Исследование в моделированныхусловиях

Исследованиебиологической активности полимерных строительных материалов в моделированныхусловиях осуществляется при помощи специальной экспериментальной установки -климатической камеры или системы камер, в которые помещаются образцыоцениваемых полимерных материалов; систем и приспособлений, обеспечивающихсоздание и поддержание в них на заданном уровне необходимых условий(температуры, воздухообмена и др.), установок с дыхательными колпаками дляпостановки наблюдений на людях, набора затравочных камер (в которыхразмещаются экспериментальные животные) и аспирационной системы для отбора проб воздуха.

Сутьметодического подхода заключается в том, что, благодаря моделированию вклиматических камерах основных условий эксплуатации материалов, создаетсявоздушная среда с качественными и количественными характеристиками химическогозагрязнения, характерными для соответствующих реальных условий эксплуатации.

Изготовлятьклиматические камеры следует из инертных материалов (химически стойкого стеклаили нержавеющей стали). Могут быть использованы камеры различного типа, объемомне менее 80 - 120 л.

К перечнюусловий, наиболее существенно влияющих на интенсивность миграции из материаловхимических веществ в воздушную среду и в обязательном порядке подвергающихсярегуляции, относятся:

· «насыщенность» ПСМ;

· температуравоздуха;

· кратностьвоздухообмена;

· относительнаявлажность воздуха.

«Насыщенность»представляет собой отношение единицы поверхности, объема или массы полимерногоматериала к единице объема помещения и выражается в м²/м³,м³/м³ или кг/м³.«Насыщенность» погонажных материалов с постоянным профилем можно выражать в м/м³.

Созданиенеобходимой «насыщенности» в климатических камерах осуществляется следующимобразом:

1) Выясняется реальная «насыщенность» материала в натурныхусловиях путем элементарных расчетов, исходя из назначения материала (покрытиепола, отделка стен, погонажные материалы, предметы мебели и т.д.) и объемапомещения.

Пример 1. «Насыщенность»материала, используемого в качестве покрытия пола, в м²/м³,удобно рассчитывать путем деления единицы на высоту помещения в метрах (т.к.над каждым квадратным метром площади пола имеется пространство объемом 2,5 м³при высоте помещения 2,5 м; 3,0 м³при высоте 3,0 м и т.д.).

Получаем: 1:2,5 = 0,4 м²/м³ при высотепомещения 2,5 м;

1: 3,0 = 0,33 м²/м³ при высоте помещения 3 м.

Пример 2. Для материала,применяемого для отделки стен, «насыщенность» в м²/м³определяетсяследующим образом: периметр комнаты за вычетом ширины дверных и оконных проемовумножают на высоту облицованной (окрашенной) части стен; полученную такимобразом общую поверхность отделки в м² делят на объем помещения в м³.

Пример 3. При расчете«насыщенности» для плинтусов (в м/м³) периметр помещения в метрах завычетом ширины дверных проемов делится на объем помещения в м³.

2) Определяется необходимый размер (площадь, объем, массаили длина) образца полимерного материала, который зависит от «насыщенности» иобъема камеры-генератора и рассчитывается по формуле:

S = V · H, где:

S - размер образца (м², м³, кг или м);

V - объем климатической камеры (м³);

H - «насыщенность» в натурных условиях (м²/м³, м³/м³, кг/м³, м/м³).

Например: если«насыщенность» материала в натурных условиях 0,4 м²/м³,объем климатической камеры 600 л (0,6 м³), получаем:

S = 0,4 · 0,6 = 0,24 м²

3) Образец подлежащего исследованию полимерного материалапомещается в климатическую камеру путем подвешивания или раскладывания его, взависимости от физико-механических характеристик материала и его назначения.Контакт образца материала со стенами камеры не допускается.

Необходимаяинтенсивность воздухообмена устанавливается в климатических камерах следующимобразом:

1. Выясняется ожидаемая или характерная для натурных условийкратность воздухообмена (например, 0,5 - 1,2 раза в час для жилых комнат квартир; 2,0 - 3,0 раза в час для кухонь и т.д.).

2. Рассчитывается необходимая объемная скорость подачивоздуха (л/мин)в климатическую камеру по формуле:

где:

С - объемнаяскорость подачи воздуха в л/мин;

А - заданнаякратность воздухообмена;

V - объем климатической камеры в л.

Пример: для установлениякратности воздухообмена 1,2 раза в час в климатической камере объемом400 литров в нее необходимо подавать воздух с объемной скоростью.

3. Устанавливается рассчитанная объемная скорость подачивоздуха в климатическую камеру.

Объемклиматических камер, используемых для постановки наблюдений в эксперименте намелких лабораторных животных, должен быть (при однократном воздухообмене в час)не менее 1000 -1500 л.

В целяхосуществления одориметрическихисследований воздух из климатических камер подается в дыхательные колпаки,установленные на специальных щитах, перед которыми усаживаются испытуемые.

При постановкеэксперимента на мелких лабораторных животных в затравочные камеры с опытнымиживотными круглосуточно подается воздух из климатических камер, содержащихполимерные материалы, в этом случае камеры должны размещаться внепосредственной близости (не более 20 см), подача воздуха в камеры с животнымидолжна осуществляться через стеклянную трубку. При исследовании в условияхнормальных температур возможно размещение полимерных материалов в затравочнойкамере. В затравочные камеры с контрольными животными подается воздух из такихже климатических камер, но не содержащих материалов. Раздельное размещениеживотных и полимерных материалов позволяет исследовать последние и в условияхповышенных температур.

Примоделировании условий исследований в камере и расчете отдельных показателейследует исходить из наиболее неблагоприятных сочетаний условий, могущихскладываться в среде обитания и способствующих повышению интенсивности миграциив воздушную среду химических веществ.

Методикапозволяет подвергать исследованию как отдельные материалы и конструкции, так иразличные сочетания их. Для этого по вышеописанной методике рассчитываютнеобходимый размер каждого образца материала или конструкции и помещают их вклиматическую камеру.

При исследованиитеплоизоляционных материалов, используемых в составе конструкций, исследованиемиграции токсичных веществ следует проводить из образцов, моделирующих реальноприменяемые конструкции, т.е. соответствующие требованиям технических условийна производство этих изделий.

Исследованияследует начинать через 2 суток после установления в климатических камерах всехнеобходимых условий, т.к. лишь к этому времени в них устанавливаетсядинамическое равновесие.

Исследованиеполимерных материалов необходимо производить при нормальной (20 °С)и при повышенной (40 °С), а для особых случаеви более высокой температурах. Последняя устанавливается и поддерживается припомощи различного рода нагревательных элементов и терморегуляторов.

В качествесредств, обеспечивающих воздухообмен, могут служить различные воздуходувки,компрессоры и т.п.

Воздух,выходящий из климатических камер подвергается всестороннему исследованию, наосновании результатов которого выносится суждение о характере и степениожидаемого влияния изучаемого материала на условия обитания, самочувствие издоровье населения и делается заключение о возможности применения его встроительстве.

Методическаясхема исследования биологической активности полимерных материалов вмоделированных условиях включает семь этапов (табл. 1), однако осуществление исследований по полной схеме невсегда обязательно. Получение на одном из ранних этапов неблагоприятных вгигиеническом отношении результатов позволяет обосновать отрицательноезаключение без осуществления дальнейших исследований.

Таблица 1