Сэндвич панели вред и польза

В течение последних 20 лет, в связи с разрушением единой общегосударственной системы санитарно-гигиенического контроля за применением полимерных материалов в строительстве, в Россию хлынул поток токсичных и высокотоксичных строительных материалов, массовое применение которых наносит серьезный вред здоровью миллионов людей. К особо опасным материалам и конструкциям относятся, так называемые, сэндвич-панели, появившиеся в РФ с 2000 года и дома из этих панелей, получивших в нашей стране общее название «канадская технология домостроения». Технология получения сэндвич-панелей состоит в склеивании пластин из пенополистирола (ППС) с плитами OSB (ОСБ) с получением 3-слойной конструкции. Толщина слоя ППС составляет от 100 до 200 мм, а склеивание слоев осуществляется в основном при помощи полиуретановых клеев.

Из истории и технологии
Первая настоящая OSB-плита была произведена в 1982 году в Альберте (Канада) на заводе «Эдисон-OSB», принадлежавшем тогда компании «Пеликан Сомилз Лимитед». Первые плиты OSB появились в нашей стране в 1986 году. На одном из предприятий Белорусской ССР был организован первый советский цех по выпуску ориентированно-стружечных плит. Но в конце 80-х годов прошлого века, после скандала, связанного с отравлением людей формальдегидом, эти плиты в СССР были запрещены к применению в строительстве. Запрещение исходило от Минздрава СССР, а представление к запрету сделал «Междуведомственный комитет по санитарно-гигиенической регламентации применения полимерных материалов в строительстве и на транспорте». Этот запрет действителен и в настоящее время.
Плиты OSB отличаются от обычных ДСП ориентированным расположением щепы в слоях, что обеспечивает им значительно большую прочность по сравнению с ДСП, а с точки зрения санитарной химии и экологических характеристик, плиты OSB и ДСП ничем не отличаются – в обоих случаях в качестве связующего используются одинаковые виды смол в качестве связующего.

Для изготовления OSB используется тонкомерная и неделовая древесина хвойных пород, быстрый рост которых обеспечивает получение недорого сырья. Применяемая в плитах стружка под воздействием чрезвычайно высоких температур и давления склеивается смолами с добавлением синтетического воска. Применение воска обеспечивает высокое качество продукции. Добавление соли борной кислоты увеличивает защитные свойства плиты. OSB легко отличить от других видов древесных плит благодаря сравнительно большой и длинной стружке, из которой она изготавливается. Отличительной чертой OSB является то, что стружка в слоях плиты имеет ориентацию. Как правило, стружка в наружных слоях ориентируется продольно, в то время как стружка внутреннего слоя — поперечно. Чаще всего OSB имеет три или четыре слоя — два наружных и один (два) внутренних. Надо заметить, что ориентация стружки в наружных слоях не всегда очевидна, особенно на плитах небольшого размера. Однако, именно благодаря ориентированию стружки в слоях, по своим физико-механическим свойствам OSB близка к фанере и в несколько раз превосходит по свойствам ДСП и МДФ.

В соответствии с технологией производства плит ОSВ для внутреннего и внешнего слоев чаще всего используют разные типы смол. Причем для наружного слоя используется клеевая смесь на основе карбамидно-формальдегидной или меламиноформальдегидной смолы, в то время для внутреннего слоя используется мочевиноформальдегидная смола, но может применяться и фенолформальдегидная смола. Мочевиноформальдегидная смола в части хорошей адгезии с деревом и их низкой стоимости, является в настоящее самым востребованным продуктом для деревообрабатывающей промышленности. Концентрация смол составляет от 12 до 14% массовых от исходной композиции. Все эти смолы имеют высокую токсичность. Но если три первых вида смол при использовании в готовых плитах ДСП и OSB выделяют в воздух помещений формальдегид и метанол, которые относятся к высокотоксичным веществам и присутствуют в воздухе помещений в концентрациях, значительно превышаюшая предельно-допустимые концентрации среднесуточные для атмосферного воздуха и воздуха помещений (ПДКсс). То фенолформальдегидная смола выделяет еще и фенол.

ИСТОЧНИКИ И ПРИЧИНЫ ПОСТОЯННОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА ИЗ ДРЕВЕСНО-ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Остаточный формальдегид в формальдегидных смолах.
При синтезе формальдегидных смол поликонденсация формальдегида с мочевиной не проходит до конца и останавливается на стадии равновесия, при которой формальдегидная смола как товарный продукт содержат 0,1..0,5% массовых частей формальдегида. При изготовлении древесноплитных материалов остаточный формальдегид сорбируется на частицах древесины и при эксплуатации выделяется в окружающую среду.

Ситуация с остаточным формальдегидом усугубляется также тем, что и в исходном формалине и в «концентратах», содержащих водный раствор формальдегида и мочевины, часть формальдегида содержится не в свободном виде, а в виде олигомерных соединений с водой – олигометиленгликолей и не обнаруживается обычными методами определения свободного формальдегида:
В процессах прессования древесно-плитных материалов при температурах от 160°С до 175°С указанные олигомеры разрушаются и выделяют свободный формальдегид, также попадающий в массу древесноплитного материала.

Отщепление свободного формальдегида от отвержденной формальдегидной смолы в процессе производства.
В соответствии с литературными данными, отвержденная формальдегидная смола, склонна к термической деструкции и, начиная с температуры 155°С (по другим данным 135°С) происходит активное отщепление свободного формальдегида за счет разрушения метилольных групп и метиленэфирных связей. В тоже время, как уже упоминалось выше, температурный режим прессования древесиоплитных материалов лежит в диапазоне 160°..175°С, и в поверхностных слоях материала, примыкающих к плитам пресса, отвержденная формальдегидных смолах интенсивно отщепляет формальдегид.

Постоянное выделение формальдегида в процессе эксплуатации.
В дополнение к вышеперечисленным факторам, приводящим к выделению формальдегида, очень важно отметить, что и при обычных условиях эксплуатации отвержденные формальдегидные смолы постоянно отщепляют формальдегид за счет разложения метилольных групп и метиленэфирных связей.

Токсическое действие формальдегида на организм человека
В промышленности формальдегид получают окислением метилового спирта кислородом воздуха и присутствии катализаторов, поэтому промышленный формальдегид всегда содержит примеси метилового спирта.

Примесь метилового спирта усиливает токсичность мочевоно-формальдегидных смол, используемых в качестве связующего материала в древесных плитах. По данным токсикологов, формальдегид раздражающе действует на слизистые оболочки и кожу, сильно действует на центральную нервную систему, особенно на зрительные органы и сетчатку глаз (особенно при совместном присутствии метилового спирта). Угнетает синтез нуклеиновых кислот, нарушает обмен витамина С, обладает мутагенными свойствами, раздражает верхние дыхательные пути. Порог восприятия запаха формальдегида находится в пределах 0,07–0,4 мг/м3.

При любых путях поступления в организм человека формальдегид быстро и полно всасывается и, в частности, накапливается в костном мозге. В организме формальдегид превращается в муравьиную кислоту и метанол, наиболее полно эта реакция происходит в печени. С середины 70-х годов прошлого века в санитарно-токсилогической литературе стали появляться сведения о канцерогенности формальдегида, и в итоге в 2004 году формальдегид был официально признан прямым канцерогеном и внесен в список канцерогенных веществ Всемирной Организации Здравоохранения при Организации Объединенных Наций.

В 80-х годах прошлого века в Европейских странах, США и СССР разразился крупный скандал, связанный с отравлением людей формальдегидом, выделявшимся из вспененной мочевино-формальдегидной смолы, применявшейся в качестве теплоизоляции в малоэтажном домостроении, Именно в этот период в СССР было запрещено применение в жилищном строительстве указанной теплоизоляции («Пеноизол»), а также древесностружечных плит и фанеры. В указанный период среднесуточная предельно-допустимая концентрация формальдегида в воздухе населенных мест составляла ПДКсс=0,003 мг/м3 (ранее была 0,010 мг/м3). Эта жесткая норма уже учитывала данные канцерогенности формальдегида. В начале 90-х годов те страны Западной Европы, где уделяется большое внимание охране здоровья населения (Германия, Финляндия, Швеция), применение в жилищном строительстве материалов, выделяющих формальдегид, было запрещено. Запрещено также использование плит OSB.

В октябре 2006 года на конференции по деревянному домостроению, проходившей в рамках Международной выставки «Лесдревмаш-2006», представителю финской домостроительной компании был задан вопрос: «Применяются ли плиты OSB в домостроении в Финляндии?». Ответ был таков: «Плиты OSB в Финляндии и других странах Западной Европы производятся, но в строительстве не применяются, а отправляются на экспорт в США, Канаду и Россию!!!

Выводы
В заключение очень важно отметить, что современные исследования плита OSB показали содержание формальдегида в окружающей воздушной среде при 20°С — 0,067 мг/м3, т.е. в 22 раза выше ПДКсс!!! А при 40°С концентрация формальдегида в воздухе составила 0,23 мг/м3, т.е. в 76 раз выше ПДКсс!!! При этом отметим, что исследования проводились не случайной фирмой, а Федеральным государственным учреждением здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии» в Омской области.
Однако недопустимо высокий уровень выделения канцерогенного формальдегида из плит OSB не единственная экологическая опасность. Как уже упоминалось выше, «канадские» конструкции, где между 2-мя плитами OSB содержат пенополистирольный вкладыш толщиной от 100 до 200 мм. Этот вкладыш представляет не меньшую экологическую опасность, чем плиты OSB, т.к. выделяет не менее опасное для человека вещество – стирол. Поэтому, дома из таких конструкций нельзя назвать иначе чем «газовые камеры для людей».

P.S. Приведена сокращенная статья В.В. Мальцева, зам. ген. директора по науке ОАО «Гипролеспром», д.х.н., академика РАЕН.