ГОРЮЧЕСТЬ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА

Благодаря этому свойству ПЕНОПОЛИСТИРОЛ в виде предспененных гранул использовался как компонент для напалмовых бомб для сжигания бронетехники противника. ПЕНОПОЛИСТИРОЛ плавится и его плав горит с температурой выше 1100ºС. Это единственный полимер, который горит с такой высокой температурой. Поэтому при загорании здания, в котором присутствует значительное содержание ПЕНОПОЛИСТИРОЛа горит все, даже металлические конструкции

В свою очередь при горении полистирола происходит его термодиструкция, при которой выделяется значительное коичество опасных для человека веществ. Поэтому, еще в Советском Союзе при единой системе санитарно-химического контроля применения полимерных материалов МИНЗДРАВ СССР запретил использование ПЕНОПОЛИСТИРОЛа в строительстве.

В связи с вышеизложенным, в западной Европе еще 20 лет назад ПЕНОПОЛИСТИРОЛ полностью удален из жилых зданий. Основное же мирное применение ПЕНОПОЛИСТИРОЛа в северной Европе и Канаде – для утепления дорожных и железнодорожных путей. Для придания дороге долговечности в тело ее «слоеного пирога» добавляют плиты из этого материала. Причем используется не вспененный, а экструзионный ПЕНОПОЛИСТИРОЛ (технология разработанная фирмой BASF, Германия) у которого жесткая и прочная оболочка. Это дает возможность ПЕНОПОЛИСТИРОЛу не насыщаться влагой, сохранять теплоизолирующую способность и предотвращать промерзание дорожного полотна – что является основной причиной его быстрого разрушения. Также эффективно применение ПЕНОПОЛИСТИРОЛа в теплицах, особенно в северных районах. Исследования показали, что токсичный стирол не выделяется во влажную среду, а остается в ПЕНОПОЛИСТИРОЛе не принося никакого вреда. Кроме того, того под слоем песка, гравия или почвы о пожарной опасности пеностирола речи не идет. Вот где место этого материала.

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ
(«выделение полного набора боевых отравляющих веществ»)

В отличие от ПЕНОПОЛИСТИРОЛа жесткий ПЕНОПОЛИУРЕТАН является инертным по токсичности полимером с нейтральным запахом. По этой причине он широко применяется для холодильников при хранении пищевых продуктов. ПЕНОПОЛИУРЕТАН не создает токсичных выделений, вызывающих заболевания человека или приводящих к летальному исходу. Но в результате горения ПЕНОПОЛИУРЕТАНов и пенополиизоциануратов всегда образуется смесь низкомолекулярных продуктов термического разложения и продуктов их горения. Состав смеси зависит от температуры и доступа кислорода.

Процесс диссоциации ПЕНОПОЛИУРЕТАНа в исходные компоненты – полиизоцианат и полиол – начинается после прогрева материала до 170-200ºС.

При продолжительном воздействие высоких температур свыше 250ºС происходит постепенное разложение большинства термореактивных пластмасс, а также жестких ПЕНОПОЛИУРЕТАНов.

При нагревании изоцианатной составляющей свыше 300ºС, она разлагается с образованием летучих полимочевин (желтый дым) в случае эластичных ПЕНОПОЛИУРЕТАНов или образованием нелетучих поликарбодиммидов и полимочевин в случае жестких ПЕНОПОЛИУРЕТАНов и пенополиизоциануратов. Происходит термическое разложение полиизоцианата и полиола. При температурах, превышающих 300ºС начинается деструкция пенополиизоцианурата, содержащего, в отличие от ПЕНОПОЛИУРЕТАНа, более устойчивый изоциануратный цикл.

Температура, при которой образуется достаточное количество горючих продуктов разложения, которые могут воспламеняться от пламени, искр или горючих поверхностей, для жестких ПЕНОПОЛИУРЕТАНов от 320ºС.

Для жестких ПЕНОПОЛИУРЕТАНов на основе специальных марок полиизоцианата температура разложения с выделением горючих газов находится в пределах от370ºС до 420ºС. Кроме того, в процессе разложения различных ПЕНОПОЛИУРЕТАНов при нагреве до 450ºС определены следующие соединения: двуокись углерода (углекислый газ), бутандиен, тетрагидрофуран, дигидрофуран, бутандион, вода, синильная (цианистая) кислота и окись углерода (угарный газ).

Угарный газ (окись углерода, моноокись углерода, CO).

Основным токсическим компонентом продуктов сгорания ПЕНОПОЛИУРЕТАНов и пенополиизоциануратов на всех стадиях пожара, как при низкой, так и при высокой температурах, является угарный газ.

Естественный уровень СО в воздухе – 0,01 – 0,9 мг/м3, а на автострадах России средняя концентрация СО составляет от 6-57 мг/м3, превышая порог отравления. Оксид углерода (угарный газ) токсичен, он обладает способностью в 200-300 раз быстрее кислорода соединяться с гемоглобином крови. Кровь становится неспособной переносить достаточное количество кислорода из легких к тканям, наступает быстрое и тяжелое отравление.

При содержании 0,08% СО во вдыхаемом воздухе человек чувствует головную боль, тошноту, слабость и удушье. При 1%-ой концентрации оксида углерода в помещении через 1-2 минуты оказывает смертельное воздействие. При повышении концентрации СО до 0,32% возникает паралич и потеря сознания (смерть наступает через 30 минут). При концентрации выше 1,2% сознание теряется после 2-3 вдохов, человек умирает менее чем через 3 минуты.

Синильная кислота (цианистая кислота, цианистый водород, нитрил муравьиной кислоты, HCN).

В продуктах сгорания ПЕНОПОЛИУРЕТАНов и пенополиизоциануратов наблюдается наличие синильной кислоты, выделение которой в 10 раз меньше содержания угарного газа. Синильная кислота (цианистый водород, цианистоводородная кислота) (HCN) – бесцветная прозрачная жидкость с температурой кипения кипения – +25,7ºС. Из-за низкой температуры кипения синильная кислота очень летуча, особенно при пожаре. Это очень сильный яд общетоксического действия. Она обладает своеобразным дурманящим запахом, напоминающим запах горького миндаля.

Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК) синильной кислоты в воздухе населенных мест равна 0,01 мг/м3; в рабочих помещениях промышленного предприятия – 0,3 мг/м3. Концентрация кислоты ниже 50,0 мг/м3 при многочасовом вдыхании небезопасна и приводит к отравлению. При 80 мг/м3 отравление возникает независимо от экспозиции. Если 15 мин находиться в атмосфере, содержащей 100 мг/м3, то это приведет к тяжелым поражениям, а свыше 15 мин – к летальному исходу. Воздействие концентрации 200 мг/м3 в течение 10 мин и 300 мг/м3 в течение 5 мин также смертельно. Через кожу всасывается как газообразная, так и жидкая синильная кислота. Поэтому при длительном пребывании в атмосфере с высокой концентрацией кислоты без средств защиты кожи, пусть даже в противогазе, появятся признаки отравления в результате резорбции.

Среди продуктов термического разложения (деструкции) ПЕНОПОЛИУРЕТАНов, содержащих полиэтиленгликоли, обнаруживается: метан, этан, пропан, бутан, этиленоксид, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, воду и угарный газ. Кроме перечисленных веществ в составе продуктов разложения полиолов найдены также пропилен, изобутилен, трихлорофторометан, акролеин, пропанал, хлористый метилен и следы других веществ, не содержащих атомы азота.

Если нет внешнего источника возгорания, тогда продукты термического разложения воспламеняются только при температурах от 450ºС до 550ºС.

При нагреве свыше 600ºС образовавшиеся полимочевины и поликарбодиммиды разлагаются с выделением большого числа низкомолекулярных летучих соединений, таких, как бензол, толуол, бензонитрил, толуолнитрил. Показано также, что ароматическое кольцо перечисленных азотосодержащих соединений расщепляется по закону случая с образованием акрилонитрила, большого числа ненасыщенных соединений.

В УСЛОВИЯХ РЕАЛЬНОГО ПОЖАРА ПРОДУКТЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕСТРУКЦИИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА АКТИВНО ГОРЯТ С ОБРАЗОВАНИЕМ ВОДЫ, УГЛЕКИСЛОГО И УГАРНОГО ГАЗОВ, А ТАКЖЕ ОКИСЛОВ АЗОТА.

Выбирая такой утеплитель необходимо помнить, что: ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ И ПЕНОПОЛИИЗОЦИАНУРАТЫ ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ ВЫДЕЛЯЮТ ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО ТОКСИЧНЫЕХ ПРОДУКТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР.

Но, к сожалению, в нашей стране развелось много организаций, «производящих» компоненты ПЕНОПОЛИУРЕТАНов кустарным способом. Поэтому через некоторое время идет разложение материала, теплофизические характеристики на порядок хуже рекомендуемых, понятие «долговечность» в этом случае вообще не применимо. Как правило, в этот суррогат не добавляется антипирен.

Поэтому такой «ПЕНОПОЛИУРЕТАН» хорошо горит с выделением разнообразных боевых отравляющих химических веществ.

В строительстве нет входного контроля. Работы по теплоизоляции строительных конструкций в основном лежат на совести приглашенных рабочих, чаще всего гастарбайтеров.

В заключении приведем данные по смертельной концентрации летучих токсичных веществ, выделяющихся при пожаре и их воздействие.

Таблица 2

Название и химическая формула Описание воздействия Концентрация Симптомы
Оксид углерода, угарный газ, СО В результате соединения с гемоглобином крови, образуется неактивный комплекс – карбоксигемоглобин, вызывающий нарушение доставки кислорода к тканям организма. Выделяется при горении полимерных материалов. Выделению способствует медленное горение и недостаток кислорода. 0,2-1% об. Гибель человека за период от 3 до 60мин.
Диоксид углерода, углекислый газ, СО2 Вызывает учащение дыхания и увеличение легочной вентиляции, оказывает сосудорасширяющее действие, вызывает сдвиг pH крови, также вызывает повышение уровня адреналина. 12 % об. Потеря сознания, смерть в течении нескольких минут.
20 % об. Немедленная потеря сознания и смерть.
Хлороводород, хлористый водород, HCl Снижает возможность ориентации человека: соприкасаясь с влажным глазным яблоком, превращается в соляную кислоту. Вызывает спазмы дыхания, воспалительные отеки и, как следствие, нарушение функции дыхания. Образуется при горении хлорсодержащих полимеров, особенно ПВХ.. 2000-3000 мг/м3 Летальная концентрация при действии в течении нескольких минут.
Циановодород, (цианистый водород, синильная кислота), HCN Вызывает нарушение тканевого дыхания вследствие подавления деятельности железосодержащих ферментов, ответственных за использование кислорода в окислительных процессах. Вызывает паралич нервных центров. Выделяется при горении азотсодержащих материалов (шерсть, полиакрилонитрил, ПЕНОПОЛИУРЕТАН, бумажно-слоистые пластики, полиамиды и пр.) 240-360 мг/м3 Смерть в течении 5-10 мин
420-500 мг/м3 Быстрая смерть
Фтороводород, (фтористый водород, HF) Вызывает образование язв на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей, носовые кровотечения, спазм гортани и бронхов, поражение ЦНС, печени. Наблюдается сердечно-сосудистая недостаточность. Выделяется при горении фторсодержащих полимерных материалов. 45-135 мг/м3 Опасен для жизни после несколько минут воздействия
Диоксид азота, NO2 При попадании в кровь, образуются нитриты и нитраты, которые переводят оксигемоглобин в метгемоглобин, что вызывает кислородную недостаточность организма, обусловленную поражением дыхательных путей. Предполагается, что при пожарах в жилых домах отсутствуют условия, необходимые для интенсивного горения. Однако известен случай массовой гибели людей в клинической больнице из-за горения рентгеновской пленки. 510-760 мг/м3 При вдыхании в течении 5 мин развивается бронхопневмония
950 мг/м3 Отек легких
Аммиак, NH3 Оказывает сильное раздражающее и прижигающее действие на слизистые оболочки. Вызывает обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, рвоту, отеки голосовых связок и легких. Образуется при горении шерсти, шелка, полиакрилонитрила, полиамида и полиуретана. 375 мг/м3 Допустимая в течении 10 мин
1400 мг/м3 Летальная концентрация
Акролеин (акриловый альдегид, СН2=СН-СНО) Легкое головокружение, приливы крови к голове, тошнота, рвота, замедление пульса, потеря сознания, отек легких. Иногда отмечается сильное головокружение и дезориентация. Источники выделения паров – полиэтилен, полипропилен, древесина, бумага, нефтепродукты. 13 мг/м3 Переносимая не более 1 мин
75-350 мг/м3 Летальная концентрация
Сернистый ангидрид (диоксид серы, сернистый газ, SO2) На влажной поверхности слизистых оболочек последовательно превращаются в сернистую и серную кислоту. Вызывает кашель, носовые кровотечения, спазм бронхов, нарушает обменные процессы, способствует образованию метгемоглобина в крови, действует на кроветворные органы. Выделяется при горении шерсти, войлока, резины и др. 250-500 мг/м3 Опасная концентрация
1500-2000 мг/м3 Смертельная концентрация при воздействии в течение нескольких минут.
Сероводород, Н2S Раздражение глаз и дыхательных путей. Появление судорог, потеря сознания. Образуется при горении серосодержащих материалов. 700 мг/м3 Тяжелое отравление
1000 мг/м3 Смерть в течении нескольких минут
Дым, парогазоаэрозольный комплекс В его составе находятся твердые частицы сажи, жидкие частицы смолы, влаги, аэрозолей конденсации выполняющих транспортную функцию для токсичных веществ при дыхании. Кроме того, частицы дыма сорбируют на своей поверхности кислород, уменьшая его содержание в газовой фазе. Крупные частицы (> 2,5 мкм) оседают в верхних дыхательных путях, вызывая механическое и химическое раздражение слизистой оболочки. Мелкие частицы проникают в бронхиолы и альвеолы. При поступлении в большом количестве возможна закупорка дыхательных путей.

При одновременном поступлении продуктов горения в организм человека, наблюдается сложный эффект совместного воздействия, а рост температуры при пожаре повышает чувствительность организма к токсическому воздействию вредных веществ.

 На начало

Ист.