Синтетические полимерные материалы

Другая область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве - мелиорация. Тут и разнообразные  формы труб и шлангов для полива, особенно для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения; тут и перфорированные  пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок службы пластмассовых труб в системах дренажа, например, в республиках Прибалтики в 3-4 раза дольше, чем соответствующих  керамических труб. Вдобавок использование  пластмассовых труб, особенно из гофрированного поливинилхлорида, позволяет почти  полностью исключить ручной труд при прокладке дренажных систем.

Два остальных главных направления  использования полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство, особенно животноводческих помещений, и  машиностроение.

Овцы в синтетических  шубах

Мыть и чистить овечью шерсть после стрижки - процесс сложный  и трудоемкий. Чтобы упростить его, чтобы защитить шерсть от загрязнения, австралийские овцеводы изобрели попону из полиэтиленовой ткани. Надевают ее на овцу сразу после стрижки, затягивают резиновыми застежками. Овца растет, и шерсть на ней растет, распирает попону, а резинки слабеют, попона все время как по мерке сшита. Но вот беда: под австралийским солнцем сам полиэтилен становится хрупким. И с этим справились с помощью аминных стабилизаторов. Осталось  еще приучить овцу не рвать полиэтиленовую ткань о колючки и заборы.

Нумерованные животные

Начиная с 1975 года весь крупный рогатый  скот, а также овцы и козы в  государственных хозяйствах Чехословакии должны носить в ушах своеобразные сережки - пластмассовые таблички с указанием основных данных о животных. Эта новая форма регистрации животных должна заменить применявшееся ранее клеймение, что признано специалистами негигиеничным. Миллионы пластмассовых табличек должны выпускать артели местной промышленности.

Синтетическая травка

Традиционно принято многие спортивные мероприятия проводить на площадках  с травяным покрытием. К сожалению, динамичное развитие спорта, пиковые  нагрузки у ворот или у сетки  приводят к тому, что трава не успевает подрасти от одного состязания до другого. И никакие ухищрения  садовников не могут с этим справиться.

На помощь пришли синтетические  материалы. Полиамидную пленку толщиной 25 мкм нарезают на полоски шириной 1,27 мм, вытягивают их, извивают, а затем  переплетают так, чтобы получить легкую объемную массу, имитирующую  траву. Во избежание пожара к полимеру загодя добавляют огнезащитные средства, а чтобы из-под ног у спортсменов  не посыпались электрическое искры - антистатик. Коврики из синтетической  травы наклеивают на подготовленное основание - и вот готов травяной корт или футбольное поле, или иная спортивная площадка. А по мере износа отдельные участки игрового поля можно заменять новыми ковриками, изготовленными по той же технологии и того же зеленого цвета.

 

3. Токсичность  и другие негативные свойства  полимерных материалов.

При оценке экологической чистоты  полимерных строительных материалов руководствуются  следующими основными требованиями к ним:

• полимерные материалы не должны создавать в помещении стойкого специфического запаха;

• выделять в воздух летучие вещества в опасных для человека концентрациях также нежелательно;

• стимулировать развитие патогенной микрофлоры на своей поверхности;

• ухудшать микроклимат помещений;

• должны быть доступными влажной  дезинфекции;

• напряженность поля статического электричества на поверхности полимерных материалов не должна быть больше 150 В/см (при относительной влажности  воздуха в помещении 60—70%)

Многочисленные исследования показали, что практически все полимерные строительные и отделочные материалы, созданные на основе низкомолекулярных  соединений, в процессе использования  могут выделять (мигрировать) токсичные  летучие компоненты, которые при  длительном воздействии могут неблагоприятно влиять на живые организмы, в том  числе и на здоровье человека

Международное агентство по изучению рака (МАИР) обращает внимание на канцерогенную  опасность полимеров, полученных из нефти и каменного угля, а Агентство  по регистрации токсичных веществ  и заболеваний (ATSDR) констатирует, что  при производстве пластмасс используются вещества, входящие в перечень двадцати наиболее опасных токсичных веществ

Приводим характеристику некоторых  полимерных строительных и отделочных материалов, способных выделять токсичные  субстанции.

Материалы на основе карбамидных  смол

Древесностружечные плиты (ДСП) выделяют формальдегида в 2, 5—3 раза и больше допустимого уровня. В свободном  состоянии формальдегид представляет собой раздражающий газ, обладающий общей токсичностью. Он подавляет  действие ряда жизненно важных ферментов  в организме, приводит к заболеваниям дыхательной системы и центральной  нервной системы.

Материалы на основе фенолформальдегидных смол (ФФС)

Древесноволокнистые (ДВП), древесностружечные (ДСП) и древеснослоистые (ДСП). Выделяют в воздушную среду помещений  фенол и формальдегид. Концентрация формальдегида в жилых помещениях, оборудованных мебелью и строительными  конструкциями, содержащими ДСП, может  превышать ПДК в 5—10 раз. Особенно высокое превышение допустимого  уровня отмечается в сборно-щитовых  домах. Токсичность выделяющихся веществ  во многом зависит от марки смолы

Материалы на основе эпоксидных смол

Как и другие виды смол: карбамидные, фенольные, фурановые и полиуретановые, эпоксидные смолы содержат летучие  токсичные вещества: формальдегид, дибутилфтолат, эрихлоргидин и др. Например, полимербетон (ПБ) на основе эпоксидной смолы Эд-6 с введением в его  состав пластификатора МГФ-9 снижает  выделение ЭХГ и может быть рекомендован только для промышленных и общественных зданий

Поливинилхлоридные материалы (ПВХ)

ПВХ — линолеумы обладают общей  токсичностью, в процессе эксплуатации могут создавать на своей поверхности  статическое электрическое поле напряженностью до 2000—3000 В/см. При использовании  поливинилхлоридных плиток в воздушной  среде помещений обнаруживают фталаты  и бромирующие вещества. Весьма отрицательное  свойство плиток — низкие теплозащитные  свойства, что приводит к простудным заболеваниям. Рекомендуются только во вспомогательных помещениях и  коридорах

Резиновый линолеум (релин)

Независимо от длительности нахождения в помещении выделяет неприятный специфический запах. Стиролосодержащие  резиновые линолеумы выделяют стирол. На своей поверхности релин, как  и все пластмассы, накапливает  значительные заряды статического электричества. В жилых комнатах покрывать пол  релином не рекомендуется

Нитролинолеум

Выделяет дибутилфталат и фенол  в количествах, превышающих допустимый уровень

Поливинилацетатные покрытия (ПВА)

При недостаточном проветривании  выделяют в воздушную среду помещений  формальдегид и метанол в количестве, превышающем ПДК в 2 раза и более

Лакокрасочные материалы

Наиболее опасны растворители и  пигменты (свинцовые, медные и др.). Кроме  того, лакокрасочные покрытия загрязняют воздушную среду жилых помещений  толуолом, ксилолом, бутилметакрилатом  и др. Токсичные битумные мастики, изготовленныё на основе синтетических  веществ, содержат низкомолекулярные  и другие летучие токсичные соединения

Ученые Института строительной экологии в Швеции к числу наиболее опасных химических соединений, выделяющихся в атмосферу жилища из полимерных строительных материалов, относят изоцианты, кадмий и антипирены

Изоцианты — опасные токсичные соединения, проникающие в жилые помещения из полиуретановых материалов (уплотнителей, соединений и др.). Как отмечают шведские специалисты, полиуретановая пена очень удобна в работе, но может оказаться небезопасной для будущего жилища. Вредное воздействие изоциантов, приводящих к астме, аллергии и к другим заболеваниям, усиливается при нагревании полиуретановых материалов солнечными лучами или теплом от отопительных батарей. Возможный выброс изоциантов в атмосферу требует постоянного контроля, однако, как считают шведские специалисты из Института строительной экологии, существующие методы недостаточны, а новые пока еще в стадии разработки

Весьма опасен кадмий — тяжелый  металл, содержащийся в лакокрасочных  материалах, пластиковых трубах, напольных  покрытиях и т. д. Попадая в  организм человека, он вызывает необратимые  изменения скелета, приводит к заболеваниям почек и малокровию.

Еще одна экологическая угроза, исходящая  из полимерных строительных материалов — противопожарные вещества —  антипирены, содержащиеся в негорючих  пластиках. Установлена связь вредных  веществ, выделяющихся из них, и с  заболеванием населения аллергией, бронхиальной астмой и др.

Проведенные в последние годы детальные  исследования показали, что полимерные строительные материалы могут оказаться  источником выделения и таких  вредных веществ, как бензол, толуол, ксилол, амины, акрилаты и др.

Миграция этих и других токсичных  веществ из полимерных материалов происходит вследствие их химической деструкции, т. е. старения как под действием  химических и физических факторов (окисления, перепадов температуры, инсоляции  и др.), так и в связи с  недостаточной экологической чистотой исходного сырья, нарушением технологии их производства или использованием не по назначению. Уровень выделения  газообразных токсичных веществ  заметно увеличивается при повышении  температуры на поверхности полимерных материалов и относительной влажности  воздуха в помещении.

Не менее опасна и способность  полимерных строительных материалов накапливать  на своей поверхности заряды статического электричества. Данная проблема является чрезвычайно актуальной, учитывая вероятность  сочетанного воздействия на организм электризуемости полимеров и  других негативных факторов.

В частности, установлено, что электризуемость  полимеров оказывает стимулирующее  воздействие на развитие патогенной микрофлоры, а также способствует более легкому проникновению  летучих токсичных веществ, получивших электрический заряд, в организм.

Особенно высокой степенью электризации (более 65 В/кв. см.) отличаются поверхности  линолеумов на полихлорвиниловой основе и другие полы на пластмассовой основе.

Антистатический агент, т. е. химическое соединение, нейтрализующее заряды статического электричества, образует на поверхности  полимерного материала резиноподобную пленку. Для этих целей используют различные нитро соединения (амины, амиды и др.), полигликоли и  их производные, сульфокислоты, фосфорсодержащие кислоты и др. Выбор антистатического агента определяется назначением и  видом полимерного материала. В  последнее время при подготовке и укладке полимерных облицовочных материалов снятие электростатических зарядов с их поверхности осуществляют и с помощью нейтрализаторов  статического электричества — НЭС/А  и др.

Выделение газообразных токсичных  веществ в результате горения  полимерных строительных материалов еще  одна весьма серьезная опасность, связанная  с их использованием. Достаточно указать, что термическое разложение при  горении 1 кг полимера дает столько  газообразных токсичных веществ, что  их достаточно для отравления воздуха  в помещении объемом 2000 м. У человека, находящегося в таком помещении, через 10—15 минут возникает тяжелое  отравление или даже гибель.

Продуктами горения полимерных материалов являются такие токсичные  вещества, как формальдегид, хлористый  водород, оксид углерода и др. При  горении пенопластов выделяется весьма опасный газ — фосген (в  первую мировую войну он применялся как отравляющее вещество удушающего действия), при термическом разложении пенополистирола — цианистый  водород, газообразный стирол и другие не менее опасные продукты.

Из изложенного выше следует, что  в обычных условиях ликвидация отходов  полимерных материалов путем их простого сжигания совершенно неприемлема. При  сгорании полимерных материалов образуются такие высокотоксичные вещества, как цианистоводородная (синильная) кислота, галогеноводороды хлора, оксиды азота и др.

Альтернативным вариантом простого сжигания считается термическая  переработка полимерных материалов в специальных камерах для  получения из них вторичных материалов.

В заключение следует подчеркнуть, что в строительстве по соображениям экологической безопасности могут  применяться только те полимерные материалы  и изделия (облицовочные покрытия, погонажные изделия, клеи, мастика и т. п.), которые  отвечают требованиям действующих  ГОСТов, ТУ и обладают удовлетворительными  санитарно-гигиеническими показателями.

С экологической точки зрения общая  тенденция при использовании  полимерных материалов в строительстве  должна быть следующей: необходимо как  можно шире применять нетоксичные, ограничивать использование малотоксичных  и избегать токсичных материалов.

 

Заключение

Итак, по итогам проделанной работы мы можем сделать следующие выводы.

Полимеры, в особенности пластмассы, чрезвычайно многофункциональны и  удобны в использовании в огромном количестве самых разнообразных  отраслей. Синтетические материалы  обладают широким спектром разнообразных  свойств, которые весьма успешно  используются человеком. Некоторые  способы использования полимеров  уже упомянуты в работе, однако, это капля в море по сравнению  с всеобщим использованием.