Emisn� a pachov� spr�vanie termoplastov v interi�rov�ch v�liskov automobilov, 1. �as�

1. ÚVOD – ZNE�IŠT�NÍ OVZDUŠÍ

Ovzduší je nejd�le�it�jší slo�kou našeho �ivotního prost�edí. Bez vzduchu se náš organismus neobejde, a tedy význam jeho �istoty je více ne� z�ejmý. Týká se to jak venkovního ovzduší, tak i ovzduší vnit�ního, tj. i ovzduší v interiéru automobil�.

V ovzduší jsou obsa�eny r�zné zne�is�ující látky, které mají jak hmotnou povahu - pevný a kapalný aerosol - tak i plynnou povahu. Zne�išt�ní ovzduší je, zejména v poslední dob�, vá�nou hrozbou a rizikovým faktorem. Lidský organismus je vystaven zna�né zát�i a jakkoliv je náš organismus od p�írody vybaven ur�itou p�izp�sobovací schopností ke zm�n�ným podmínkám, je z�ejmé, �e prom�ny prost�edí p�edbíhají schopnost adaptability lidského organismu, p�i�em� se tato skute�nost projevuje zvýšeným nár�stem r�zných civiliza�ních onemocn�ní.

Zvýšené zne�išt�ní vnit�ního ovzduší, a bohu�el, se to týká i interiér� automobil� je zp�sobeno dv�ma hlavními problémy:

- pou�íváním klimatizací, jejím� d�sledkem je kumulace škodlivin ve vnit�ním ovzduší

- v d�sledk� po�adavk� na sni�ování spot�eby paliva - sni�ování hmotnosti vozidel a zvyšování výroby automobil� s hybridním, respektive elektrickým pohonem - op�tný d�raz na sni�ování hmotnosti, která se zvýšila v d�sledku hmotnosti akumulátor� - zavád�ní nových konstruk�ních interiérových materiál� a kompozit�

Samoz�ejm�, �e vnit�ní ovzduší v interiéru automobil� vzniká, krom� ji� uvedených aspekt�, v d�sledku p�sobení r�zných dalších faktor� ovzduší zne�is�ujících: pr�myslové exhalace, kou�ové a výfukové plyny, alergeny, choroboplodné zárodky, smog obvykle slo�ený z polétavého prachu, oxid� síry, oxid� dusíku, ozónu, organických plyn�, atd., v�etn� i faktor� p�sobících v interiérech zevnit�, z pou�itých materiál�.  

Mezi parametry ovliv�ující kvalitu vnit�ního prost�edí �adíme faktory:

- fyzikální - teplota, vlhkost, proud�ní vzduchu

- chemické - anorganické a organické škodliviny

- biologické - bakterie, viry, plísn�, pyly, rozto�i, prvoci, textilní prach, atd.

Subjektivní hodnocení kvality vnit�ního prost�edí se velmi liší, stejn� jako skute�ná sensitivita k n�kterým chemickým látkám. I vzhledem k t�mto skute�nostem, nejsou dosud stanoveny míry rizika a limity nebo podíl vnit�ního prost�edí na r�zná onemocn�ní.  

P�es uvedená konstatování se automobilový pr�mysl jako celek a i jednotlivé automobilky sna�í problém interiérového prost�edí kontrolovat a ve zp�tné vazb� �ešit.

2. Emisní chování interiérových termoplastických materiál�

2.1 Emisivita materiál�, zdroje emisí, t�kavost, emisní kinetika

Podle definice obecn� je emisivita schopnost materiál� vyza�ovat elektromagnetické zá�ení, respektive je definovaná jako pom�r intenzity vyza�ování reálného t�lesa k intenzit� vyza�ování absolutn� �erného t�lesa se stejnou teplotou, tj. emisivita ur�uje schopnost t�lesa vyza�ovat teplo.

V p�eneseném slova smyslu je pojmu emisivita mo�no pou�ít pro skute�nost, �e polymerní materiály pou�ívané pro výrobu interiérových díl� automobil� mohou za zvýšené teploty emitovat nízkomolekulární látky, které p�echázejí do vnit�ního prost�edí - vzduchu - prostoru pro posádku automobilu.

V takovém p�ípad� se pohybujeme v oblasti platnosti Henryho zákona, který udává souvislost parciálního tlaku páry dané látky nad roztokem a jejího podílu v tomto roztoku. Pro páry rozpušt�né látky platí p�ímá úm�ra mezi tlakem par p rozpušt�né látky a molárním zlomkem x této látky v roztoku - molární zlomek je definován jako podíl hmotnosti slo�ky k hmotnosti celé sm�si, p�i�em� konstantou úm�rnosti je Henryho konstanta K charakteristická pro daný plyn:

                          p = K . x

Pokusím se Henryho zákon objasnit na p�íkladu, který je nám všem, p�edpokládám, bli�ší, a to na principu dechové zkoušky na alkohol, kdy dochází k vypa�ování alkoholu z cirkulující krve b�hem dýchání do vzduchu v plicích. Skute�né mno�ství alkoholu, které se vypa�í do dechu, závisí na jeho koncentraci v krvi.

Aplikujeme-li výše uvedený Henryho zákon na náš problém, m��eme konstatovat, �e koncentrace rozpušt�ného plynu je p�ímo úm�rná parciálnímu tlaku plynu v atmosfé�e a proto�e atmosférický tlak je v podstat� konstantní, zále�í tedy na jeho mno�ství.

Vliv teploty souvisí s teplotní rozta�ností plyn�, respektive se stavovou rovnicí: �ím je vyšší teplota, tím více dochází k rozpínání plyn� a tím se sní�í jejich koncentrace ve vzduchu.

Emise z materiál� m��eme rozd�lit do dvou skupin:

- na emise specifické, tj. emise, které jsou známé a specifické pro sledované látky, jako nap�íklad formaldehyd emitovaný z POM nebo reaktoplast� na bázi fenol-formaldehydových prysky�ic

- na emise nespecifické, tj. emise skupiny látek, obvykle t�kavé organické slou�eniny ozna�ované zkratkou VOC - Volatile Organic Compounds or Chemicales nebo SVOC - Semivolatile, v automobilovém pr�myslu slovem FOGGING (zaml�ení)

Látky VOC jsou dob�e t�kavé, p�i�em� t�kavost je schopnost látky, obvykle v kapalném skupenství, se vypa�ovat. Mezi VOC se �adí alkany, alkeny, aromatické uhlovodíky, karbonyly, alkoholy, estery, ethery, aldehydy, halogenové uhlovodíky, terpeny, dusíkaté a sirné slou�eniny, atd.

Do skupiny SVOC, nebo-li do skupiny látek s vyšším bodem varu �adíme parafíny, estery vyšších mastných kyselin, glykoly, fenoly, ftaláty, adipáty, organo-fosfáty, bromované retardéry ho�ení, silikony, atd.

Proto�e se v interiérech automobil� vyskytuje �ada nekovových materiál�, m��eme do pojmu fogging jako zdroj emisí za�adit také �adu látek-monomery z polymerních materiál�, nízkomolekulární p�ísady a aditiva z polymer� (stabilizátory, retardéry ho�ení, zm�k�ovadla, nadouvadla, atd.), lepidla z kompozitních materiál� nebo z materiál� s povrchovou úpravou, u pry�í sou�ásti vulkaniza�ních systém�, u textilií op�t lepidla, apretury, u syntetických vláken op�t monomery, stabilizátory, retardéry ho�ení, atd.

Zdroje emisí obvykle obsahují n�jaké po�áte�ní mno�ství emisních slo�ek ve sm�si, a jak materiál postupn� stárne, emisní schopnost se sni�uje a emise slo�ek do okolního prost�edí se také sni�uje. Jako p�íklad je mo�no uvést pocit z nového automobilu a z tého� auta po prob�hu n�jakého po�tu kilometr�. Vyjímkou z uvedeného mohou být n�které m�k�ené plasty, u nich� m��e být mno�ství emitovatelných látek vysoké a materiály, které zah�íváním degradují a tím mohou emitovat nové nízkomolekulární produkty.   

Obecn� platí, �e k látkám obsa�eným ve vzduchu, který je v pasa�érském prostoru automobilu, se p�idávají imise z venkovního prost�edí, pevná fáze obsa�ená ve venkovním prost�edí, �ást t�chto látek je asimilována - p�ijímána pasa�éry a �ást odvedena ventilací mimo kokpit automobilu.

2. �ást »

3. �ást »