Антипирен

Данная статья посвящена химическим антипиренам, используемым в текстильных изделиях, пластмассах и смолах. Химические вещества, используемые для борьбы со структурными пожарами и лесными пожарами, см. В разделе огнезащитные средства .

Термин антипирены включает в себя разнообразную группу химических веществ, которые добавляются в производимые материалы, такие как пластмассы и текстильные изделия, а также поверхностные покрытия и покрытия. Антипирены активируются при наличии источника зажигания и предназначены для предотвращения или замедления дальнейшего развития воспламенения различными физическими и химическими методами. Они могут быть добавлены как сополимер во время процесса полимеризации, или более поздно добавлены к полимеру на процессе прессформы или штрангя-прессовани или (в частности для тканиь) прикладной как злободневная отделка. Минеральные антипирены обычно являются аддитивными, в то время как галогенорганические и фосфорорганические соединения могут быть либо реактивными, либо аддитивными.

Классы

Как реактивные, так и аддитивные типы антипиренов, могут быть дополнительно разделены на несколько различных классов:

• Минералы как гидроксид алюминия (ATH), гидроксид магния (MDH), хантит и hydromagnesite , [2] [3] [4] [5] [6] различные гидраты, красный фосфор и соединения бора, в основном бораты .
• Органогалогенные соединения. Этот класс включает хлорорганических соединений , таких как chlorendic кислоты и производные хлорированные парафины; organobromines таких как декабромдифениловый эфир (дека-бдэ), декабромдифениловым этана (замена декабдэ), полимерных соединений брома, такие как бромированные полистиролы, бромированные карбонат олигомеров (пожелать), бромированные эпоксидные олигомеры (Чвд), tetrabromophthalic anyhydride, тетрабромбисфенол а (ТББФА) и гексабромциклододекана (ГБЦД). Большинство, но не все галогенированные антипирены используются совместно с синергистом для повышения их эффективности. Триоксид сурьмы широко используется, но также используются и другие формы сурьмы, такие как пентоксид и антимонат натрия.
• ФОСФОРОРГАНИЧЕСКОЕ соединение. Этот класс включает органофосфаты, такие как трифенилфосфат (ТФФ), резорцин бис(дифенилфосфат) (РДФ), бисфенол А дифенилфосфат (БАДФ) и трикрезилфосфат (ТКП); фосфонаты, такие как диметилметилфосфонат (ДММП); и фосфинаты, такие как диэтилфосфинат алюминия . в одном важном классе антипиренов соединения содержат как фосфор, так и галоген. Такие соединения включают Трис(2,3-дибромпропил) фосфат (бромированные Трис) и хлорированные органофосфаты, такие как Трис(1,3-дихлор-2-пропил) фосфат (хлорированный Трис или TDCPP)и тетракис(2-хлорэтил) дихлоризопентилдифосфат (V6).
• Органические соединения, такие как карбоновая кислота [9] и дикарбоновая кислота

Минеральные антипирены главным образом действуют как аддитивные антипирены и не становятся химически прикрепленными к окружающей системе. Большинство органогалогенных и фосфорорганических соединений также не реагируют постоянно, чтобы прикрепиться к окружающей среде, но в настоящее время ведется дальнейшая работа по прививке дополнительных химических групп в эти материалы, чтобы они могли интегрироваться, не теряя своей эффективности замедлителя. Это также сделает эти материалы неэмиссионными в окружающую среду. Некоторые новые негалогенированные продукты с этими реактивными и неэмиссионными характеристиками поступают на рынок с 2010 года из-за общественных дебатов о выбросах огнезащитных веществ. Некоторые из этих новых реакционноспособных материалов даже получили одобрение US-EPA на их низкое воздействие на окружающую среду.

Механизмы замедления

Основные механизмы огнезащитного действия различаются в зависимости от конкретного огнезащитного состава и подложки. Аддитивные и реактивные огнезащитные химикаты могут функционировать как в паровой (газообразной), так и в конденсированной (твердой) фазе.

Эндотермическая деградация

Некоторые соединения разрушаются эндотермически при воздействии высоких температур. Примером могут служить гидроксиды магния и алюминия, а также различные карбонаты и гидраты, такие как смеси хантита и гидромагнезитов . реакция удаляет тепло из подложки, тем самым охлаждая материал. Использование гидроксидов и гидратов ограничено их относительно низкой температурой разложения, что ограничивает максимальную температуру переработки полимеров (обычно используемых в полиолефинах для проволочных и кабельных применений).

Тепловая защита (твердая фаза)

Способ остановить распространение пламени по материалу заключается в создании теплоизоляционного барьера между горящей и несгоревшей частями. Часто используются вспучивающиеся добавки, роль которых заключается в превращении поверхности полимера в шар, который отделяет пламя от материала и замедляет передачу тепла несгоревшему топливу. Негалогенированные неорганические и органические фосфатные антипирены обычно действуют через этот механизм путем образования полимерного слоя обугленной фосфорной кислоты.

Разбавление газовой фазы

Инертные газы (чаще всего углекислый газ и вода), образующиеся при термической деструкции некоторых материалов, выступают в качестве разжижителей горючих газов, снижая их парциальное давление и парциальное давление кислорода, а также замедляя скорость реакции.

Радикальное тушение газовой фазы

Хлорированные и бромированные материалы подвергаются термической деструкции и выделяют хлористый и бромистый водород или, если они используются в присутствии синергиста, такого как триоксид сурьмы, галогениды сурьмы. Эти реагируют с сильно реактивными радикалами H · и OH · в пламени, приводящ в неактивной молекуле и радикале Cl · или Br·. Галогенный радикал гораздо менее реакционноспособен по сравнению с H · или OH*, и поэтому имеет гораздо более низкий потенциал для распространения реакций радикального окисления горения.

Использование и эффективность

Стандарты пожарной безопасности

Антипирены обычно добавляются в промышленные и потребительские продукты для удовлетворения стандартов воспламеняемости для мебели, текстиля, электроники и строительных изделий, таких как изоляция.

В 1975 году в Калифорнии началось внедрение технического бюллетеня 117 (TB 117), который требует, чтобы такие материалы, как пенополиуретан, используемый для заполнения мебели, были способны выдерживать небольшое открытое пламя, эквивалентное свече, в течение не менее 12 секунд. В пенополиуретане производители мебели обычно встречаются с TB 117 с добавкой галогенированных органических антипиренов. Хотя никакие другие штаты США не имеют подобный стандарт, потому что Калифорния имеет такой большой рынок много изготовителей встречают ТБ 117 в продуктах которые они распределяют через Соединенные Штаты. Распространение антипиренов, и особенно галогенированных органических антипиренов, в мебели по всей территории Соединенных Штатов Америки тесно связано с ТБ 117.

В ответ на обеспокоенность по поводу воздействия антипиренов на здоровье человека, содержащихся в мягкой мебели, в феврале 2013 года Калифорния предложила внести изменения в ТБ 117, требующие, чтобы ткань, покрывающая мягкую мебель, соответствовала тесту на тление и исключала стандарты воспламеняемости пены.[12] губернатор Джерри Браун подписал модифицированный TB117-2013 в ноябре, и он вступил в силу в 2014 году.[13] измененные правила не предусматривают сокращения количества антипиренов.

Однако эти вопросы ликвидации выбросов в окружающую среду антипиренов могут быть решены с помощью новой классификации высокоэффективных антипиренов, которые не содержат соединений галогенов, а также могут быть постоянно включены в химическую структуру пеноматериалов, используемых в мебельной и постельной промышленности. Полученные пены были сертифицированы на отсутствие огнезащитных выбросов. Эта новая технология основана на полностью новой разработанной "зеленой химии" с конечной пеной, содержащей около одной трети по весу натуральных масел. Использование этой технологии в производстве пенополиуретанов California TB 117 позволит обеспечить постоянную защиту потребителя от воспламенения открытым пламенем при одновременном обеспечении вновь признанной и вновь необходимой защиты от химических выбросов в окружающую среду дома и офиса. Более поздняя работа в течение 2014 года с этой "зеленой химией" показала, что пены, содержащие около пятидесяти процентов натуральных масел, могут быть сделаны, которые производят гораздо меньше дыма при участии в пожарных ситуациях. Способность этих низкоэмиссионных Пен снижать дымовые выбросы до 80% является интересным свойством, которое поможет избежать возникновения пожарных ситуаций, а также уменьшить риски для первых ответчиков, т. е. аварийных служб в целом и сотрудников пожарной охраны в частности.[15]

В Европе, пламя-стандарты retardant для меблировк меняют, и их самые строгие в Великобритании и Ирландии. Как правило, рейтинг различных распространенных огнестойких тестов во всем мире для мебели и мягкой мебели указывает на то, что тест California CAL TB117 - 2013 тест является наиболее простым для прохождения, существует все возрастающая сложность в прохождении Cal TB117 -1975, за которым следует британский тест BS 5852 и затем Cal TB133. Одним из самых сложных испытаний на воспламеняемость во всем мире, вероятно, является испытание Федерального авиационного управления США для посадки самолетов, которое включает использование керосиновой горелки, которая взрывает пламя на испытательном образце. Исследование Greenstreet Berman 2009 года, проведенное правительством Великобритании, показало, что в период между 2002 и 2007 годами на британскую мебель и правила пожарной безопасности приходилось на 54 меньше смертей в год, 780 меньше несмертельных жертв в год и 1065 меньше пожаров каждый год после введения правил безопасности мебели Великобритании в 1988 году.

Эффективность

Оспаривается эффективность применения огнезащитных химикатов при снижении горючести потребительских товаров при домашних пожарах. Защитники огнезащитной промышленности, такие как Североамериканский Альянс огнезащитных средств Американского химического совета, ссылаются на исследование Национального бюро стандартов, указывающее, что комната, заполненная огнезащитными продуктами (стул с пенополиуретановой подушкой и несколькими другими объектами, включая краснодеревщик и электронику), предлагает 15-кратное большее временное окно для жильцов, чтобы выйти из комнаты, чем аналогичная комната, свободная от огнезащитных средств. Однако критики этой позиции, включая ведущего автора исследования, утверждают, что уровни огнестойкости, используемые в исследовании 1988 года, хотя и найдены в коммерческих целях, значительно выше уровней, требуемых ТБ 117 и широко используемых в Соединенных Штатах в мягкой мебели.[10]

Еще одно исследование показало, что антипирены являются эффективным средством снижения пожароопасности без создания токсичных выбросов.

В ряде исследований, проведенных в 1980-х годах, было проверено воспламенение целых предметов мебели с различными типами обивки и наполнения, включая различные огнезащитные составы. В частности, они рассмотрели максимальное тепловыделение и время до максимального тепловыделения, два ключевых показателя пожарной опасности. Эти исследования показали, что тип тканевого покрытия оказывает большое влияние на легкость воспламенения, что хлопчатобумажные наполнители гораздо менее горючи, чем наполнители из пенополиуретана, и что межслойный материал существенно снижает легкость воспламенения. Они также обнаружили, что, хотя некоторые огнезащитные составы снижают легкость воспламенения, самый базовый состав, который соответствует ТБ 117, имеет очень мало эффекта. в одном из исследований пенные наполнители, соответствующие ТБ 117, имели эквивалентное время воспламенения, как и те же пенные наполнители без антипиренов. отчет о работе Ассоциации пенополиуретанов также не показал никаких преимуществ в испытаниях на открытом огне и сигаретах с подушками из пенопласта, обработанными антипиренами для соответствия требованиям ТБ 117. однако, другие ученые поддерживают это испытание открытым пламенем.

Вопросы охраны окружающей среды и здоровья

Экологическое поведение антипиренов изучается с 1990-х гг. В основном бромированные антипирены были обнаружены во многих экологических компартментах и организмах, включая человека, а некоторые отдельные вещества были признаны обладающими токсичными свойствами. Поэтому альтернативы были востребованы властями, НПО и производителями оборудования. Финансируемый ЕС совместный исследовательский проект ENFIRO (Исследовательский проект ЕС FP7: 226563, завершенный в 2012 году) исходил из предположения о том, что недостаточно известны экологические и медицинские данные об альтернативах установленным бромированным антипиренам. Для того чтобы сделать оценку полностью всеобъемлющей, было решено сравнить также материал и характеристики пожара, а также попытаться провести оценку жизненного цикла эталонного продукта, содержащего безгалогенные и бромированные антипирены. Было изучено около десятка галогенных антипиренов, представляющих большое разнообразие применений, от инженерных пластмасс, печатных плат, инкапсуланты к текстильным и вспучивающимся покрытиям. Большая группа исследуемых антипиренов были найдены, чтобы иметь хорошую окружающую среду и здоровье профиль: полифосфат аммония (АРР), алюминий диэтиловый phosphinate (Алпи), гидроксид алюминия (АТН), гидроксид магния (МДГ), полифосфат меламина (МПП), dihydrooxaphosphaphenanthrene (ДОПО), цинк stannate (ЗС) и цинка hydroxstannate (ЖС). В целом было обнаружено, что они имеют гораздо более низкую тенденцию к биоаккумуляции в жировой ткани, чем изученные бромированные антипирены.

Испытания на огнестойкость материалов с различными антипиренами показали, что безгалогеновые антипирены производят меньше дыма и токсичных огневых выбросов, за исключением арилфосфатов RDP и BDP в стирольных полимерах. Эксперименты по выщелачиванию показали, что природа полимера является доминирующим фактором и что выщелачивающее поведение свободных от галогенов и бромированных антипиренов сопоставимо. Более пористые или " гидрофильные"а полимеры - это тем больше антипиренов может быть выпущено. Однако формованные пластины, представляющие собой реальные пластмассовые изделия, показали гораздо более низкие уровни выщелачивания, чем экструдированные полимерные гранулы. Проведенные исследования по оценке воздействия подтвердили, что в результате неправильной обработки отходов и рециркуляции электронных изделий бромированными антипиренами могут образовываться диоксины, чего нельзя сказать об альтернативах, не содержащих галогенов. Кроме того, агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов Америки (US-EPA) осуществляет ряд проектов, связанных с экологической оценкой альтернативных антипиренов, проектами “ проектирование для окружающей среды ” по антипиренам для печатных монтажных плат и альтернативам декабромдифенилэфирам и гексабромциклододекану (ГБЦД).

В 2009 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) опубликовало доклад о полибромированных дифениловых эфирах (ПБДЭ) и установило, что, в отличие от предыдущих докладов, они были обнаружены на всей территории прибрежной зоны США. Это общенациональное обследование показало, что в устье реки Гудзон-Раритан в Нью-Йорке наблюдаются самые высокие общие концентрации ПБДЭ как в донных отложениях, так и в моллюсках. Отдельные участки с самыми высокими значениями ПБДЭ были обнаружены в моллюсках, взятых из залива Анахайм, Калифорния, и на четырех участках в устье реки Гудзон-Раритан. Было также установлено, что в водоразделах, которые включают бухту Южная Калифорния, залив Пьюджет-Саунд, Центральный и Восточный Мексиканский залив у побережья Тампа и Санкт-Петербург во Флориде, а также воды озера Мичиган близ Чикаго и Гэри, штат Индиана, наблюдаются высокие концентрации ПБДЭ.

Проблемы со здоровьем

Самые ранние антипирены, полихлорированные бифенилы (ПХД), были запрещены в США в 1977 году, когда было обнаружено, что они токсичны. отрасли промышленности использовали вместо этого бромированные огнезащитные составы, но в настоящее время они подвергаются более тщательному изучению. В 2004 и 2008 годах ЕС запретил несколько видов полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ). переговоры между EPA и двумя американскими производителями Декабдэ (огнезащитное средство, которое используется в электронике, изоляции проводов и кабелей, текстильных изделиях, автомобилях и самолетах и других областях применения), Albemarle Corporation и Chemtura Corporation, и самый большой импортер США, ICL Industrial Products, Inc., что привело к принятию этими компаниями обязательств по поэтапному отказу от декабдэ для большинства видов применения в Соединенных Штатах к 31 декабря 2012 года и прекращению всех видов применения к концу 2013 года.[28] штат Калифорния перечислил огнезащитное химическое хлорированное Трис (Трис(1,3-дихлор-2-пропил) фосфат или TDCPP) как химическое вещество, известное для лечения рака. В декабре 2012 года калифорнийский некоммерческий центр охраны окружающей среды подал уведомление о намерении подать в суд на нескольких ведущих розничных торговцев и производителей детских товаров за нарушение Калифорнийского законодательства за то, что он не обозначил продукты, содержащие этот вызывающий рак огнезащитный состав. Хотя спрос на бромированные и хлорированные огнезащитные составы в Северной Америке и Западной Европе снижается, он растет во всех других регионах.

Существует потенциальная связь между воздействием фосфорорганических антипиренов (ПФР) на бытовую пыль в помещениях и развитием аллергии, астмы и дерматита. Исследование было проведено в 2014 году компанией Araki, A. et al. в Японии оценивают эти отношения.Они обнаружили значимую ассоциацию между Трис (2-хлор-изо-пропил) фосфатом (TCIPP) и атопическим дерматитом с коэффициентом шансов 2,43. Они также обнаружили, что Трибутилфосфат был связан с развитием аллергического ринита и астмы с коэффициентом шансов 2,55 и 2,85 соответственно.

Почти все испытанные американцы имеют уровни следа retardants пламени в их теле. Недавние исследования связывают некоторые из этих факторов с воздействием пыли на телевизоры, которая, возможно, была вызвана нагреванием антипиренов в телевизоре. Неосторожная утилизация телевизоров и других приборов, таких как микроволновые печи или старые компьютеры, может значительно увеличить количество загрязнения окружающей среды. Недавнее исследование, проведенное Harley et al. 2010 о беременных женщинах проживая в малообеспеченной, преимущественно мексиканско-иммигрантской общине в Калифорнии, было отмечено значительное снижение плодовитости, связанное с воздействием ПБДЭ на женщин.

Еще одно исследование, проведенное Chevrier et al. 2010 измерили концентрацию 10 конгенеров ПБДЭ, свободного тироксина (Т4), общего Т4 и тиреотропного гормона (ТТГ) у 270 беременных женщин примерно на 27-й неделе беременности. Было установлено, что ассоциации между ПБДЭ и свободным и общим Т4 статистически незначимы. Однако авторы обнаружили значительную связь между воздействием ПБДЭ и более низким уровнем ТТГ во время беременности, что может иметь последствия для здоровья матери и развития плода.

Проспективное, продольное когортное исследование, начатое после 11 сентября 2001 года, включающее 329 матерей, родивших в одной из трех больниц Нижнего Манхэттена, Нью-Йорк, было проведено Herbstman et al. 2010. Авторы настоящего исследования проанализировали 210 образцов пуповинной крови для выбранных родственных соединений ПБДЭ и оценили нейродинамические эффекты у детей в возрасте 12-48 и 72 месяцев. Результаты исследования показали, что дети, имеющие более высокие концентрации полибромированных дифениловых эфиров (ПБДЭ) в пуповинной крови, в возрасте 1-4 и 6 лет имеют более низкие показатели по тестам умственного и двигательного развития. Это было первое исследование, в котором сообщалось о каких-либо подобных ассоциациях у людей.

Аналогичное исследование было проведено Roze et al. 2009 в Нидерландах на 62 матери и ребенка, чтобы оценить ассоциации между 12 галогенорганические соединения (OHCs), включая полихлорированные бифенилы (ПХБ) и бромированный дифенил эфир (ПБДЭ) антипирены, измеренные в сыворотке крови матери в течение 35-й недели беременности и двигательной деятельности (координация, мелкая моторика), познание (интеллект, зрительное восприятие, зрительно-моторная интеграция, тормозящий контроль, вербальная память и внимание), а также оценки поведения в возрасте 5-6 лет. Авторы впервые продемонстрировали, что трансплацентарный перенос полибромированных антипиренов связан с развитием детей в школьном возрасте.

Еще одно исследование было проведено Rose et al. в 2010 году было проведено измерение циркулирующих уровней ПБДЭ у 100 детей в возрасте от 2 до 5 лет из Калифорнии. Уровень ПБДЭ по данным этого исследования, у 2-5 - летних калифорнийских детей был в 10-1000 раз выше, чем у европейских детей, в 5 раз выше, чем у других детей США и в 2-10 раз выше, чем у взрослых США. Они также обнаружили, что диета, внутренняя среда и социальные факторы влияют на уровень нагрузки на организм детей. Употребление в пищу домашней птицы и свинины способствовало повышению нагрузки на организм почти всех видов антипиренов. Исследование также показало, что более низкий уровень образования матерей был независимо и значительно связан с более высоким уровнем большинства антипиреновых соединений у детей.

Сан-Антонио заявление по Бромированным и хлорированным антипиренам 2010: группа из 145 видных ученых из 22 стран подписала первое в истории консенсусное заявление, документирующее опасность для здоровья от огнезащитных химических веществ, обнаруженных на высоком уровне в домашней мебели, электронике, изоляции, и другие продукты. Это заявление свидетельствует о том, что при ограниченном преимуществе в плане пожарной безопасности эти антипирены могут вызывать серьезные проблемы со здоровьем, и, поскольку такие типы антипиренов запрещены, альтернативы должны быть доказаны безопасными до их использования. Группа также хочет изменить широко распространенную политику, требующую использования антипиренов.

Ряд недавних исследований свидетельствуют о том, что потребление пищевых продуктов является одним из основных путей воздействия ПБДЭ на организм человека. В последние годы ПБДЭ стали широко распространенными загрязнителями окружающей среды, в то время как нагрузка на организм среди населения в целом увеличивается. Результаты показывают заметные совпадения между Китаем, Европой, Японией и Соединенными Штатами, такими как молочные продукты, рыба и морепродукты, являющиеся причиной воздействия ПБДЭ на человека из-за загрязнения окружающей среды.

В феврале 2012 года было проведено исследование генетически модифицированных самок мышей, чтобы иметь мутации в гене MECP2 Х-хромосомы, связанные с синдромом Ретта, расстройством у людей, похожим на аутизм. После воздействия БДЭ-47 (A PDBE) их отпрыски, которые также подвергались воздействию, имели более низкую массу тела при рождении и выживаемость, а также демонстрировали дефицит общительности и обучения.

Исследование января 2013 мышей показало повреждение мозга от BDP-49, через блокировать митохондриального производственного процесса ATP необходимого, что для клеток головного мозга получили энергию. Токсичность была на очень низком уровне. Исследование предлагает возможный путь, по которому PDBEs приводят к аутизму . Механизмы токсичности

Прямая экспозиция воздействия

Многие галогенированные антипирены с ароматическими кольцами, включая большинство бромированных антипиренов, вероятно , являются разрушителями гормонов щитовидной железы .[10] тиреоидные гормоны трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4) несут атомы йода, еще один галоген и структурно похожи на многие ароматические галогенированные антипирены, включая ПХД, ТББПА и ПБДЭ. Таким образом, такие антипирены, по-видимому, конкурируют за связывающие сайты в тиреоидной системе, препятствуя нормальной функции тиреоидных транспортных белков (таких как транстиретин ) in vitro [42] и рецепторов тиреоидных гормонов . A 2009 in vivo исследование на животных, проведенное Агентством по охране окружающей среды США (EPA), показало, что деиодирование , активный транспорт, сульфатирование и глюкуронидация могут быть вовлечены в нарушение тиреоидного гомеостаза после перинатального воздействия ПБДЭ в критические моменты развития в утробе и вскоре после рождения. нарушение деиодиназы, как сообщается в работе Szabo et al., 2009 in vivo исследование было поддержано в последующем исследовании in vitro. Было показано, что неблагоприятное воздействие на печеночный механизм нарушения тиреоидных гормонов во время развития сохраняется и во взрослом возрасте. АООС отметил, что ПБДЭ особенно токсичны для развивающегося мозга животных. Экспертные исследования показали, что даже однократная доза, введенная мышам во время развития головного мозга, может вызвать постоянные изменения в поведении, в том числе гиперактивность.

Основываясь на лабораторных исследованиях in vitro, несколько антипиренов, включая ПБДЭ, ТББПА и БАДП, вероятно, также имитируют другие гормоны , включая эстрогены , прогестерон и андрогены .[10] [45] соединения бисфенола А с более низкой степенью бромирования, по-видимому, проявляют большую эстрогенность.[46] некоторые галогенированные антипирены, в том числе менее бромированные ПБДЭ, могут быть прямыми нейротоксикантами в исследованиях in vitro Cell culture studies: изменяя гомеостаз кальция и сигнализацию в нейронах , а также высвобождение и поглощение нейромедиаторов в синапсах , они препятствуют нормальной нейромедиации . Митохондрии могут быть особенно уязвимы к токсичности ПБДЭ из-за их влияния на окислительный стресс и активность кальция в митохондриях. воздействие ПБДЭ может также изменять дифференцировку и миграцию нервных клеток в процессе развития.

Продукты деградации разложения

Многие антипирены разлагаются на соединения, которые также являются токсичными, и в некоторых случаях продукты разложения могут быть основным токсичным агентом:

• Галогенированные соединения с ароматическими кольцами могут распадаться на диоксины и диоксиноподобные соединения , особенно при нагревании, например, во время производства, пожара, рециркуляции или воздействия солнца.[10] хлорированные диоксины относятся к числу высокотоксичных соединений, перечисленных в Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях .
• Полибромированные дифениловые эфиры с более высоким числом атомов брома, такие как декабдэ, менее токсичны, чем ПБДЭ с более низким числом атомов брома, такие как пентабдэ. однако по мере того, как ПБДЭ более высокого порядка деградируют биологически или абиотически, атомы брома удаляются, что приводит к образованию более токсичных конгенеров ПБДЭ.
• При метаболизме некоторых галогенированных антипиренов, таких как ПБДЭ, они образуют гидроксилированные метаболиты, которые могут быть более токсичными, чем исходное соединение. эти гидроксилированные метаболиты, например, могут конкурировать более сильно связываться с транстиретином или другими компонентами тиреоидной системы, могут быть более мощными имитаторами эстрогенов, чем родительское соединение, и могут более сильно влиять на активность рецепторов нейротрансмиттеров.
• Бисфенол-дифенилфосфат (БАДФ) и тетрабромбисфенол а (ТББПА) вероятно ухудшают к бисфенолу а (БПА), эндокринному разрушителю заботы.

Маршруты воздействия

Люди могут подвергаться воздействию антипиренов по нескольким направлениям, включая питание; потребительские продукты в доме, транспортном средстве или на рабочем месте; род занятий; или загрязнение окружающей среды вблизи их дома или рабочего места. жители Северной Америки, как правило, имеют значительно более высокие уровни антипиренов в организме, чем люди, живущие во многих других развитых районах, и во всем мире уровни антипиренов в организме человека увеличились за последние 30 лет.

Наиболее широко изучено воздействие ПБДЭ. поскольку ПБДЭ были постепенно выведены из употребления по соображениям здравоохранения, для их замены часто использовались фосфорорганические огнезащитные составы, в том числе галогенированные фосфорорганические огнезащитные составы. В некоторых исследованиях было установлено, что концентрация фосфора в воздухе помещений, содержащего антипирены, превышает концентрацию ПБДЭ в воздухе помещений. Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) опубликовал в 2011 году научные заключения о воздействии ГБЦД и ТББПА и их производных в продуктах питания и пришел к выводу, что нынешнее пищевое воздействие в Европейском Союзе не вызывает беспокойства в отношении здоровья

Воздействие на общую популяцию

Нагрузка на организм ПБДЭ у американцев хорошо коррелирует с уровнем ПБДЭ, измеренным в мазках их рук, вероятно, взятых из пыли. воздействие пыли может происходить в домашних условиях, автомобиле или на рабочем месте. Уровни ПБДЭ могут быть в 20 раз выше в автомобильной пыли, чем в бытовой пыли, а нагревание салона автомобиля в жаркие летние дни может привести к расщеплению антипиренов на более токсичные продукты разложения. однако уровень ПБДЭ в сыворотке крови, по-видимому, наиболее сильно коррелирует с уровнями, обнаруженными в домашней пыли. 60-80% облучений происходит из-за вдыхания или проглатывания пыли.. В дополнение к этому, 20% до 40% из взрослого подвержения США к ПБДЭ через вход еды по мере того как ПБДЭ bioaccumulate в цепи еды. Высокая концентрация может быть обнаружена в мясе, молоке и рыбе с оставшейся экспозицией в значительной степени из-за вдыхания пыли или приема внутрь . Люди также могут подвергаться воздействию через электронные и электрические устройства. маленькие дети в Соединенных Штатах, как правило, несут более высокие уровни антипиренов на единицу веса тела, чем взрослые. Младенцы и малыши особенно подвержены воздействию галогенированных антипиренов, содержащихся в грудном молоке и пыли. Поскольку многие галогенированные антипирены растворимы в жирах, они накапливаются в жировых тканях, таких как ткань молочной железы, и мобилизуются в грудное молоко, обеспечивая высокий уровень антипиренов для грудных детей. ПБДЭ также пересекают плаценту, что означает, что младенцы подвергаются внутриутробному облучению. УРОВЕНЬ тиреоидного гормона (Т4) у матерей может быть нарушен [60], и было показано, что воздействие на матку в исследованиях на крысах изменяет моторный контроль, задерживает сенсорное развитие и половое созревание.[61]

Еще одной причиной высокого уровня облучения у детей раннего возраста являются старение потребительских товаров возрастом, мелкие частицы материала становятся частицами пыли в воздухе и приземляются на поверхности вокруг дома, в том числе на пол. Маленькие дети, ползающие и играющие на полу, часто подносят руки ко рту, поглощая примерно в два раза больше домашней пыли, чем взрослые в день в Соединенных Штатах.[58] Дети также имеют более высокое потребление пищи на килограмм веса тела по сравнению со взрослыми. Маленькие дети также подвергаются воздействию антипиренов через свою одежду, автомобильные сиденья и игрушки. Введение этих химических веществ произошло после трагической смерти детей, носивших щетку из вискозной ткани, которая легко воспламенялась. США приняли закон О легковоспламеняющихся тканях принят в 1953 году, после чего, огнезащитные средства были уполномочены быть добавлены ко многим детским предметам, в том числе пижамы. Хотя показано, что антипирены снижают риск ожоговых травм у детей, риски нарушения функции щитовидной железы, а также задержки физического и когнитивного развития не перевешиваются.

Исследование было проведено Carignan в 2013 году, C. et al. установлено, что гимнасты подвергаются воздействию некоторых огнезащитных продуктов, таких как Пентабдэ и ТББ, в большей степени, чем население в целом в Соединенных Штатах. После тестирования образцов салфеток для рук до и после упражнения они обнаружили, что концентрация БДЭ-153 была в четыре-более шести раз больше среди гимнастов, чем в популяции Соединенных Штатов. Кроме того, концентрация Пентабдэ была выше до трех раз после выполнения упражнений по сравнению с предыдущим уровнем, что свидетельствует о более высоком уровне содержания антипиренов в учебном оборудовании. Кроме того, они также обнаружили несколько огнезащитных продуктов с различной концентрацией в воздухе и пыли, которые были выше в тренажерном зале, чем в жилых помещениях. однако, исследование было проведено на небольшом объеме выборки; и дальнейшие исследования рекомендуются для оценки ассоциации.

Профессиональное воздействие

Некоторые профессии подвергают работников воздействию более высоких уровней галогенированных антипиренов и продуктов их разложения. Небольшое исследование американских рециклеров пены и установщиков ковров, которые обрабатывают прокладку, часто изготовленную из переработанного пенополиуретана, показало повышенный уровень антипиренов в их тканях. работники заводов по переработке вторичной электроники во всем мире также имеют повышенные уровни антипиренов в организме по отношению к общей численности населения. контроль окружающей среды может существенно уменьшить это воздействие, в то время как работники в районах с небольшим надзором могут принимать очень высокие уровни антипиренов. Рециркуляторы электроники в Guiyu, кита, имеют некоторые из самых высоких уровней человеческого тела PBDEs в мире. в ходе исследования, проведенного в Финляндии, было определено профессиональное воздействие на работников бромированных антипиренов и хлорированных антипиренов (ТББПА, ПБДЭ, ДБДПЭ, ГБЦД, Гексабромбензола и Дехлорана плюс). В ходе исследования был сделан вывод о том, что меры контроля, осуществляемые на 4 объектах по переработке отходов электрического и электронного оборудования (ВЭЭО), значительно снизили их воздействие. Работники, производящие изделия, содержащие антипирены (такие как транспортные средства, электроника и детские товары), могут подвергаться аналогичному воздействию.[67] американские пожарные могут иметь повышенные уровни ПБДЭ и высокие уровни бромированных фуранов , токсичных продуктов разложения бромированных антипиренов.[68]

Воздействие на окружающую среду

Антипирены, изготовленные для использования в потребительских товарах, были выпущены в окружающую среду по всему миру. Огнезащитная промышленность разработала добровольную инициативу по сокращению выбросов в окружающую среду (VECAP) путем поощрения передовой практики в ходе производственного процесса. В общинах, расположенных вблизи заводов по производству электроники и объектов утилизации, особенно в районах с незначительным экологическим надзором или контролем, наблюдается высокий уровень содержания антипиренов в воздухе, почве, воде, растительности и людях.

Фосфорорганические антипирены были обнаружены в сточных водах Испании и Швеции, и некоторые соединения, как представляется, не удаляются полностью в ходе очистки воды. фосфорорганические огнезащитные составы были также обнаружены в водопроводной и бутилированной питьевой воде в Китае.Точно так же и на реке Эльбе в Германии.

Утилизация

Когда продукты с антипиренами достигают конца их годной к употреблению жизни, они типично рециркулированы, испепелены, или Landfill. \ / HTML

Переработка отходов может привести к загрязнению работников и общин вблизи перерабатывающих предприятий, а также новых материалов галогенированными антипиренами и продуктами их распада. Электронные отходы, транспортные средства и другие продукты часто расплавляются для переработки их металлических компонентов, и такое нагревание может привести к образованию токсичных диоксинов и фуранов. при ношении средств индивидуальной защиты (СИЗ) и при установке системы вентиляции воздействие пыли на работников может быть значительно снижено, как показано в работе, проведенной заводом по переработке отходов Stena-Technoworld AB в Швеции. Бромированные огнезащитные составы могут также изменять физические свойства пластмасс, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик рециркулируемых продуктов и “понижению цикличности” материалов. По-видимому, в потоке рециркуляции пластмассы, содержащие бромированные антипирены, смешиваются с пластиками, не содержащими антипиренов, и происходит такое нисходящее циклирование.

Некачественное сжигание аналогичным образом приводит к образованию и высвобождению большого количества токсичных продуктов разложения. Контролируемое сжигание материалов с галогенированными антипиренами, хотя и дорогостоящее, существенно снижает выброс токсичных побочных продуктов.

Многие продукты, содержащие галогенированные антипирены, направляются на свалки.[10] присадки, в отличие от реактивных, антипирены химически не связаны с основным материалом и выщелачиваются легче. Бромированные антипирены, в том числе ПБДЭ, были обнаружены в результате выщелачивания из свалок в промышленных странах, включая Канаду и Южную Африку. Некоторые конструкции свалок позволяют улавливать фильтрат, который необходимо будет обработать. Эти конструкции также ухудшаются со временем.

Регулятивная нормативная оппозиция

Вскоре после того, как Калифорния внесла поправку TB117 в 2013 году, требующую только огнестойких мебельных покрытий (без ограничений на внутренние компоненты), производители мебели в США услышали повышенные требования к огнестойкой мебели без антипиренов. Следует отметить, что устойчивые к тлению ткани, используемые в огнестойких покрытиях, не содержат ПБДЭ, фосфорорганических соединений или других химических веществ, исторически связанных с неблагоприятным воздействием на здоровье человека. Ряд лиц, принимающих решения в секторе здравоохранения-что составляет почти 18% ВВП США [74] - обязуемся приобретать такие материалы и мебель. Ранние последователи этой политики включали Kaiser Permanente, Advocate Health Care, университетскую больницу Хакенсака и университетские больницы. Вместе взятые, покупательная способность мебели этих больниц составила $ 50 млн. Все эти больницы и больничные системы относятся к инициативе более здоровых больниц, которая насчитывает более 1300 больниц-членов и способствует экологической устойчивости и здоровью населения в рамках отрасли здравоохранения.

Дальнейшее законодательство в Калифорнии служит просвещению общественности в отношении антипиренов в их домах, что фактически снижает потребительский спрос на продукты, содержащие эти химические вещества. Согласно закону (сенатский законопроект, 1019), подписанному губернатором Джерри Брауном в 2014 году, вся мебель, произведенная после 1 января 2015 года, должна содержать предупреждающую потребительскую этикетку, указывающую, содержит ли она огнезащитные химические вещества

По состоянию на сентябрь 2017 года эта тема достигла федерального регулирующего внимания в комиссии по безопасности потребительских товаров, которая проголосовала за создание консультативной группы по хронической опасности, ориентированной на описание определенных рисков различных потребительских товаров, в частности детских и детских товаров (включая постельные принадлежности и игрушки), мягкой домашней мебели, матрасов и матрацных подушек, а также пластиковых корпусов, окружающих электронику. Эта консультативная группа конкретно занимается рассмотрением рисков, связанных с применением присадок, неполимерных органогалогенных антипиренов (ОФР). Хотя эти химические вещества не были запрещены, это постановление вводит в действие углубленное исследование безопасности потребителей, которое в конечном итоге может привести к полному удалению этих веществ из потребительского производства.

В соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами 1976 года Агентство по охране окружающей среды также активно проводит оценку безопасности различных антипиренов, включая сложные эфиры хлорированного фосфата, тетрабромбисфенол а, циклические алифатические бромиды и бромированные фталаты. дальнейшие нормативные положения зависят от выводов EPA, сделанных на основе этого анализа, хотя любые регулирующие процессы могут занять несколько лет.

Национальное бюро тестирования стандартов

В 1988 году программа испытаний, проведенная бывшим Национальным бюро стандартов (NBS), а ныне Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), позволила количественно оценить влияние огнезащитных химических веществ на общую пожароопасность. Было использовано пять различных видов изделий, каждое из которых изготовлено из различных видов пластика. Продукты были составлены в аналогичных огнезамедлительных (FR) и не-задержанных в развитии вариантах (NFR).

Влияние FR (огнезащитных) материалов на живучесть жильцов здания оценивалось двумя способами:

Во-первых, сравнение времени до тех пор, пока домашнее пространство не будет пригодно для занятия в горящей комнате, известной как "непригодность"; это применимо к обитателям горящей комнаты. Во-вторых, сравнение суммарного производства тепла, токсичных газов и дыма от пожара; это применимо к жильцам здания, удаленного от помещения происхождения огня.

О сроке непригодности к эксплуатации судят по времени, имеющемуся в распоряжении жильцов до того, как произойдет либо (а) воспламенение помещения, либо (b) непригодность из-за образования токсичного газа. При проведении испытаний FR среднее имеющееся время эвакуации было более чем в 15 раз больше, чем для лиц, находящихся в помещении без антипиренов.

Следовательно, в отношении производства продуктов сгорания,

• Количество материала, израсходованного в огне для испытаний на огнестойкость (FR), было меньше половины количества, потерянного в испытаниях на огнестойкость (NFR).
• Испытания FR показали, что количество тепла, выделяемого из огня, которое составляло 1/4 того, что высвобождается испытаниями NFR.
• Общее количество токсичных газов, образующихся при испытаниях помещений на пожароопасность, выраженное в "эквивалентах со", составило 1/3 для продуктов FR по сравнению с продуктами NFR.
• Производство дыма не имело существенных различий между испытаниями на комнатный огонь с использованием продуктов NFR и испытаниями с использованием продуктов FR.

Таким образом, в этих испытаниях огнезащитные добавки снизили общую пожароопасность.[79]

Глобальный спрос

В 2013 году мировое потребление антипиренов составило более 2 млн. тонн. Наиболее коммерчески привлекательной областью применения импорта является строительный сектор. Он нуждается в антипиренах, например, для труб и кабелей, изготовленных из пластмасс. В 2008 году Соединенные Штаты, Европа и Азия потребили 1,8 млн. тонн, что составляет 4,20-4,25 млрд. долл.США. По данным компании Ceresana, рынок антипиренов растет в связи с повышением стандартов безопасности во всем мире и увеличением использования антипиренов. Ожидается, что мировой рынок огнезащитных составов принесет 5,8 млрд. долл.США. В 2010 году Азиатско-Тихоокеанский регион был крупнейшим рынком сбыта антипиренов, на который приходилось около 41% мирового спроса, за которым следовали Северная Америка и Западная Европа.

Смотрите также

• Воспламеняемость
• Бромированный огнезащитный состав
• Огнезащитный
• Огнеупорное Стекло

Пруф

.flameretardants-online.com/

• .pinfa.eu/