют дыма примерно на 14 % меньше. Пожарно-технические наставления предостерегают, что при коэффициенте дымообразования выше 500 м?/кг задымленность так высока, что человек полностью утрачивает способность самостоятельно ориентироваться в помещениях.[95]
Дымообразующая способность некоторых горящих материалов[96] | |
Название материала | Коэффициент дымообразования, (м?/кг) |
Пенополистирол самозатухающий (с антипиренами) | 1219 |
Пенополистирол горючий (без антипиренов) | 1048 |
Резина | 850 |
Пенополиуретан | 757 |
Линолеум ПВХ | 270 |
Фанера | 140 |
ДВП | 130 |
Ткань мебельная п/ш | 116 |
ДСП | 90 |
Картон марки „Г“ | 35 |
Древесина | 23 |
по данным Ленинградского филиана Научно Иссл?P?D?P?иъе?;???кО??о0ИНститута Пожарной Обороны (ВНИИПО) | |
Состав продуктов горения пенополистирола (таблица 5.12[97]) Наименование токсичных летучих веществ, выделяющихся при горении пенополистирола | м?/г |
СО (оксид углерода) | 70,5 |
СО2 (диоксид углерода) | 2142,7 |
HCN (синильная кислота) | 11,8 |
C6H5OH (фенол) | 0,01 |
N2O (оксид азота) | 1,18 |
CH3-C(O)-CH3 (ацетон) | 0,53 |
C6H6 (бензол) | 4,9 |
C8H8 (стирол) | 0,31 |
Сравнительная токсичность некоторых продуктов горения пенополистирола | |
Название токсиканта | Предельная концентрация (ПДК) в воздухе населённых мест[98][99] (мг/м?) |
гидробромид (бромистый водород — сильнодействующее ядовитое вещество) | 2 |
гидроцианид (синильная кислота — боевое отравляющее вещество) | 0,01 |
карбонилдихлорид (фосген — боевое отравляющее вещество) | 0,003 |
бромированные диоксины и дибензофураны (супертоксикант) | 0, |
Отечественные испытания также исследовали сравнительную токсичность продуктов горения пенополистирола и других материалов.
Токсичность продуктов термического разложения материалов на основе пенополистирола, полиэтилена и древесины (ВНИИПО и ЛФ ВНИИПО)[100]
Летучие вещества | Пенополистирол | Древесина | Полиэтилен | |
CO | 106 | 389 | 245 | |
CO2 | 1383 | 1383 | 1441 | |
HCN | 0,39 | 0,36 | Нет данных | |
NxOy | 0,6 | 6,67 | Нет данных | |
Формальдегид | 0,61 | 0,015 | Нет данных | |
Фенол | 1,18 | 1,5 | Нет данных | |
HCL | - | 3,4 | Нет данных |
Однако необходимо помнить, что температур плавления и тем более горения пенополистирола значительно выше, чем предельные температуры, которые способен выдержать человеческий организм.[101]
6.1. Антипирены, используемые в составе пенополистирола
В данный момент строительный пенополистирол типа ПСБ-С пропитывают гексабромциклододеканом. Доля противопожарных добавок обычно не превышает 0.5 %. ГБЦД не образует токсичных диоксинов и фуранов при горении. Этот факт был подтвержден Министерством природы Германии в 1990 для полимеров, в котором содержание ГБЦД было, по крайней мере, в пять раз выше обычного (3 процента по массе). Было установлено, что ГБЦД не является источником формирования полибромодибензофуранов и диоксинов при различных видах горения в диапазоне температур от 400 до 800°C2. Аналогичный результат был ранее подтвержден Министерством природы Нидерландов в 1989 г. при изучении пиролиза полистирола, содержащего 10 процентов ГБЦД (в ППС с антипиренами процентное содержание таких добавок не превышает 0.5 %). Исследование, проведенное в 1992 г. известным институтом Фрезениуса в Германии, показало, что в самом ГБЦД нет бромированных диоксинов или фуранов, которые можно было бы выявить. Последние испытания в инсинераторе 'Tamara' в Карлсруэ показали, что сгорание полистиролов в современной мусоросжигательной печи является экологически благоприятным методом утилизации с точки зрения выбросов в атмосферу.[102]
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |



