Способ оценки и прогнозирования процессов старения (деструкции) полимерных материалов по динамике суммарного газовыделения и токсичности летучих органических соединений (лос), мигрирующих из полимера в процессе старения, детектируемых методом хроматомасс-спектрометрии


 

G01N1/28 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2554623:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации-Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ-ИМБП РАН) (RU)

Изобретение относится к области прогнозирования процессов старения синтетических полимерных материалов (СПМ) в зависимости от продолжительности их эксплуатации или хранения. Анализ летучих органических соединений (ЛОС), мигрирующих из СПМ, проводят путем активного отбора проб на сорбент, с последующей термической десорбцией и газохроматографическим анализом. Прогнозирование процессов старения материалов и оценку токсичности газовыделения проводят по динамике качественного и количественного состава компонентов газовыделения в исходном состоянии СПМ и в процессе искусственного климатического термовлажностного старения. Анализ динамики суммарного газовыделения (ΣT) из каждого материала проводят для всех веществ, мигрирующих из исследованных СПМ. Оценку изменения токсичности и прогнозирование процессов старения материалов проводят по разработанным показателям суммарного газовыделения (ΣT) и по гигиеническому показателю Р=(ΣTисх/ΣTn)/V, где Tисх и Tn - показатели токсичности газовыделения каждого вещества в исходном и состаренном состояниях соответственно, а ΣТисх и ΣTn - суммарный показатель токсичности газовыделения всех входящих в состав образца СПМ в исходном и состаренном состояниях, V - длительность старения (год, месяц). Изобретение позволяет достигать высокой точности метода детектирования количественного и качественного состава ЛОС в газовыделении в процессе старения материалов и воспроизводимости результатов анализа. 3 табл.

 

Изобретение предназначено для оценки и прогнозирования процессов старения (деструкции) синтетических полимерных материалов (СПМ) на основе выявленных изменений суммарного газовыделения и прогнозирования токсичности химических веществ, мигрирующих из СПМ в процессе их деструкции, при детектировании методом хроматомасс-спектрометрии после заданной продолжительности климатического старения при ускоренных климатических испытаниях (УКИ).

Необходимость санитарно-гигиенической и токсикологической оценки газовыделения из СПМ в процессе их эксплуатации определены требованиями ГОСТ Р 50804-95, «Методическими указаниями по санитарно-химическому и токсикологическому исследованию полимерных материалов, предназначенных для оборудования обитаемых герметически замкнутых отсеков» Утв. МЗ СССР 1981, ГОСТ 9.710-84, ГОСТ 9.707-81. Известно, что при хранении и эксплуатации полимеры подвергаются воздействию неблагоприятных факторов, в соответствии с которыми различают следующие основные виды деструкции (старения): климатическое, радиационное, ультразвуковое, под воздействием биологических и механических факторов и др. ГОСТ 9.710.-84, ГОСТ 9.707-81), воздействие которых приводит к снижению или необратимым (химическая деструкция) изменениям рабочих характеристик материалов. Поэтому разработка способов оценки и прогнозирования процессов старения неметаллических материалов, а также установление реальных сроков безопасной их эксплуатации имеет первостепенное значение в современном полимерном материаловедении. При длительной эксплуатации СПМ в условиях герметичных помещений и пилотируемых космических аппаратов важное значение приобретает также оценка прогнозирования токсичности продуктов газовыделения в процессе старения материалов.

Необходимость санитарно-гигиенической и токсикологической оценки газовыделения из СПМ в процессе их эксплуатации определены требованиями ГОСТ Р 50804-95 и «Методическими указаниями по санитарно-химическому и токсикологическому исследованию полимерных материалов, предназначенных для оборудования обитаемых герметически замкнутых отсеков» Утв. МЗ СССР 1981, ГОСТ 9.710-84, ГОСТ 9.707-81.

Термовлажностное старение СПМ проводилось в соответствии с рекомендациями ГОСТ 9.707-81 (метод 1) в герметичных камерах, исключающих возможность массообмена с окружающей средой.

Подготовка полимерных материалов к испытаниям проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 14624-3:2010 «Безопасность и совместимость материалов. Часть 3. Определение отходящих газов из материалов и смонтированных изделий» и «Методическими указаниями по санитарно-химическому и токсикологическому исследованию полимерных материалов, предназначенных для оборудования обитаемых герметически замкнутых отсеков» Утв. МЗ СССР 1981 и ГОСТ Р 50804-95. Синтетические полимерные материалы допускались к испытаниям не ранее чем через 6 месяцев после их изготовления и подготовки согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 14624-3:2010.

Технический результат достигается тем, что способ подготовки образцов синтетических полимерных материалов для проведения температурно-влажностного климатического старения проводится способом (ГОСТ Р ИСО 14624-3:2010), исключающим изменения структуры и химического состава в газовыделении до испытаний.

Полимерные материалы, предназначенные для испытаний, должны соответствовать рецептуре и утвержденным техническим условиям эксплуатации, согласованным с органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации. Импортная продукция должна сопровождаться документацией по ее безопасности (сертификатом безопасности страны-изготовителя, выданным уполномоченными на то органами и/или сертификатом (подтверждением) фирмы-производителя, протоколами испытаний с указанием нормируемых показателей и результатов испытаний).

В соответствии с положениями ГОСТ 9.710.-84 («Единая защита от коррозии и старения. Старение полимерных материалов. Термины и определения» п.7») и ГОСТ 9.707-81, допускающего использование любого показателя, характеризующего старение полимерного материала, нами для определения и прогнозирования изменения свойств материалов в процессе старения была выбрана динамика летучих органических соединений (ЛОС), мигрирующих из полимерных материалов в процессе климатического старения (деструкции) при детектировании веществ методом хроматомасс-спектрометрии. Прогнозирование старения полимерных материалов проводилось по изменению концентраций ЛОС, характеризующих процесс деструкции материалов при моделировании продолжительности температурно-влажностного старения (от 1 до 33 лет).

Ускоренные климатические испытания (УКИ) проводились по методике 1, рекомендованной ГОСТ 9.707-81.

В результате анализа динамики количественного и качественного состава ЛОС в составе газовыделения из 35 полимерных материалов, представляющих основные классы СПМ, разработан способ оценки и прогнозирования процессов старения полимерных материалов по динамике разработанного показателя суммарного газовыделения (ΣT), a также способ оценки и прогнозирования токсичности (показатель P) газовыделения из материалов в процессе термовлажностного климатического старения.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве показателя для оценки и прогнозирования процессов старения (деструкции) СМП и изменения токсичности газовыделения из полимеров использована динамика состава и концентраций химических веществ, мигрирующих из материалов, при детектировании методом хроматомасс-спектрометрии.

Из уровня техники наиболее близким к заявленному изобретению является метод, принятый для аттестации материалов, предназначенных для эксплуатации в ГЗОО, ГОСТ Р ИСО 14624-3:2010 «Безопасность и совместимость материалов. Часть 3. Определение отходящих газов из материалов и смонтированных изделий», в соответствии с требованиями «Методических указаний по санитарно-химическому и токсикологическому исследованию неметаллических материалов, предназначенных для оборудования обитаемых герметичных помещений», утв. Минздравом СССР 03.09.1982 г., ГОСТ Р 50804-95, определяющих методику проведения испытаний на газовыделение из СПМ.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в том, что при использовании метода хроматомасс-спектрометрии для анализа процессов газовыделения из полимеров (ГОСТ Р ИСО 16000, часть 6) достигается высокая точность количественного анализа (10-12) летучих продуктов газовыделения, что особенно важно для прогнозирования процесса старения и изменения показателя изменения свойства материала во времени. Широкий спектр анализируемых веществ позволяет объективно оценить токсичность состава химических веществ, мигрирующих в воздушную среду при длительной эксплуатации полимеров в условиях герметичных помещений и длительно эксплуатирующихся пилотируемых космических аппаратов.

Ранее подобные комплексные исследования не проводились, поэтому следует считать, что заявленный способ оценки и прогнозирования процесса старения полимерных материалов и способ оценки и прогнозирования токсичности газовыделения в процессе старения не имеет аналогов.

Оценку и прогнозирование процесса деструкции проводили по динамике суммарного газовыделения ΣT(T1+T2+…T3+Tn) каждого полимерного материала в процессе УКИ. Оценку и прогнозирование динамики токсичности газовыделения процессе УКИ проводили по динамике показателя T, рассчитанного по отношению измеренной концентрации вещества Смг/м3/ПДКмг/м3 к его предельно допустимой концентрации (ГОСТ Р 50804-95, ГН 2.2.5. 2895-11, ГН 2.1.6.2897-11) для каждого вещества, мигрирующего из исследованных СПМ в процессе УКИ. Оценку и прогнозирование процесса изменения токсичности проводили по динамике по разработанному гигиеническому показателю P=(ΣTисх/ΣTn)/V, отражающему динамику изменения токсичности газовыделения из СПМ в процессе старения, где Tисх и Tn - показатели токсичности газовыделения каждого вещества в исходном и состаренном состояниях, соответственно, а Σтисх и ΣTn - суммарный показатель токсичности газовыделения всех входящих в состав образца синтетических полимерных материалов в исходном и состаренных состояниях, V - длительность старения (год, месяц).

В дальнейшем для каждого испытанного материала устанавливается удельная допустимая насыщенность - отношение количества (масса, площадь, линейный размер и т.п.) материала к стандартному объему в пересчете на 1 м3.

Оценка гигиенических характеристик СПМ проводилась с учетом показателя токсичности газовыделения каждого вещества в составе газовыделения и суммарного газовыделения (ΣT) из каждого образца СПМ, и по расчетному гигиеническому показателю (P=ΣTисх/ΣTn), отражающему динамику изменения токсичности газовыделения из СПМ в процессе старения.

По величине суммарного показателя (ΣT) газовыделения, величина которого ниже 1, все испытанные материалы могут эксплуатироваться в течение 33 лет, при условии соблюдения допустимой насыщенности материалов по составу и интенсивности газовыделения в процессе старения.

Основываясь на положении ГОСТ 970781 (с изменениями 1991 года), в котором определено, что показателем процесса деградации материалов под действием климатических факторов старения является и газовыделение, исследованные материалы по токсичности газовыделения (T критерий, ΣTi, гигиенический показатель P), были разделены на 4 группы:

- 1 группа (P<1) (T критерий от 0,003 до 0,043) СПМ с наибольшей величиной суммарного газовыделения (ΣT), сохраняющееся до 33 лет УКИ и, следовательно, наиболее подверженных температурно-влажностному климатическому старению (деструкции);

- 2 группа (P от 1,2 до 10), (T критерий от 0,005 до 0,012) характеризуется большей величиной суммарного газовыделения ΣT к 25 годам УКИ по сравнению с 3 и 4 группами;

- 3 группа (P от 11 до 30 (60) (T критерий от 0,0006 до 0,054) характеризуется сохранением большей величины суммарного газовыделения ΣT к 25 годам УКИ по сравнению с 4 группой СПМ;

4 группа (P>60). По величине ΣT материалы характеризуются снижением практически до минимума показателя суммарного газовыделения по мере увеличения длительности УКИ, свидетельствуя об устойчивости этих материалов к температурно-влажностному климатическому старению длительностью до 33 лет.

На основании экспериментальных данных для количественной оценки изменения гигиенических характеристик СПМ при различных сроках УКИ предлагается Расчетный гигиенический показатель P=(ΣTисх/ΣTi)/V, который отражает изменение токсичности газовыделения из СПМ в процессе деструкции (старения) и включает оценку динамики токсичности каждого вещества в составе газовыделения СПМ.

Примеры.

Динамика суммарного (ΣT) газовыделения из материалов по срокам старения в процессе УКИ.

Таблица 1
Название материалов Исходное состояние 10 лет 20 лет 25 лет 33 года
компаунд ЭДЛ-20М 0,025 0,067 0,013 0,005 0,005
клей ВК-9Тц 0,043 0,004 0,077 0,020 0,012
грунтовка АК-070 0,153 0,006 0,038 0,013 0,001
лак УР-231 0,046 0,037 0,033 0,008 0,001
лента электроизоляционная марки ЛЭСБ 0,005 0,013 0,045 0,012 0,005
клей Ф-42Л 0,014 0,018 0,025 0,033 0,013
клей ЭЛ-20 0,034 0,028 0,049 0,014 0,004
стеклотекстолит СФ-2-50Г-0,8 0,011 0,027 0,018 0,012 0,003
клей холодного отверждения АДВ-5 0,371 0,011 0,008 0,026 0,002
ткань техн. Полиамидная арт. 56003 0,047 0,006 0,031 0,000 0,000
пленка СКЛФ-4Д 0,057 0,010 0,014 0,007 0,005
лента трик. Петельная КТЛ-1000/6 0,009 0,013 0,053 0,020 0,002
полиамид 610 литьевой 0,037 0,012 0,026 0,071 0,014
стеклотекстолит КАСТ-В-1,0 0,077 0,023 0,038 0,038 0,002
лакоткань ЛШМС-105 0,021 0,010 0,111 0,027
пленка из фторопласта Ф-4МБ 0,008 0,002 0,006 0,013 0,002
лента техн. Аримидная ЛТАр-20-200 0,015 0,017 0,012 0,155 0,007
поликарбонат ПК-ЛТ-10 0,022 0,011 0,427 0,029 0,014
герметик 51-Г-23 0,026 0,008 0,013 0,018 0,044
клей 88-СА 0,014 0,004 0,045 0,020 0,004
лента фторопластовая марки П-Ф-4 ЭО/180/КО 0,016 0,011 0,032 0,006 0,001
трубка 305 ТВ-50 0,023 0,008 0,045 0,013 0,001
ткань прорезиненная 918-9 0,018 0,022 0,013 0,008 0,001
лента склеивающая ЛТ-19 0,036 0,029 0,048 0,016
шпатлевка ЭП-0010 0,085 0,002 0,076 0,022 0,001
пенопласт полистирольный плиточный ПС-1-150 0,038 0,061 0,022 0,021 0,006
пенополиуретан жесткий Медиорт-13 (марка 5) 0,061 0,029 0,025 0,011 0,015
ткань термостойкая двухслойная арт. НД-250 Кр 0,035 0,014 0,002 0,090 0,002
ткань техническая полиамидная арт. 56260 Кр ВО 0,190 0,348 0,045 0,119 0,002
пленка марки Витур T 0533-90 0,411 0,107 0,006 0,021 0,006
герметик Humi Seal UY40 0,007 0,006 0,021 0,247 0,002
поликарбонат стеклонаполненный марки ПК-Л-СВ30 0,036 0,032 0,003 0,305
термостойкий декоративно-отделочный материал «Арлит» типа «Талка-1» 0,091 0,010 0,013 0,031 0,004
(ΣT) при одновременном применении испытанных материалов 2,08 1,006 1,43 1,45 0,18

По величине суммарного показателя ΣT газовыделения, величина которой ниже 1, все испытанные материалы могут эксплуатироваться в течение 33 лет.

Из таблицы видно, что к 25 и 33 годам старения выраженность деструкции материалов по интенсивности и ΣT газовыделения была различной.

Материалы были разделены на 4 группы (см. Таблицу 2) по своим свойствам и устойчивости к старению.

По результатам исследований материалы были разделены на 4 группы. По величине ΣT материалы 4 группы наиболее устойчивы к климатическому старению и уровень газовыделения кислородсодержащих соединений, а следовательно, и токсичность, уменьшается по мере увеличения сроков старения.

Таблица 2
1 группа
P менее 1 гигиенический показатель P Исходное состояние 10 лет 20 лет 25 лет 33 года
лента электроизоляционная марки ЛЭСБ 0,9 0,005 0,013 0,045 0,012 0,005
герметик 51-Г-23 0,6 0,026 0,008 0,013 0,018 0,044
клей Ф-42Л 0,4 0,014 0,018 0,025 0,033 0,013
поликарбонат ПК-ЛТ-10 0,8 0,022 0,011 0,427 0,029 0,014
лента техническая аримидная ЛТАр-20-200 0,1 0,015 0,017 0,012 0,155 0,007
поликарбонат стеклонаполненный марки ПК-Л-СВ30 0,1 0,036 0,032 0,003 0,305
лакоткань ЛШМС-105 0,8 0,021 0,010 0,111 0,027
ΣT 0,020 0,016 0,091 0,083 0,016
2 группа
P от 1 до 10 гигиенический показатель Исходное состояние 10 лет 20 лет 25 лет 33 года
компаунд ЭДЛ-20М 5,0 0,025 0,067 0,013 0,005 0,005
клей ВК-9Тц 3,6 0,043 0,004 0,077 0,020 0,012
клей ЭЛ-20 8,4 0,034 0,028 0,049 0,014 0,004
стеклотекстолит СФ-2-50Г-0,8 3,7 0,011 0,027 0,018 0,012 0,003
лента трикотажная петельная КТЛ-1000/6 4,9 0,009 0,013 0,053 0,020 0,002
полиамид 610 литьевой 2,6 0,037 0,012 0,026 0,071 0,014
пленка из фторопласта Ф-4МБ 4,9 0,008 0,002 0,006 0,013 0,002
клей 88-СА 3,4 0,014 0,004 0,045 0,020 0,004
пенопласт полистирольный плиточный ПС-1-150 6,3 0,038 0,061 0,022 0,021 0,006
пенополиуретан жесткий Медиорт-13 (марка 5) 4,2 0,061 0,029 0,025 0,011 0,015
герметик Humi Seal UY40 3,2 0,007 0,006 0,021 0,247 0,002
лента склеивающая ЛТ-19 2,3 0,036 0,029 0,048 0,016
ΣT 0,027 0,023 0,034 0,039 0,006
3 группа
P от 10 до 30 гигиенический показатель Исходное состояние 10 лет 20 лет 25 лет 33 года
лента фторопластовая марки П-Ф-4ЭО/180/КО 16,1 0,016 0,011 0,032 0,006 0,001
трубка 305 ТВ-50 18,0 0,023 0,008 0,045 0,013 0,001
ткань прорезиненная 918-9 30,0 0,018 0,022 0,013 0,008 0,001
ткань термостойкая двухслойная арт.НД-250 Кр 20,7 0,035 0,014 0,002 0,090 0,002
«Арлит» типа «Талка-1» 26,0 0,091 0,010 0,013 0,031 0,004
стеклотекстолит КАСТ-В-1,0 33,3 0,077 0,023 0,038 0,038 0,002
пленка СКЛФ-4Д 10,6 0,057 0,010 0,014 0,007 0,005
ΣT 0,037 0,013 0,021 0,029 0,002
4 группа
P более 30 гигиенический показатель Исходное состояние 10 лет 20 лет 25 лет 33 года
клей холодного отверждения АДВ-5 185,4 0,371 0,011 0,008 0,026 0,002
ткань техническая полиамидная арт. 56003 166,1 0,047 0,006 0,031 0,000 0,000
ткань техническая полиамидная арт. 56260 Кр ВО 105,6 0,190 0,348 0,045 0,119 0,002
шпатлевка ЭП-0010 63,6 0,085 0,002 0,076 0,022 0,001
грунтовка АК-070 252,8 0,153 0,006 0,038 0,013 0,001
лак УР-231 60,3 0,046 0,037 0,033 0,008 0,001
пленка марки Витур T 0533-90 72,5 0,411 0,107 0,006 0,021 0,006
ΣT 0,159 0,061 0,032 0,028 0,002

Для количественной оценки изменения гигиенических характеристик СПМ, отражающего предрасположенность СПМ к факторам температурно-влажностного климатического старения, определяемого по динамике суммарной токсичности продуктов газовыделения материала, предлагается показатель P=(ΣTисхi/ΣTi)/V,

где (ΣTисхi) - суммарные индексы токсичности детектируемых соединений для материалов в исходном состоянии, (ΣTi) - суммарные индексы токсичности детектируемых соединений для материалов после старения, i - порядковый номер идентифицированного соединения, V - число лет старения. Точное определение этой величины позволит определить тенденции изменения уровней токсической опасности во времени материалов с различными химическими матрицами. Поскольку за основу берется суммарное газовыделение (ΣT), точность вычисления (P) зависит от точности метода измерения концентраций продуктов газовыделения.

Дополнительно, можно рассчитать гигиенический показатель по испытанным материалам по формуле: P=ΣTисх/ΣTi

Например, T - критерий компаунда ЭДЛ-20М в исходном состоянии (Tисх) равен 0,025, а после 33 лет УКИ T-критерий равен 0,005, тогда в соответствии с представленной формулой получаем, что гигиенический показатель равен 5. То есть токсикологическая опасность материала снизилась в 5 раз.

Сравнительная характеристика значений T-критерия и гигиенического показателя (P) по сформированным группам исследованных материалов при длительности УКИ 33 года.

Таблица 3
1 группа
P менее 1 T-критерий (33 года) Гигиенический показатель P
лента электроизоляционная марки ЛЭСБ 0,005 0,9
герметик 51-Г-23 0,043 0,6
клей Ф-42Л 0,012 0,4
поликарбонат ПК-ЛТ-10 0,014 0,8
лента техническая аримидная ЛТАр-20-200 0,007 0,1
поликарбонат стеклонаполненный марки ПК-Л-СВ30 0,003 0,1
лакоткань ЛШМС-105 0,027 0,8
2 группа
Р от 1 до 10 Т-критерий (33 года) Гигиенический показатель
компаунд ЭДЛ-20М 0,0050 5,0
клей ВК-9Тц 0,0120 3,6
клей ЭЛ-20 0,0040 8,4
стеклотекстолит СФ-2-50Г-0,8 0,0030 3,7
лента трикотажная петельная КТЛ-1000/6 0,0018 4,9
полиамид 610 литьевой 0,0143 2,6
пленка из фторопласта Ф-4МБ 0,0016 4,9
клей 88-СА 0,0042 3,4
пенопласт полистирольный плиточный ПС-1-150 0,0060 6,3
пенополиуретан жесткий Медиорт-13 (марка 5) 0,0145 4,2
герметик Humi Seal UY40 0,0022 3,2
лента склеивающая ЛТ-19 0,0160 2,3
3 группа
Р от 10 до 30 (60) T-критерий (33 года) Гигиенический показатель
лента фторопластовой марки П-Ф-4 ЭО/180/КО 0,0010 16,1
трубка 305 ТВ-50 0,0013 18,0
ткань прорезиненная 918-9 0,0006 30,0
ткань термостойкая двухслойная арт. НД-250 Кр 0,0017 20,7
стеклотекстолит КАСТ-В-1,0 0,0023 33,3
пленка СКЛФ-4Д 0,0054 10,6
«Арлит» типа «Талка-1» 0,0035 26,0
4 группа
P более 60 T-критерий (33 года) Гигиенический показатель
клей холодного отверждения АДВ-5 0,0020 185,4
ткань техническая полиамидная арт. 56003 0,0003 166,1
ткань техническая полиамидная арт. 56260 Кр ВО 0,0018 105,6
шпатлевка ЭП-0010 0,0013 63,6
грунтовка АК-070 0,0006 252,8
лак УР-231 0,0008 60,3
пленка марки Витур T 0533-90 0,0057 72,5

Сравнительный анализ распределения исследованных СПМ по группам токсичности газовыделения в процессе УКИ по T критерию, ΣT и показателю P показал удовлетворительную сходимость оценки и прогнозирования токсичности газовыделения из полимеров в процессе старения по показателю P.

Результаты исследований показали, что УКИ СПМ, моделирующее 20, 25 и 33 года старения в условиях отапливаемого хранилища, сопровождается деструкцией макромолекул полимера с образованием низкомолекулярных олефинов и кислородсодержащих веществ: кетонов, альдегидов, спиртов, ароматических углеводородов. При этом динамика суммарного газовыделения низкомолекулярных соединений имеет фазовый характер.

Идентификация в составе продуктов газовыделения СПМ (после 33 лет УКИ) высоко и чрезвычайно токсичных мономерных остатков макромолекул полимеров (метилизоционат, толуидинизоционат, капролактам, α-, ω-диолефины с числом атомов углерода 8-18, бисфенол, фосфорорганические производные нафталина, терфенил), которые характеризуют миграцию веществ из внутренних слоев СПМ, прогностически неблагоприятна для качества воздуха длительно функционирующих пилотируемых космических станций.

По величине суммарного показателя (ΣT) газовыделения, величина которого ниже 1, все испытанные материалы могут эксплуатироваться в течение 33 лет, при условии соблюдения допустимой насыщенности материалов по составу и интенсивности газовыделения в процессе старения.

Основываясь на положении ГОСТ 970781 (с изменениями 1991 года), в котором определено, что показателем процесса деградации материалов под действием климатических факторов старения является и газовыделение, исследованные материалы по токсичности газовыделения (T критерий, ΣTi, гигиенический показатель P) были разделены на 4 группы:

- 1 группа (P<1) (T критерий от 0,003 до 0,043) СПМ с наибольшей величиной суммарного газовыделения (ΣT), сохраняющееся до 33 лет УКИ и, следовательно, наиболее подвержены температурно-влажностному климатическому старению (деструкции);

- 2 группа (P от 1,2 до 10), (T критерий от 0,005 до 0,012) характеризуется большей величиной суммарного газовыделения ΣT к 25 годам УКИ по сравнению с 3 и 4 группами;

- 3 группа (P от 11 до 30 (60) (T критерий от 0,0006 до 0,054) характеризуется сохранением большей величины суммарного газовыделения ΣT к 25 годам УКИ по сравнению с 4 группой СПМ;

- 4 группа (P>60). По величине ΣT материалы характеризуются снижением практически до минимума показателя суммарного газовыделения по мере увеличения длительности УКИ, свидетельствуя об устойчивости этих материалов к температурно-влажностному климатическому старению длительностью до 33 лет.

На основании экспериментальных данных для количественной оценки изменения гигиенических характеристик СПМ при различных сроках УКИ предлагается Расчетный гигиенический показатель P=(ΣTисх/ΣTi)/V, который отражает изменение токсичности газовыделения из СПМ в процессе деструкции (старения) и включает оценку динамики токсичности каждого вещества в составе газовыделения СПМ.

Способ оценки и прогнозирования процессов старения (деструкции) полимерных материалов по динамике суммарного газовыделения и токсичности летучих органических соединений (ЛОС), мигрирующих из полимера в процессе старения, детектируемых методом хроматомасс-спектрометрии, включает подготовку образцов для проведения искусственного климатического старения и детектирование летучих органических соединений (ЛОС) методом хроматомасс-спектрометрии, анализ качественного и количественного состава газовыделений из 35 образцов основных классов полимерных материалов в исходном и состаренном состояниях путем измерения состава и концентрации компонентов газовыделения; оценки динамики токсичности газовыделения из каждого материала в процессе старения по каждому веществу, мигрирующему из исследованных синтетических полимерных материалов (СПМ), оценку изменения токсичности по их суммарному газовыделению ΣT, по разработанному гигиеническому показателю P=(ΣTисх/ΣTn)/V, отражающему динамику изменения токсичности газовыделения из СПМ в процессе старения, где Tисх и Tn - показатель токсичности газовыделения каждого вещества в исходном и состаренном состояниях соответственно, а ΣТисх и ΣTn - суммарный показатель токсичности газовыделения всех входящих в состав образца синтетических полимерных материалов в исходном и состаренном состояниях, V - длительность старения (год, месяц) и последующее сравнение экспериментальных и расчетных значений гигиенических показателей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам и способам виброзащиты объектов техники, в частности к прокладкам-амортизаторам под подошву шпал или брусьев стрелочных переводов, а также для виброзащиты строительных конструкций и промышленного оборудования.
Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки эффективности нутриционной поддержки при язвенном колите. В качестве маркера используют растворимую форму молекул адгезии семейства ICAM - sICAM-1, sICAM-2, sICAM-3.

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств. Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов включает формирование полимерного материала в виде пакета, его вакуумирование, герметизирование и термическую обработку, после которой пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха.

Изобретение относится к способам испытания материалов. Сущность: образец сначала растягивают до максимальной заданной деформации, выдерживают при этой деформации заданное время, сжимают до исходного ненагруженного состояния, выдерживают заданное время, затем циклически деформируют с выдержкой по времени на каждой ступени деформации при растяжении и сжатии, при этом деформация на каждом цикле растяжения задается меньшей, чем на предыдущем цикле, а деформация на каждом цикле разгрузки задается большей, чем на предыдущем цикле.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения профиля поверхностей низкомодульных вязкоупругих листовых материалов легкой промышленности, а именно искусственных и натуральных кож и прочего.

Изобретение относится к области инновационных технологий и может быть использовано для повышения эффективности определения функциональных параметров полимерных композиционных материалов, определяющих эффективность перспективных технических систем.
Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии, и может быть применено для установления наличия первично-множественного синхронного рака толстой кишки.

Изобретение относится к области производства углерод-углеродных композиционных материалов различного назначения, предназначено для сравнительной оценки пропитки жгутов углеродного волокна (УВ) расплавами пеков и может быть использовано при отработке технологий производства углерод-углеродных композиционных материалов, имеющих различные свойства, посредством модификации или замены пекового связующего и/или углеродного волокна, например, в научных лабораториях, в частности, при проведении лабораторных работ.

Изобретение относится к определению марки вулканизированной резины и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к способу оценки концентрации смолоподобных веществ в водной суспензии титрованием и может быть использовано в области экспериментальной и промышленной биотехнологии.

Изобретение относится к интегральному анализу биологических тканей и выделений организма человека с использованием метода хромато-масс-спектрометрии (ГХ/МС). Способ может быть использован в медицине, биологии, экспертно-криминалистической, судебной и оперативно-розыскной деятельности.
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания диэтиленгликоля и метанола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах.

Изобретение относится к инструментальной аналитической химии, в частности к определению стабильных изотопов в пищевых продуктах. .
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания ионов переходных металлов Fe(III), Fe(II), Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Mn в природных, поверхностных, сточных, подземных водах и водных вытяжках засоленных почв.

Изобретение относится к способу получения перфторированного производного сложного эфира посредством химической реакции, где указанная реакция представляет собой реакцию фторирования служащего сырьем исходного соединения, реакцию химического превращения фрагмента перфторированного производного сложного эфира с получением другого перфторированного производного сложного эфира или реакцию взаимодействия карбоновой кислоты со спиртом при условии, что по меньшей мере один из реагентов - карбоновая кислота или спирт - представляет собой перфторированное соединение, причем указанное перфторированное производное сложного эфира представляет собой соединение, в состав которого входит фрагмент приведенной ниже формулы 1 и имеет температуру кипения самое большее 400°С, согласно которому время проведения упомянутой химической реакции является достаточным для того, чтобы выход перфторированного производного сложного эфира достиг заранее заданного значения, и при этом указанный выход перфторированного производного сложного эфира определяют посредством газовой хроматографии с использованием неполярной колонки.

Изобретение относится к устройствам аналитического приборостроения и может быть использовано в качестве хроматографического устройства в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других областях для измерения содержания микропримесей.

Изобретение относится к области хроматографического анализа и предназначено для определения ширины, высоты и площади хроматографического пика. .

Изобретение относится к газовому анализу. .

Изобретение относится к газовой и жидкостной хроматографии. .

Изобретение относится к области аналитической химии для определения присадок в моторных маслах и может найти применение в аналитических лабораториях, производственных и технологических лабораториях нефтеперерабатывающих заводов, криминалистической практике.
Наверх