Может ли пенопласт быть вредным для здоровья человека

При воспламенении обычного пенополистирола (класс горючести Г4) в короткое время развивается температура 1200 °C, при использовании специальных добавок (антипирены) температура горения может быть снижена согласно классу горения (класс горючести Г3). Горение пенополистирола проходит с образованием токсичного дыма различной степени и интенсивности в зависимости от примесей, добавленных к пенополистиролу для снижения дымообразования.

Характеристики пенопласта и сферы его применения

Для того чтобы понять, вреден ли пенопласт, необходимо в первую очередь разобраться в его составе и методе изготовления. Помимо всего прочего, нужно рассмотреть сферы применения материала, так как именно способы использования материала позволят выявить возможные воздействия на человека.

Несмотря на то что некоторые производители утверждают, что пенопласт является экологически чистым материалом, все же способ его производства далек от понятия «экологически чистый».
При производстве пенопласта используются высокотемпературные жидкости, в том числе метиленхлорид и пентан, которые необходимы для проведения процесса вспенивая полистирола.

После вспенивания образуется достаточное количество пор, то есть шариков, которые являются составными частями листов пенопласта. Для полимеризации, то есть превращения пор в твердые элементы, также используются высокотоксичные вещества, в том числе стирол, но при проведении любой реакции все равно остается незначительное количество реагентов, не вошедших в реакцию и сохранивших свои первоначальные ядовитые свойства.

После проведения полимеризации получившиеся круглые элементы спаиваются между собой в плотную массу при температуре 140-175°С и в дальнейшем нарезаются на плиты необходимого размера.

Однако нужно отметить, что если материал изготавливался без нарушения технологии, то количество таких свободных реагентов очень незначительно. Таким образом, конечный продукт полностью проходит по всем имеющимся российским и международным санитарным нормам. Пенопласт применяется во многих сферах, причем не только в строительстве. Можно выделить множество способов применения пенопласта:

• наружное утепление стен;
• внутреннее утепление стен;
• обустройство звукоизоляции;
• возведение домов;
• пенопласт в качестве упаковочного материала.

Это далеко не все сферы применения пенопласта. Нужно сразу отметить, что немаловажным условием безопасного использования пенопласта как утеплителя является тщательное соблюдение инструкции по применению. Все дело в том, что полимеризация, которая проводится во время изготовления этого материала, может протекать и в обратном направлении, к примеру, при воздействии на материал ультрафиолетовых лучей, высокой температуры и некоторых других факторов.

Разложение полимера всегда происходит с выделением значительного количества высокотоксичных веществ, в том числе формальдегида и бензальдегида, что в сочетании с частичками стирола может пагубно отразиться на здоровье человека, а в некоторых случаях привести к появлению мутаций у детей во время внутриутробного развития.

Способ получения

На сайтах компаний-поставщиков часто присутствуют близкие названия: пенополистирол (иногда экструдированный), пенопласт, пеноплекс, пенополиуретан и некоторые другие. Полезно понять — о чем идет речь в каждом случае.

Пенопластами называют класс полимеров (пластмасс), в которых между цепями органической матрицы содержатся ячейки с воздухом. Если микрополости соединены друг с другом, продукт называют поропластом.

Пенопласты получают смешиванием больших молекул полимера или средних молекул олигомера с твердыми газообразователями, легкокипящими жидкостями или инертным газом.

Существуют технологии, в которых газ образуется при химической реакции органического сырья. Форму вспененному продукту придают охлаждением или специальными приемами отверждения.

Пенополистирол – это результат вспенивания суспензии стирола пентаном или изопентаном. Первичный продукт имеет форму гранул. После нагревания гранулированные частицы вспениваются, затем спекаются.

Существует модификация пенополистирола, получаемая полимеризацией мономера. Образовавшийся полимер смешивают с добавками, образующими поры. Полученную смесь пропускают через экструдер.

В результате образуется вспененный полимер стирола с высокой плотностью. Экструдированный пенополистирол, часто называемый пеноплексом. Это продукт с хорошей теплоизолирующей способностью. Он может использоваться для утепления домов даже на Крайнем Севере.

Среди вспененных продуктов большой популярностью пользуется пенополиуретан, который известен также как поролон. Его получают вспениванием жидкой реакционной смеси мономеров с добавками кремнийорганических компонентов, пенообразователей (воды или фреона), веществ большой поверхностной активности.

Варьированием условий проведения процесса можно получать полимеры различной жесткости. Они обладают условно негорючими свойствами. Вспененные полиуретановые продукты с усиленной матрицей используют как утеплители.

Общая информация

Сам по себе пенопласт стал использоваться еще в середине прошлого века. Сразу после его изобретения немецкой компанией. Являет он собой вспененные полимерные шарики.

Эти шарики образуются за счет воздействия на полимерные смеси газов и дополнительных химических элементов, что способствуют образованию пены.

В итоге получаются те самые шарики пенополистирола на , что так серьезно распространены на современном строительстве.

Однако пенопласт, хоть и является неплохим утеплителем с приличными качествами, тем не менее обладает и некоторыми недостатками. В первую очередь в глаза бросается его горючесть. И действительно, пенопласт горит в огне. Вернее, он не горит полноценным пламенем, а скорее быстро плавится.

Вот только это плавление не сопровождается самозатуханием, а скорее наоборот, подпитывает огонь. Как вы сами понимаете, горючесть – это явно не те свойства, которые хотелось бы увидеть в современном утеплителе.

Ведь утеплителями оборудуют стены домов, фасады, фундаменты, да и вообще практически все конструкции. В обычном кирпичном доме огонь распространяется не так легко, как кажется.

На самом деле, стены являются настоящей преградой для огня. Особенно если сделаны они из кирпича или очень плотного бетона.

Их негорючесть дает возможность существенно удлинить срок возгорания и дать время человеку предпринять необходимые меры безопасности и противодействия. Но если фасад утеплен пенопластом, то тут уже появляются серьезные проблемы.

Также часто сетуют на плотность , вернее, ее недостаток. Плотность влияет на итоговую прочность материала, его устойчивость и стабильность. У пенопласта свойства, что касаются плотности и других вышеназванных показателей явно не удовлетворяют всех потребностей строителей.

Такое положение многих не устраивало, что и привело к изобретению пеноплекса. Пеноплекс – это экструдированный пенополистирол. Пеноплекс производят в специальных высокотемпературных печах с высоким давлением. Процесс переплавки в них называют процессом экструзии.

В печах пенополистирольное сырье переплавляется, образуя крайне плотный материал с порами, максимальный диаметр которых равняется всего 1-2 мм. В некоторых случаях поры еще более мелкие. Они настолько миниатюрны, что даже при пристальном рассмотрении отличить их будет крайне сложно.

Она у этого материала в несколько раз выше стоимости обычного пенопласта и практически равняется стоимости минеральной ваты, другого популярного утеплителя, что известен своей относительной дороговизной. Поэтому тут в приоритете.

Свойства утеплителя

Если рассматривать конкретные свойства пеноплекса, а также его плюсы и минусы, то можно проследить интересную тенденцию.

Этот материал практически во всем превосходит своего родителя (полистирол), но при этом он наследует у него и большинство изначальных недостатков. Но в общем, пеноплекс все же намного лучше справляется со своими задачами.

Так, коэффициент теплопроводности у него будет выше, чем у стандартного пенопласта. И хоть числовая разница там не столь велика (ведь и пенопласт обладает крайне неплохим коэффициентом теплопроводности), но в сочетании с повышенной плотностью это дает удивительный эффект.

Преимущества и недостатки

Если свести воедино все вышеописанные и неназванные свойства, то можно получить следующий список.

Основные плюсы:

• Нет реакции на воду;
• Негорючий (в некотором смысле);
• Легко монтируется;
• Имеет высокий коэффициент теплопроводности;
• Легкий;
• Плотный;
• Для обработки требуется малая толщина листа.

Основные минусы:

• Высокая цена;
• Плавится при контакте с огнем;
• Паронепроницаем (этот параметр не всегда считается минусом, но стенам все же надо дышать).

Достоинства пенопласта

У пенопласта есть масса положительных сторон, что позволяет ему оставаться наиболее популярным утеплителем уже много лет:

• Пористая структура этого стройматериала значительно понижает теплопроводность.
• Этот материал отлично держит свою форму, что не свойственно утеплителям из этой ценовой группы.
• Он практически весь состоит из воздуха, поэтому плохо горит.
• Для изготовления этого утеплителя применяют минимум веществ из группы стиролов, что говорит об относительной экологичности.
• Срок эксплуатации материала более 50 лет, что подтверждается сертификатами качества. При правильном монтаже его характеристики не меняются на протяжении всего срока эксплуатации.

К положительным сторонам можно отнести также невысокую цену и легкость монтажа. Для укладки пенопласта на стены не обязательно иметь специальные навыки, особенно если речь идет о частном доме или первом этаже многоэтажки.

Пожароопасность пенополистирола

Пожароопасность необработанного пенополистирола

Немодифицированный пенополистирол (класс горючести Г4) — легковоспламеняющийся материал, воспламенение которого 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. Пенополистирол относится к синтетическим материалам, которые характеризуются повышенной горючестью. Он способен сохранять энергию от внешнего источника тепла в поверхностных слоях, распространяя огонь и инициируя усиление пожара.

Температура воспламенения пенополистирола колеблется от 210 °C до 440 °C в зависимости от добавок, используемых производителями. Температура воспламенения конкретной модификации пенополистирола определяется согласно сертификационному классу.

При воспламенении обычного пенополистирола (класс горючести Г4) в короткое время развивается температура 1200 °C, при использовании специальных добавок (антипирены) температура горения может быть снижена согласно классу горения (класс горючести Г3). Горение пенополистирола проходит с образованием токсичного дыма различной степени и интенсивности в зависимости от примесей, добавленных к пенополистиролу для снижения дымообразования. Дымовыделение токсичных веществ в 36 раз больше по объёму чем у древесины.

Горение обычного пенополистирола (класс горючести Г4) сопровождается образованием токсичных продуктов: циановодорода, бромоводорода и т. д..

По указанным причинам изделия из необработанного пенополистирола (класс горючести Г4) не имеют сертификатов допуска для применения в строительных работах.

Производители используют модифицированный специальными добавками (антипиренами) пенополистирол, благодаря которым материал имеет различные классы по воспламенению, горючести и дымообразованию.

Таким образом, при корректном монтаже, в соответствии с ГОСТ 15588-2014 «Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия», пенополистирол не представляет угрозы для пожаробезопасности зданий. Технология «мокрого фасада» (WDVS, EIFS, ETICS), которая подразумевает применение пенополистирола в качестве утеплителя в ограждающей конструкции, находит большое применение в строительстве.

Модифицированный пенополистирол для пожарной безопасности

Для снижения пожароопасности пенополистирола при его получении к нему добавляют антипирены. Полученный материал называется самозатухающим пенополистиролом (класс горючести Г3) и обозначается у ряда российских производителей дополнительной буквой «С» в конце (например — ПСБ-С).

01.05.2009 вступил в действие новый федеральный закон ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Изменилась методика по определению группы горючести горючих строительных материалов. А именно, в статье 13, пункт 6 появилось требование, исключающее образование капель расплава в материалах с группой Г1-Г2

Учитывая то, что температура плавления полистирола около 220°C, то все утеплители на основе этого полимера (в том числе экструдированный пенополистирол) с 01.05.2009 будут классифицированы группой горючести не выше Г3.

До вступления ФЗ 123 в силу, группа горючести марок с добавлением антипиренов характеризовалась как Г1.

Снижение горючести пенополистирола в большинстве случаев достигается заменой горючего газа для «надувания» гранул на углекислый газ.

Деструкция пенополистирола

Высокотемпературная деструкция

Высокотемпературная фаза деструкции пенополистирола хорошо и обстоятельно исследована. Она начинается при температуре +160 °C. С повышением температуры до +200 °C начинается фаза термоокислительной деструкции. Выше +260 °C преобладают процессы термической деструкции и деполимеризации. В связи с тем, что теплота полимеризации полистирола и поли-»’α»’-метилстирола одни из самых низких среди всех полимеров, в процессах их деструкции преобладает деполимеризация до исходного мономера — стирола.

Модифицированный пенополистирол со специальными добавками отличается по степени высокотемпературной деструкции согласно сертификационному классу. Модифицированные пенополистиролы, сертифицированные по классу Г1, не разрушаются более чем на 65 % под воздействием высоких температур. Классы модифицированных пенополистиролов приведены в таблице в разделе по пожаростойкости.

Низкотемпературная деструкция

Вспененный полистирол, как и некоторые другие углеводороды, способен к самоокислению на воздухе с образованием пероксидов. Реакция сопровождается деполимеризацией. Скорость реакции определяется диффузией молекул кислорода. Ввиду значительно развитой поверхности пенополистирола он окисляется быстрее, чем полистирол в блоке. Для полистирола в форме плотных изделий, регламентирующим началом деструкции выступает температурный фактор. При более низких температурах его деструкция теоретически хотя и возможна в соответствии с законами термодинамики полимеризационных процессов, но из-за чрезвычайно низкой газопроницаемости полистирола парциальное давление мономера имеет возможность изменяться только на наружной поверхности изделия. Соответственно ниже Тпред = 310 ˚С деполимеризация полистирола происходит только с поверхности изделия, и ею можно пренебречь для целей практического применения.

Д.х.н., профессор кафедры переработки пластмасс РХТУ им. Менделеева Л. М. Кербер о выделении стирола из современного пенополистирола:

«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 7 °C нельзя. В научной литературе имеются данные о том, что окисления стирола при температуре до +11 °C практически не происходит».

Также эксперты утверждают, что падение ударной вязкости материала при 65 °C не отмечено на интервале 5000 часов, а падение ударной вязкости при 20 °C не отмечено за 10 лет.

Токсичная природа стирола и способность пенополистирола выделять стирол считается европейскими экспертами недоказанной. 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.

Кроме того, сама опасность стирола изначально часто преувеличивается. Согласно крупномасштабным научным исследованиям, проведённым в 2010 г. в связи с прохождением обязательной процедуры перерегистрации химических веществ в Европейском Химическом Агентстве в соответствии с регламентом REACH, были сделаны следующие выводы:

• 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.

Таким образом, основные опасения, связанные с особой токсичностью стирола, якобы выделяющегося при использовании пенополистирола, не подтверждаются.

Какие минусы существуют при использовании теплоизолятора

Теплоизолятор пенополистирол: польза или вред

Пенополистирол экструдированный, как и любой другой материал, имеет собственные плюсы и минусы, о которых требуется знать тем, кто останавливает свой выбор на данном утеплителе. Требуется подчеркнуть, что не только положительные, но и отрицательные моменты любого строительного материала основаны исключительно на его свойствах.

Пенополистирол экструдированный состоит из гранул, которые склеены при очень высоких температурах. В гранулах содержится воздух. При этом структура заключает основное качество материала. Содержащийся в ячейках воздух максимально способен задерживать тепло, поэтому среди всех природных материалов он будет одним из лучших.

Высокий уровень производительности пенополистирола сочетается с его высокими защитными характеристиками, позволяющими защитить дом от холода, проникновения насекомых, бактерий, влаги. Для насекомых этот материал не представляет интереса, поскольку является несъедобным.

Ячеистая конструкция отдала материалу примерно все, но стоит выделить основное — материал прекрасно выполняет основную задачу, решая при всем этом заодно возникающие сложности, связанные с защитой в условиях повышенной влажности либо препятствием для разрушения деревянных элементов домов от насекомых-вредителей.

Есть также определенные аспекты в использовании материала, о которых требуется знать, поскольку он не является натуральным и препятствует тому, чтобы поверхность конструкции «дышала». С нормальной вентиляцией очень просто организовать в помещении необходимое движение воздушных потоков, но сами стенки «дышать» не будут. Здесь в первую очередь играют важную роль свойства теплоизолятора, которые не позволяют ему пропускать воздух, что исключает его циркуляцию.

Некоторые считают, что при горении материал способен выделять темный дым. Хотя без источника огня данный теплоизолятор не будет гореть, образуя дым, который может появиться только при длительном сжигании пенополистирола. Обычно пожарные приезжают гораздо скорее, чем наступает полное сгорание материала. Наибольшая часть строительных материалов гораздо быстрее может возгореться, чем пенополистирол.

Выводы о нанесении вреда пенополистиролом окружающей среде

Можно сделать вывод, что пенополистирола экструдированного не следует бояться, потому что он является современным, качественным и безвредным материалом.

Пенополистирол и все его разновидности пользуются достаточной популярностью. Так ли безопасен данный материал при его применении с целью термоизоляции дома, каким его представляют производители?

Обычный уровень температуры заставляет материал энергично распадаться. При этом происходит выделение большого объема ядов и канцерогенов, которые являются небезопасными для здоровья людей. В частности пенополистирол небезопасен при пожарах, поскольку дым, который выделяется, содержит большой объем опасных соединений органических веществ.

Ученые признали пенополистирол чрезвычайно небезопасным материалом при его горении, что привело к противоречивым суждениям со стороны изготовителей, которые стремятся реализовать материал по низким ценам. При возникновении пожара человек способен получить отравление ядовитым дымом вместе с летучими веществами от сгорания пеноплекса.

Пенопласт – это особый искусственный материал, состоящий из ячеистой полимерной массы, пустоты которой заполняет газ. Благодаря этому листы пенопласта очень легкие, так как имеют небольшую плотность и способны хорошо сохранять тепло. Пенопласт очень распространен как утеплитель не только благодаря его замечательным теплоизолирующим свойствам – этот материал не деформируется, обладает большой долговечностью, звуконепроницаем, прост в применении, не впитывает влагу в отличие от многих других утеплителей, а главное, он очень дешев. Есть только три довольно значительных недостатка, которые заставляют задуматься об его использовании: это горючесть, и подверженность порче грызунами.

Преимущества материала

К плюсам «Пеноплекса» потребители относят в первую очередь низкую степень теплопроводности. По этому показателю такие плиты превосходят даже очень популярную, к примеру, у частных застройщиков минеральную вату. Также плюсом «Пеноплекса» считается небольшой вес. Транспортировать такие плиты очень легко. Отличается этот материал и простотой в монтаже. Крепят его к утепляемым поверхностям на клей особого состава. В некоторых случаях плиты этого материала могут дополнительно крепиться к стенам, перегородкам или, к примеру, потолку с использованием пластиковых дюбелей-грибков. Также этот материал легко режется.

Еще одним плюсом «Пеноплекса», по сравнению с той же минеральной ватой, является то, что он совершенно не боится воды. При увлажнении этот материал не теряет своих теплосохраняющих качеств и не начинает разрушаться.

Еще одним безусловным преимуществом «Пеноплекса» считается способность выдерживать значительные нагрузки. Плотные плиты этого материала зачастую используют для утепления полов, к примеру, под стяжку. Стоят такие листы несколько дороже минеральной ваты, но все же цена на них не слишком высока.