化学灌浆作为一门工程技术．在我同已经得到了非常迅速的发展，目前已成为基础防渗加固处理、水工建筑物防渗补强加同、地下建筑物防水处理的主要手段之一。

    化学灌浆材料的研究在我国也取得了长足的进步，自上世纪50年代末开始．我国已研究开发m了包括水玻璃、环氧、聚氨酯、丙凝、丙烯酸盐、甲基丙烯酸酯、木质素等化学灌浆材料，可以说国外有的品种国内都有了，甚至一些国外没有的品种，国内也都进行了开发研究，并取得了较好的成果。

    然而，随着人们对安全和环保意识的不断加强，工程中使用的各类化学材料对人体健康影响的问题也越来越得到重视。近年来许多化学物质由于各种原因被限用或禁用，在化学灌浆界也同样如此。如20世纪六、七十年代曾被广泛应用的丙烯酰胺灌浆材料因被证实对环境危害严重及对人体可能有致癌作用．已被多数国家禁用，我国目前正在制定的相关规范中也将其列为禁用类材料。

    聚氨酯是一类性能非常优异的材料．广泛应用于涂料、胶粘剂、密封剂及灌浆材料领域，但由于在聚氨酯材料的制备过程中大量使用了TDI，而TDI是一种毒性较大的物质，对人体有较大的危害，因此其产品制备和应用过程中的安全问题备受关注。在我国，在与百姓生活密切相关的室内装饰装修材料方面，已于2001年分别出台了国家强制性标准GB 18581—2001《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质的限定》和GB 18583—2001《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》，分别规定了聚氨酯涂料中游离TDI的质量分数不得大于0．7％．胶粘剂中游离TDI的质量分数不得大于l％。

    那么，在化学灌浆行业内大量使用的聚氨酯化学灌浆材料的情况又如何呢?对我们的影响究竟有多大?其今后的发展又将走向何方呢?本文结合聚氨酯化学灌浆材料的组成、合成工艺、作业对象等因素，就国内常用的聚氨酯类化学灌浆材料对施工人员健康的影响作一分析。

1  聚氨酯化学灌浆材料

    聚氨酯材料是指分子结构中具有氨酯甲酸酯(--NHCOOR一)的一类材料的统称，其制备工艺主要是由多异氰酸酯(TDI、MDI、PAPI等)与多羟基化合物(聚醚多元醇、聚酯多元醇等)经缩合反应而成。当异氰酸酯过量时．生成的产物是分子两端带有未反应的异氰酸酯根(一NCO)的预聚物，它可以与水、胺等含活性氢的材料进行反应、交联，最终形成大分子。由于其最终同化产物的性能可通过不同结构的羟基组分和异氰酸酯来进行调节，形成从十分柔软、延伸率非常高的弹性材料到十分坚硬、强度非常高的补强材料，因此广泛用于涂料、胶粘剂、泡沫体等领域，同时也是一种重要的化学灌浆材料。

    在我国，白上世纪70年代就开始了聚氨酯化学灌浆材料的研究，目前应用是非常普遍的．已形成了水溶性、非水溶性(也称油溶性)及弹性聚氨酯三大类灌浆材料。一NCO极易与水发生反应，利用这一特性，制得的聚氨酯化学灌浆材料可以与水迅速发生反应，从而达到堵水、止水的目的。聚氨酯化学灌浆材料主要用于有防水要求的化学灌浆工程中，如LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料，操作简便、与水反应迅速、同化产物具有遇水膨胀功能，因此广泛用于裂缝的防渗止水处理，特别是对于涌水的处理效果明显。

2  聚氨酯化学灌浆材料对人体健康的影响分析

    聚氨酯材料离不开多异氰酸酯，在多异氰酸酯中，甲苯二异氰酸酯(TDI)以其价廉、粘度低、反应活性大等优点而被广泛使用。工业上TDI主要有三种型号，区别在于组成中异构体2，4体与2。6体的比例，分别是T-100(即2,4体占100％)、T-80(即2,4体占80％，2,6体占20％)和T-65(即2,4体占65％，2,6体占35％)，其中以T-80生产工艺最简便、产量最大、价格最低，因而应用也最广泛．而这也正是造成聚氨酯材料危害性的主要因素。

    聚氨酯化学灌浆材料的毒性可分为急性毒性与慢性毒性两大类。

    急性毒性常用小鼠的LD50来表示．即小鼠经口服半数致死所用的剂量。聚氨酯化学灌浆材料的急性口服毒性并不大，因为TDI本身的LD50为5 800mg／kg，已属低毒物质，经预聚反应后，其TDI的浓度大大降低，而其它添加物也都是毒性不太大的物质．因此制备的化学灌浆材料一般都属低毒以下。如Deneef报道的聚氨酯化学灌浆材料LD50均大于2 000 mg/kg，有些甚至大于8 000 mg/kg，已属实际无毒类，只是催化剂的毒性稍大。在国内多项工程中使用的LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料．经专业检测机构检测，其LD50大于9 000 mg／kg，也属实际无毒产品，因此可放心使用。

    TDI的实际危害在于它的慢性毒性，即长期接触对人体造成的危害。TDI是一种挥发性较强的物质。具有明显的刺激和致敏作用，它的蒸气对人体的毒害较大，如刺激眼粘膜与呼吸系统，引发咳嗽、头痛、哮喘等。因此如何尽量减少聚氨酯化学灌浆材料在生产和使用过程中TDI对人体的危害就成为我们所关注的问题。

    我们知道，聚氨酯化学灌浆材料的生产工艺与聚氨酯涂料相似，都是通过多异氰酸酯与多羟基化合物进行反应来制备预聚物。从理论上来说，当NCO／OH=2时，就可以形成分子两端均为一NCO的预聚体，但这在实际中是根本做不到的，实际操作中必须使一NCO过量，才能得到较为理想的产品。必须使一NCO过量的原因主要有以下几点：

    1)在2，4体TDI中，对位上的一NCO活性较大(约为邻位的5-10倍)，它首先与一OH反应，留下邻位的一NCO在同化反应时与羟基或氨基等活性氢反应。但工业上常用的TDI-80中有20％的2，6体，这部分的一NCO活性低于2，4体，很难参与反应，这也是产生游离TDI的主要因素。

    2)当NCO／OH的比例较低时，得到的产物是分子量分布极宽的聚合物，有可能导致产品粘度太大．贮存性能降低，这对保证产品质量与产品性能的稳定是非常不利的，甚至得不到具有实用价值的产品，因此也必须使一NCO过量，才能得到分子量分布较窄、粘度低、贮存稳定性好的浆液。

    3)一NCO与一OH反应生成氨基甲酸酯后，仍能进一步与一NCO反应．生成脲基甲酸酯和缩二脲．再加上原料中微量的水也将消耗一部分TDI．因此在投料比中一NCO往往要大大过量。

    由于在投料比中NCO／OH远大于2．造成了TDI过量。而过量的TDI则仍保留在产品中，在使用的过程中会挥发到空气中，给人体造成危害，这也就是多年来一直困扰人们的游离TDI问题。产品中游离TDI越多，对人体潜在的危害也就越大。

    随着人们环保意识的加强和国家对环保要求的提高，这个问题已经引起人们的关注，在聚氨酯应用最为广泛的涂料行业，率先实施了国家强制性标准．规定了聚氨酯涂料中游离TDI质量分数的上限(标准略低于其它先进国家的标准)。化学灌浆行业虽然没有较多的统计数据，但根据目前国内常用的生产工艺及目前使用的材料来看，其最终产品中的游离TDI的浓度应该比涂料中的还要大一些。

    将聚氨酯化学灌浆材料与涂料进行对比．可以看出有以下两点大的差别：

    1)作业对象不同：灌浆材料一般是处理基础、裂缝等隐蔽部位，并采用密封措施，材料的密闭性好．不易挥发到空气中；而涂料则是对需防水的墙面、地面或需油漆的家具、地板等表面进行涂刷，暴露面积大．挥发较快。

    2)施工方法不同：灌浆材料一般均采用专用的灌浆泵进行施工，灌浆泵一般均可密封，除配浆时有可能与人体接触外，灌浆过程中挥发量很少。而涂料则不同，基本上是人工涂刷或采用喷枪喷涂，操作过程中挥发量极大。

    由此看来，与涂料相比，聚氨酯灌浆材料对人体的影响相对要小得多。然而我们并不能以此而降低要求，仍应把聚氨酯化学灌浆材料使用过程中的防护当作一项至关重要的工作来对待。

3  减少聚氨酯化学灌浆材料对人体危害方法探讨

    如何降低预聚物中游离TDI的浓度以减少对人体的危害，已成为各界致力研究的课题刚。在涂料行业中，通过采用直接合成法、溶剂萃取法、薄膜蒸发法及选用纯2,4体TDI等方法，可以有效地降低游离TDI的浓度。但这些方法在化学灌浆行业中实施起来仍有较大的难度，这主要是因为虽然聚氨酯涂料与灌浆材料的反应原理是一样的，但在反应产物的结构设计上是完全不同的，如果采用上述方法，虽然可以减少产品中的游离TDI浓度，但同时也会对产品的性能产生较大的影响。

    目前在聚氨酯化学灌浆行业中比较现实的方法是采用MDI或PAPI来代替TDI，因为MDI、PAPI等相比TDI来说，其挥发性要小得多(TDI的沸点为106℃／0．67 kPa，MDI为190℃／0．67 kPa，PAPI则更高)，由此制得的聚氨酯预聚物对人体的危害性也要小得多。国外许多企业都采用MDI来制备聚氨酯材料，我们在一些新产品的研究过程中也是优先选用了MDI或PAPI。然而采用此方法一方面原材料的活性会对产品性能及制备工艺有所影响，另一方面由于MDI的有效--NCO含量比TDI低，而价格则比TDI高，因此将会使产品的成本大大增加，在我国现有国情下，要得到大家的认同还有一定的难度。这一方面需要国家从相关政策上支持，另一方面要靠大家不断提高环保意识，特别是从事化灌行业的技术人员．一定要将开发环保型的或毒性小的灌浆材料作为自己应尽的职责。

4  使用聚氨酯灌浆材料需注意事项

    聚氨酯灌浆材料目前仍是主要品种之一，在大量工程中使用。除了上面已提到的，需要我们在产品研发过程中设计出低危害的新品种外，在使用聚氨酯灌浆材料中还应注意以下事项：

    1)必须强调以人为本，从源头上做好防护工作。特别是对于生产、施工的一线人员，一定要注重做好防护工作。   

    2)加强施工中的自我保护意识，配浆人员应穿戴相应的防护用品，配浆及灌浆设备应尽可能密闭。

    3)在地下洞室、隧道里进行灌浆时，应做好通风工作。

    4)施工现场应配备足够的药品和清洗液，以防备由于意外造成的浆液溅入眼睛或皮肤上。

    5)对于施工用剩的浆液，应妥善做好处理T作．不得随意乱丢乱弃。

5  结论

    1)聚氨酯化学灌浆材料不可避免地含有游离TDI。并对人体有潜在的危害，需要在施工过程中有切实的保护和防范措施。

    2)只要加强施工中的保护措施，使用聚氨酯化学灌浆材料对操作人员的健康是安全的。

    3)国家应出台相关政策，鼓励企业生产环保型聚氨酯化学灌浆材料。