文档介绍：生物可溶矿物纤维生物可溶矿物纤维摘要:本文介绍了矿物纤维对人体健康的影响以及国际上对矿物纤维进行健康分类的主要规范,通常认为溶解速率常数Kdis?100ng/()可归类为生物可溶矿物纤维同时分析评估了矿物纤维的水解性能和生物可溶矿物纤维成分设计的几种主要计算理论。最后简要介绍了新型生物可溶耐高温纤维的主要性能特点。关键词:矿物纤维玻璃棉矿物棉硅酸铝纤维耐火纤维CMS纤维陶瓷纤维生物可溶致癌物溶解速率常数水解自由能生成热焓桥氧非桥氧一、概述矿物纤维按化学结构可分为玻璃态纤维(使用最广的纤维材料,如玻璃纤维、矿物棉、硅酸铝纤维等),多晶态纤维(如,多晶莫来石纤维、天然矿物纤维等)以及单晶纤维(如,钛酸钾、钛酸钠晶须及SiC晶须)。这些不同的化学结构及化学成分以及不同成形方式使纤维材料具有不同的化学性能(如,生理PH值下的溶解性能、纤维表面生物活性等)以及物理形态(如,纤维直径,长度及其分布范围),这样就最终导致了这些纤维对人体健康影响的复杂性。至今为止,人们对矿物纤维对人体健康评价的实验数据主要基于两点:第一点是动物实验,另一点是对与矿物纤维有长期接触人群的健康统计分析。尽管目前对纤维的生物活性对人体的影响及致病机理还没有定论,但是大量的实验数据表明,纤维停留在肺部的时间将明显增大了病变的风险。也就是说能在短时间内迅速溶解于人体肺液的纤维就不可能诱导肺部的病变。生物可溶矿物纤维就是根据这一共识发展起来的绿色健康型矿物纤维。随着人们对健康、环保的日益重视,特别是在发达国家,本着以人为本的产品设计理念,并通过一些高标准的政策法规的导向作用,近几年来,在生物可溶矿物纤维开发方面取得了长足的进步。越来越多的生物可溶矿物纤维开始进入市场。特别是在耐火纤维领域,出现了一些新型成分系统的生物可溶纤维,由此对传统耐火纤维造成了很大的影响和冲击。我国在生物可溶矿物纤维的开发基本上是空白,怎样尽快开发具有自主知识产权的生物可溶矿物纤维,摆脱国外专利对我们产品开发的束缚是今后摆在我国矿物纤维类生产厂家一个严峻的课题。本文以玻璃态矿物纤维为重点,介绍了有关国际上对矿物纤维健康分类及矿物纤维对人体的健康影响机理过程,也简要介绍了在进行生物可溶矿物纤维成分设计时所采用的主要几种理论,同时分析了生物可溶耐高温棉主要性能特点。二、矿物纤维健康分类隶属于世界卫生组织(WHO)的国际癌症研究社(IARC)依据致癌危险程度将所有材料分成1、2、3、4四大类:1组为致癌物;2组又分为两小组,2A小组为很可能致癌物,2B小组为可能致癌物;3组为不分类为致癌物;4组为很不可能致癌物。应该说属于3组、4组的材料基本上是一种对人体不构成健康危险的安全材料。对于广泛用于绝热领域的矿物纤维,如玻璃棉、矿物棉以及连续玻璃纤维对人体健康的影响,经过长期流行病学研究,没有足够的证据证明这些纤维有致癌的危险。特别是近几年来,经过不懈努力,许多新型生物可溶纤维不断进入市场。基于这些事实,国际癌症研究社(IARC)在2001年对绝热类玻璃棉、矿物棉及连续玻璃纤维重新分类,从"可能致癌物"类升到了第三组。,但是,对于普通耐火纤维及特殊用途的传统玻璃棉,如过滤用玻璃棉、蓄电池隔板棉仍然留在可能致癌物类。欧盟在IARC的基础上,同时,咨询了有关权威的国际专家,以纤维平均直径与纤维的生物可溶性--欧盟指数KNB为主要指标(KNB=[Na2O+K2O+CaO+MgO+BaO]*100,等式中的氧化物含量均为重量百分数),对矿物纤维进行了更严格的归类。欧盟在其"危险物品指南(Directive97/69/EC)"中规定将矿物纤维分成1、2、3、0四类:1类为致癌物,如石棉类。2类为很可能致癌物:纤维平均直径不大于6μm,欧盟KNB指数小于18。3类为可能致癌物:纤维平均直径不大于6μm,欧盟KNB指数大于18。0类为不分类为致癌物。纤维平均直径大于6μm,如连续玻璃纤维。按照这一欧盟规定,传统的耐火纤维均分类为很可能致癌物,绝热类矿物纤维一般归类在3类的可能致癌物。但是该指南中还特别规定,经过下列四个生物实验之一合格的3类绝热类矿物纤维可升级到0类(在其产品上可不贴"可能致癌物"的标签):1、动物腹腔注射实验证明是非致癌物;2、长期吸入实验证明是非致癌物;3、吸入残留实验满足长纤维在肺中的半消失期小于10天;4、肺部注入残留实验满足长纤维在肺中的半消失期小于40天。紧接着,德国政府参照欧盟规定制定了自己的矿物纤维分类标准,并以KI指数作为生物可溶性的指标(KI=[(Na2O+K2O+CaO+MgO+BaO+B2O3)–2*(Al2O3)]*100,等式中的氧化物含量均为重量百分数)。对于经下列三个生物实验之一合格的矿物纤维为非致癌物,否则就为致癌物:1、德国指数KI必须大于40。2、肺部注入残留