Токсиколого-гигиеническая оценка современных теплоизоляционных полимерных материалов при термическом воздействии

Введение. Пенополиэтилен и синтетический вспененный каучук применяют для теплоизоляции коммуникаций при температурах не выше плюс 90  и плюс 105 °С соответственно. Данных о том, как будут вести себя эти материалы в соответствующих температурных режимах, в доступной литературе обнаружить не удалось.

Цель исследования заключалась в проведении токсиколого-гигиенической оценки трубок из пенополиэтилена и синтетического вспененного каучука в условиях термического воздействия.

Материалы и методы. Термическое воздействие на исследуемые образцы моделировали в климатической камере. Определяли промежуток времени, в течение которого происходила потеря массы образцов, проводили санитарно-химическое исследование газовоздушной смеси в климатической камере. Для проведения токсиколого-гигиенического исследования у животных вырабатывали условный рефлекс активного избегания (УРАИ) плаванием.

Результаты. Установили, что при термическом воздействии на трубку из пенополиэтилена (плюс 90 °С) в течение 72 ч происходила потеря 0,77% массы образца от исходной. Термическое воздействие (плюс 105 °С) на трубку из синтетического вспененного каучука приводило к потере 15,3% массы образца от исходной в течение 108 ч, при этом определили выраженные изменения внешнего вида образца. При проведении санитарно-химического исследования в климатической камере определили увеличение концентрации монооксида углерода через 12; 24 и 72 ч и хлороводорода через 12 и 24 ч после начала термического воздействия на образец из пенополиэтилена по сравнению со значениями их среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДКсс). Термическое воздействие на образец из синтетического вспененного каучука приводило к увеличению в климатической камере концентрации аммиака, монооксида углерода и хлороводорода через 12 и 24 ч после начала воздействия по сравнению со значением их ПДКсс. При проведении токсиколого-гигиенического исследования выявили нарушения обучаемости у животных при воздействии продуктов термодеструкции исследуемых образцов.

Ограничения исследования обусловлены методологией проводимого исследования. Выполнили количественный анализ некоторых газообразных продуктов термодеструкции, высвободившихся в климатическую камеру, без учёта образующихся аэрозолей.

Заключение. Теплоизоляционные материалы, выполненные из синтетического вспененного каучука и пенополиэтилена, теряют свои структурные свойства при их эксплуатации в максимально допустимых температурных режимах (плюс 105  и плюс 90 °С соответственно). При их использовании в указанных температурных режимах образуются токсичные продукты, ингаляционное воздействие которых приводит к нарушению обучаемости лабораторных животных.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации. В работе руководствовались требованиями нормативно-правовых актов о порядке экспериментальной работы с использованием животных, в том числе по гуманному отношению к ним.

Участие авторов:
Толкач П.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста;
Башарин В.А. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Шилов Ю.В. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Язенок А.В., Антушевич А.Е., Загородников Г.Г. — редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила: 06.03.2023 / Принята к печати: 07.06.2023 / Опубликована: 30.08.2023

1. Кошельникова В.В. Анализ применения современных теплоизоляционных материалов в системах теплоснабжения. В кн.: Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке. Сборник статей по материалам LVII международной научно-практической конференции. Том 9. Новосибирск; 2020: 13–9. https://elibrary.ru/zpqanj

2. Павлов М.В., Карпов Д.Ф., Березина В.П. Современные теплоизоляционные материалы для повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий и энергоэффективности инженерных систем. Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения. 2020; (1): 81–7. https://elibrary.ru/oktxck

3. Чабанный А.Н. Энергосберегающие технологии. Научные исследования. 2016; (9): 7–11. https://elibrary.ru/wxgxlt

4. Толкач П.Г., Башарин В.А., Чепур С.В., Венгерович Н.Г., Юдин М.А., Никифоров А.С. и др. Токсикология продуктов горения полимерных ма-териалов. СПб.: Левша, Санкт-Петербург; 2022. https://elibrary.ru/wjxuda

5. Мадорский С.Л. Термическое разложение органических полимеров. Пер. с англ. Мир; 1964.

6. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Пер. с англ. М.: Высшая школа; 1991.

7. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. М.: Практика; 1998.

8. Кнунянц И.Л. Химическая энциклопедия. Том 3. М.: Большая Российская энциклопедия; 1992.

9. Потапов П.К., Димитриев Ю.В., Толкач П.Г. Структурно-функциональные нарушения дыхательной системы у лабораторных животных при интоксикации продуктами пиролиза хлорсодержащих полимерных материалов. Медицинский академический журнал. 2020; 20(3): 13–22. https://doi.org/10.17816/MAJ35170 https://elibrary.ru/anlhui

10. Deutsch J.A. The cholinergic synapse and the site of memory. Science. 1971; 174(4011): 788–94. https://doi.org/10.1126/science.174.4011.788

11. Pepe G., Castelli М., Nazerian Р., Vanni I., Panta M., Gambassi F., et al. Delayed neuropsychological sequelae after carbon monoxide poisoning: predictive risk factors in the Emergency Department. A retrospective study. Scand. J. Trauma Resusc. Emerg. Med. 2011; 19: 16. https://doi.org/10.1186/1757-7241-19-16