CC BY
43
УДК 678.743.22.011:61
Е. М. Готлиб, Д. Ф. Садыкова, Е. С. Ямалеева, Р. В. Кожевников
ПВХ-ЛИНОЛЕУМ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ
Ключевые слова: волластонит, ПВХ-линолеум, медицинские учреждения, циклокарбонат, пластификатор ЭДОС.
Показана перспективность применения волластонита в рецептуре пластифицированного ЭДОС ПВХ-линолеума для медицинских учреждений. Изучена устойчивость пластифицированного ЭДОС ПВХ-линолеума к растворам дезинфицирующих средств, применяемых для уборки помещений в медицинских учреждениях, и влияние на нее исследуемых модифицирующих добавок.
Keywords: wollastonite, PVC linoleum, medical providers, cyclocarbonate, plasticizer EDOS.
The perspective of the wollastonite use in the composition ofplasticized by EDOS PVC linoleum for the medical institutions is shown. The stability of plasticized by EDOS PVC linoleum to solutions of disinfectants, which are using for cleaning in hospitals, and the influence of the modifying additives are researched.
Введение
Покрытия из ПВХ - это самые широко используемые виды напольных материалов в учреждениях сферы медицины. Популярность ПВХ-линолеума для поликлиник и больниц обусловлена его экономичностью, практичностью и долговечностью.
Его существенными преимуществами для этой области применения являются:
-комфортность (поскольку линолеум является мягким и теплым материалом);
- безопасность и травмоустойчивость (это не скользкое напольное покрытие);
- шумопоглощающие свойства;
- герметичное соединение стыков, путем горячей сварки;
- достаточно высокая устойчивость к механическим повреждениям;
- эластичность, дающая возможность устройства плинтуса с заводом на стену;
- возможность придания антистатических и бактерицидных свойств;
- достаточно высокая износостойкость.
Экспериментальная часть
Базовая композиция для изготовления линолеума содержала микросуспензионную ПВХ смолу марки ПВХ-ЕП-6602-С (ГОСТ 14039-78), пластификатор ЭДОС (ТУ 2493-003-13004749-93) и микромрамор марки РМ-130 (ТУ 5716-001-99242323-2007). В качестве модификаторов применялись циклокар-бонат эпоксидированного соевого масла с 75 % превращением эпоксидных групп в циклокарбонатные (ЦКЭСМ 75), синтезированный по методике [1], и волластонит - метасиликат кальция (ТУ 577-00640705684-2003).
Химическая стойкость образцов оценивалась гравиметрическим методом (по изменению массы в зависимости от времени экспозиции) в дистиллированной воде и водных растворах дезинфицирующих средств: 0,5% растворе Ника-Экстра (ТУ 9392-005-12910434-2003) и 0,015% растворе Астера (ТУ 9392-001-93056039-2009).
Обсуждение результатов
В рецептуре ПВХ медицинского линолеума эффективно использовать малотоксичный (4 класс опасности) пластификатор ЭДОС взамен традиционных высокоопасных эфиров фталевой кислоты (2 класс опасности), для обеспечения лучших санитарно-гигиенических свойств.
Кроме того, ЭДОС имеет хорошие антистатические характеристики. Так, по сравнению с диоктилфтала-том, его удельное объемное сопротивление в 40 раз ниже (7,2^109 и 1,7^108 Омм, соответственно) [2].
Высокая электрическая проводимость ЭДОС должна обеспечивать стекание статических зарядов с поверхности пластифицированного им ПВХ-линолеума в окружающую среду, препятствуя накоплению высоких потенциалов электростатического поля, что приводит к снижению налипания пыли и грязи [3].
Статическое электричество может вызывать нарушение технологических режимов эксплуатации электроприборов, приводить к взрыво- и пожаро-опасности при искровых разрядах, оказывать неблагоприятное биологическое воздействие на организм человека. Поэтому, более низкое удельное электрическое сопротивление ЭДОС должно способствовать улучшению антистатических свойств линолеума, что важно для применения его в лечебных учреждениях.
К линолеуму для лечебных учреждений предъявляются также повышенные требования по пожарной безопасности. Это касается как снижения горючести напольного покрытия, так и уменьшения токсичности дымовых газов.
Практически все ПВХ-материалы характеризуются высокой дымообразующей способностью. При развитии пожара в помещении покрытия полов, находясь в зоне относительно низких температур, претерпевают чаще всего термическое разложение и, как правило, не горят. Однако при этом выделяется большое количество дыма и токсичных газообразных веществ. Это особенно опасно для медицинских учреждений, где находятся больные люди, в том числе и с проблемами органов дыхания.
При горении ПВХ-линолеума образуются стойкие и опасные токсичные вещества, так называемые диоксины, которые отнесены к разряду «суперэко-токсикантов», например, полихлорированные ди-бензо-п-диоксины и (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ) [3]. Это смертельно опасные яды, и, несомненно, что при пожаре именно они являются основным отравляющим веществом, от которого гибнут люди. В связи с этим вопрос уменьшения их количества в продуктах сгорания ПВХ-линолеума имеет первостепенное значение для медицинских учреждений. Так, ПВХ-линолеумы при горении выделяют ПХДД и ПХДФ при пластификации ДОФ почти вдвое больше, чем при применении ЭДОС [3]. Это можно связать с тем, что при сжигании ЭДОС образуется почти в 500 раз меньше канцерогенных веществ - полиароматических углеводородов (ПАУ), чем при сгорании ДОФ. Причем, самого опасного из ПАУ - бензапирена образуется примерно в 4000 раз меньше [3]. Это является еще одним преимуществом использования ЭДОС взамен ДОФ в рецептурах линолеума медицинского назначения, так как обеспечивает снижение токсичности продуктов его горения и пиролиза.
Однако, наряду с этими ценными характеристиками, ЭДОС имеет относительно высокую летучесть, что обуславливает миграцию его на поверхность линолеума в процессе хранения и эксплуатации. Для снижения этого нежелательного процесса эффективно использовать, как показано в работах [4,5], модифицирующие добавки, такие как цикло-карбонаты эпоксидированного соевого масла (ЦКЭСМ) и волластонит. Это обусловлено их способностью образовывать физические и водородные связи как с пластификатором, так и ПВХ.
Кроме того, ЦКЭСМ является не токсичным модификатором, получаемым на основе растительного сырья, хорошо совместим с ЭДОС и имеет относительно высокую температуру вспышки, что обуславливает снижение летучести пластификатора, являющейся одним из главных факторов, ответственных за миграцию [5].
Волластонит интересен для линолеума медицинского назначения как микроармирующий, нетоксичный (4 класс опасности) наполнитель, имеющий щелочную природу поверхности [6].Это предопределяет его способность связывать хлористый водород, выделяющийся при деструкции ПВХ, и улучшает устойчивость покрытий пола к плесени.
Одновременно этот наполнитель содержит оксиды металлов, которые могут выполнять в определенной степени функции антипиренов. Волластонит при нагревании не выделяет газов и имеет высокую температуру плавления - до 1540 °С [6].
Изучена устойчивость пластифицированного ЭДОС ПВХ-линолеума к растворам дезинфицирующих средств, применяемых для уборки помещений в медицинских учреждениях, и влияние на нее исследуемых модифицирующих добавок.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в 0,5% водном растворе Ника -Экстра ПВХ-материалы с 10 масс.ч. волластонита обладают большей устойчивостью (рис. 1), по сравнению с
базовой рецептурой. В тоже время набухание композиции, модифицированной 10 масс.ч. ЦКЭСМ-75, больше, чем у не модифицированного напольного покрытия. Эти различия особенно существенно проявляются при выдержке образцов в описываемой среде в течение 7 суток.
0 12 3 4 5 6 7 Количество суток Рис. 1 - Зависимость набухания в 0,5% водном растворе Ника-Экстра от времени выдержки ПВХ композиций: 1- базовой, 2 - с заменой 10 масс.ч. микромрамора на равное по массе количество волластонита, 3 - с добавлением 10 масс.ч. ЦКЭСМ-75
01234567
Количество суток Рис. 2 - Зависимость набухания в 0,015% водном растворе Астера от времени экспозиции ПВХ композиций: 1 - базовой, 2 - с заменой 10 масс.ч. микромрамора на равное по массе количество волластонита, 3 - с добавлением 10 масс.ч. ЦКЭСМ-75
1 Г---- г— 1
^-
|н
— -—1 1—^ - 2
/
/
0 1 2 3 4 5 6 7 Количество суток Рис. 3 - Зависимость набухания в дистиллированной воде от времени экспозиции ПВХ композиций: 1 - базовой, 2 - с заменой 10 мас.ч. микромрамора на равное по массе количество волла-стонита, 3 - с добавлением 10 масс.ч. ЦКЭСМ-75
В 0,015% водном растворе Астера (рис.2) и дистиллированной воде (рис. 3) наблюдается аналогичное влияние состава ПВХ-композиции на степень набухания. Однако различия в устойчивости ПВХ-материалов с разными модификаторами существенно меньше в растворе Астера. Это связано с тем, что он в качестве действующего вещества содержит натриевую соль дихлоризоциануровой кислоты (84%), а волластонит характеризуется меньшей стойкостью в кислых средах.
Выводы
Таким образом, волластонит более перспективен как модифицирующая добавка, по сравнению с цик-локарбонатами эпоксидированного соевого масла, и его можно рекомендовать для производства ПВХ линолеума для лечебных учреждений.
Литература
1. Циклокарбонаты на основе эпоксидированных растительных масел / Д. Г. Милославский [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - Т.16. - №9. - С. 138-141.
2. Гринберг, Л. П. Пластификатор поливинилхлорида на основе высококипящих продуктов производства изопрена : дис. ... канд. техн. наук / Л. П. Гринберг. - Казань., 1995. - 207 с.
3. ПВХ-линолеум: классификация, способы производства, анализ рынка, рецептуры, свойства : монография / Е. М. Готлиб, Р. В. Кожевников, Д. Ф. Садыкова; - Казань : Изд-во Каз.нац. иссл. технол. ун-та, 2015. - 135 с.
4. Модификация циклокарбонатами эпоксидированных растительных масел ПВХ композиций для изготовления линолеума /Р. В. Кожевников [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. - Т.17. - №8. - С. 139-140.
5. Применение волластонита в рецептуре ПВХ композиций для изготовления линолеума / А. Г. Соколова А.Г [и др.]. // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. - Т.17. -№19. - С. 208-209.
6. Быков, Е. А. Использование современных материалов ЗАО «Геоком» для производства керамических изделий / Е. А. Быков, Т. Е. Самсонова // Стеклокерамика. -2006. - №9. - С. 36-39.
© Е. М. Готлиб - д.т.н., профессор кафедры технологии синтетического каучука КНИТУ, egotlib@yandex.ru; Д. Ф. Садыкова - студент кафедры инноватики в химической технологии КНИТУ, dilyras@mail.ru; Е. С. Ямалеева - к.т.н., доцент кафедры технологического оборудования медицинской и легкой промышленности КНИТУ, curls@yandex.ru; Р. В. Кожевников - заместитель директора по новым технологиям ООО «Комитекс Лин», rigel@inbox.ru.
© E. M. Gotlib - Doctor of technical Sciences, professor of the Department of technology of synthetic rubber KNRTU, egot-lib@yandex.ru; D. F. Sadykova - student of the Department of Innovation in Chemical Technology KNRTU, dilyras@mail.ru; E. S. Yamaleeva - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of department of medical technological equipment and light industry, curls@yandex.ru; R. V. Kozhevnikov - Deputy Director for New Technologies Ltd «Komitexlin», rigel@inbox.ru.
