Polükarboksüülhappe superplastifikaatorite tootmisel kasutatavad ohtlikud kemikaalid ja kaitsemeetmed

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite sünteesiprotsessis kasutatakse toorainena initsiaatoreid, väikseid monomeere, ahelasiirdeaineid ja seebikivihelbeid. Initsiaatorid on peamiselt persulfaadid ja peroksiidid, tavaliselt kasutatavad on vesinikperoksiid (H2O2) ja ammooniumpersulfaat [(NH4)2S2O8]. Kõige sagedamini kasutatavad väikesed monomeerid on akrüülhape ja hüdroksüetüülakrülaat. Levinud ahelasiirdeained on merkaptoetanool ja merkaptoäädikhape.

3.1 Algatajad

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite polümerisatsioonireaktsioonis kasutatavad initsiaatorid on peamiselt peroksiidid ja persulfaadid, tavaliselt vesinikperoksiid (H2O2) ja ammooniumpersulfaat [(NH4)2S2O8], mis on tugevad oksüdeerivad ained, mis kuumutamisel kergesti lagunevad. Neid kasutatakse vinüülradikaalide polümerisatsioonil ja kopolümerisatsioonil polükarboksülaadi superplastifikaatorites. Initsiaator on vett redutseerivate ainete sünteesimisel hädavajalik tooraine. Selle annus mõjutab superplastifikaatori ahela pikkust ja molekulmassi ning superplastifikaatori parimaks toimimiseks on vajalik sobiv ahela pikkus.

Kuna nii vesinikperoksiid kui ka ammooniumpersulfaat on söövitavad, tuleb kvaliteetsete polükarboksülaat superplastifikaatorite hankimisel tagada tootmisprotsessis ohutus.

Vesinikperoksiid on väga plahvatusohtlik oksüdeerija. See on mittesüttiv, kuid reageerib põlevate materjalidega, eraldades suures koguses soojust ja hapnikku, mis võib põhjustada tulekahju või plahvatuse. See on kõige stabiilsem pH väärtusel 3.{2}},5, laguneb kergesti leeliselistes lahustes ja võib laguneda tugeva valguse, eriti lühilainekiirguse mõjul.

Ammooniumpersulfaat on söövitav ja ärritav ning võib põhjustada inimkeha põletusi. See võib plahvatada suure kuumuse või löögiga kokkupuutel ning moodustada plahvatusohtlikke segusid redutseerivate ainete, orgaaniliste materjalide või tuleohtlike ainetega. Ammooniumpersulfaati saab kasutada ka vesinikperoksiidi tootmiseks. Polükarboksülaadi superplastifikaatorite tootmisel kasutatakse väikeste monomeeride polümerisatsiooni indutseerimiseks initsiaatori abiainena ammooniumpersulfaati või vesinikperoksiidi. Laboratoorsetes katsetes, söötmisel ja ladustamisel tuleb vigastuste vältimiseks kanda isikukaitsevahendeid, sealhulgas kummikindaid, kemikaalikaitseprille ja korrosioonivastaseid tööriideid. Kui see kogemata nahale satub, tuleb seda kohe veega loputada.

3.2 Väikesed monomeerid

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite tootmisel kasutatakse mitut tüüpi väikeseid monomeere, millest kõige sagedamini kasutatakse akrüülhapet ja hüdroksüetüülakrülaati. Akrüülhape on polükarboksülaadi superplastifikaatorite peamine tooraine. See on kiiresti polümeriseeruv vinüülmonomeer ja kõige lihtsam küllastumata karboksüülhape. Väikese molekuliga monomeerina reageerib see suuremate monomeeridega, moodustades ahela ülekandeaine mõjul kammitaolise molekulaarstruktuuri.

Akrüülhape on tugevalt happeline ja söövitav ning väga reaktiivsete keemiliste omadustega. Selle aur moodustab õhuga plahvatusohtlikke segusid, mis võivad lahtise tule või kõrge kuumusega kokkupuutel põhjustada põlemist või plahvatust. Reageerib ägedalt oksüdeerivate ainetega. Kõrge temperatuur võib põhjustada polümerisatsioonireaktsioone, mille käigus eraldub suur hulk soojust, mis võib viia säilitusmahuti purunemiseni ja plahvatusõnnetusteni [4].

Hüdroksüetüülakrülaati saab valmistada akrüülhappest ja etüleenoksiidist katalüsaatori toimel. Selle roll polükarboksülaadi superplastifikaatorites on sarnane akrüülhappe omaga, kuid akrüülhappe otsene kasutamine võib vähendada tootmisetappe ja keemiatehastel on üldiselt tõhusam valida akrüülhape, et saada paremat majanduslikku tulu.

Mõlemad on mürgised ja söövitavad vedelikud, mis sisaldavad reaktiivseid keemilisi funktsionaalrühmi. Polükarboksülaadi superplastifikaatorite tootmisel tuleb võtta kaitsemeetmeid. Spetsiifilised ettevaatusabinõud hõlmavad järgmist:

1. Kui kontsentratsioon õhus ületab piirnormi, kandke gaasimaski; hädaolukordades kasutage päästmiseks või põgenemiseks autonoomset hingamisaparaati.
2. Kandke kemikaalikaitseprille.
3. Kandke korrosioonikindlatest materjalidest valmistatud kaitseriietust.
4. Kandke kummikindaid.
5. Pärast tööd võtke dušš ja vahetage riideid, pöörates tähelepanu isiklikule hügieenile.

3.3 Keti ülekandeagendid

Tioole kasutatakse tavaliselt ahela ülekandeainetena polükarboksülaadi superplastifikaatorite, näiteks merkaptoetanooli ja merkaptoäädikhappe sünteesil. Ahelsiirdeained ei mõjuta oluliselt polükarboksülaadi superplastifikaatori sünteesi reaktsioonikiirust, kuid kontrollivad polümeeri ahela pikkust ja suudavad tõhusalt üle kanda vabu radikaale. Üldiselt lühendab ahela ülekandeaine annuse suurendamine polümeeri ahelat ja vähendab viskoossust.

Nii merkaptoäädikhape kui ka merkaptoetanool sisaldavad tioolrühmi ja on väga mürgised vedelikud, millel on tugev terav lõhn. Need võivad lahtise leegi või kõrge kuumusega kokku puutudes põhjustada plahvatusi ning kuumuse toimel lagunemisel toksilisi väävlisaure. Need on väga söövitavad. Rangelt tuleb järgida ohutusmeetmeid, sealhulgas kanda gaasimaske, kaitseprille, happe- ja leelisekindlaid kummikindaid ja happekindlaid tööriideid.

1. Kokkupuude nahaga: Eemaldada saastunud riided ja pesta nahka rohke voolava veega.
2. Silma sattumisel: Tõstke kohe silmalaud üles ja loputage jooksva vee või soolalahusega vähemalt 15 minutit; pöörduda arsti poole.
3. Sissehingamine: Viige värske õhu kätte ja veenduge, et hingamisteed oleksid vabad. Kui hingamine on raske, manustada hapnikku; kui hingamine lakkab, tehke kunstlikku hingamist ja pöörduge arsti poole.
4. Allaneelamisel: juua rohkelt sooja vett, kutsuda esile oksendamine ja pöörduda arsti poole.
5. Tulekustutusmeetodid: Kasutage tulekahju kustutamiseks vett, udu, kuivpulbrit või liiva. Lekke korral evakueerida töötajad ohutusse piirkonda.

3.4 Anorgaanilised leelised

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite tootmisprotsessis kasutatakse reaktsiooni neutraliseerimiseks ja selle lõpetamiseks tavaliselt anorgaanilisi leeliseid. Kõige sagedamini kasutatav anorgaaniline leelis on naatriumhüdroksiid. Tahke helves naatriumhüdroksiid, üldtuntud kui seebikivi, on karboksüülhappetööstuses kõige laialdasemalt kasutatav leeliseline tooraine.

Seebikivi on mittesüttiv, kuid kokkupuutel vee või veeauruga eraldab see suurel hulgal soojust, moodustades söövitava lahuse. See reageerib hapetega, eraldades soojust. See on väga söövitav ja tugevalt ärritav. Selle tolm või aurud võivad ärritada silmi ja hingamisteid, söövitada nina vaheseina ning otsesel kokkupuutel naha ja silmadega põhjustada põletusi. Juhuslik allaneelamine võib põhjustada seedetrakti põletusi, limaskesta erosiooni, verejooksu ja šokki.

Enne tööle asumist peavad töötajad kandma kaitseriietust, kindaid, kaitseprille või maske. Tehas peab tagama ohutu dušši ja silmade pesemise. Kui see satub silma, loputage kohe 15 minuti jooksul vee või soolalahusega, seejärel kandke 2% novokaiini. Rasketel juhtudel pöörduge arsti poole.