Влияние на окружающую среду и безопасность

При использовании любого технологического процесса возникает ряд вопросов, связанных с его безопасностью для здоровья работающих, с его возможным воздействием на окружающую среду и с вытекающими из этого мерами предосторожности. И технологии отверждения ультрафиолетом и электронным пучком – не исключение. Если материалы и оборудование для УФ- и ЭП-отверждения используются с соблюдением мер безопасности, то риск при использовании этой технологии минимален. Физические и технологические источники опасностей при использовании технологий энергоотверждения можно разбить на несколько категорий. В рамках этого урока в силу большого разнообразия применяемых решений невозможно дать подробный обзор оборудования, используемого для УФ- и ЭП-отверждения. Продуманная конструкция оборудования, в которой учтены вопросы безопасности, обычно сводит к минимуму риск возникновения подобных проблем. В частности, необходимо использовать все устройства экранирования, которыми оснащено оборудование для отверждения УФ или ЭП и ни в чём не пренебрегать правилами их использования. Это оборудование защищает оператора от вредного воздействия УФ или ЭП.

Больше всего проблем и вопросов, связанных с безопасностью, при использовании технологий энергетического отверждения связано с химическими свойствами материалов, входящих в состав жидкой смеси, предназначенной для полимеризации/отверждения. Перед тем как выполнять какие-либо действия с отдельными компонентами такой смеси или с готовой смесью, необходимо внимательно ознакомиться с паспортом безопасности (ПБ, Safety Data Sheet – SDS), который должен прилагаться к поставляемым веществам. Согласно «Стандарту информирования об опасных веществах» все производители, дистрибьюторы и импортёры химических материалов должны предоставлять вместе с самими материалами ПБ на них. На каждый компонент приготовляемого жидкого состава для отверждения должен быть доступен его ПБ. Но в случае приобретения готовой смеси, скорее всего, с ней будет поставляться единый ПБ на всю смесь.

ПБ — в большинстве случаев единый источник информации о безопасности используемых веществ и о мерах предосторожности при работе с ними. Обычно в ПБ содержатся сведения о потенциальных опасностях вещества, мерах первой помощи в случае его воздействия, рекомендации по применению средств защиты, информация о токсикологических свойствах вещества, а также другие сведения. Из самого содержания ПБ понятно, что с ним необходимо ознакомиться прежде, чем что-либо делать с описанными в нём веществами.

Давайте рассмотрим сведения о некоторых опасностях, связанных с использованием низкомолекулярных мономеров — акрилатов и метакрилатов (эфиров акриловой и метакриловой кислоты), приведённые в таблице ниже. Обычно эти материалы низкотоксичны в случае их проглатывания, их летальная доза (доза, вызывающая гибель 50% популяции животных) ЛД₅₀ высока. Токсичность в результате вдыхания обычно не представляет проблемы, так как давление паров мономеров очень мало.

Эти материалы обычно не всасываются через кожу, поэтому токсические эффекты при попадании на кожу маловероятны. Но всё же следует не допускать контакта мономеров с кожей, так как они могут вызвать аллергические реакции. У лиц, обладающих повышенной чувствительностью к этим веществам, многократное попадание материалов на кожу может привести к серьёзным дерматологическим заболеваниям. Кроме аллергии, у большинства людей наблюдаются и другие реакции при попадании материала на кожу — лёгкие или умеренной тяжести. Кожная реакция развивается замедленно, и эффект воздействия, возможно, проявится спустя какое-то время. При продолжительном воздействии вещества на кожу возможно образование пузырей/волдырей.

Результаты исследований токсичности мономеров-акрилатов позволяют сделать следующие выводы. Акрилаты и метакрилаты проявляют низкую острую токсичность (эффекты, проявляющиеся в течение 24 часов с момента воздействия) при вдыхании или при попадании на кожу. Число системных эффектов невелико, и они наблюдаются в очень редких случаях. Обычно проблемой может быть попадание в глаза вещества, которое может вызвать раздражение разной степени: от полного отсутствия раздражения до изъязвления роговицы. Также возможно и раздражение кожи, от лёгкого до тяжёлого. Наконец, у работавших с этими материалами не зарегистрировано тератогенных или фетотоксических эффектов (т. е. вызывающих патологии у плода при беременности).

Ну и в дополнение к изложенному выше, ещё одна хорошая новость, связанная с токсичностью: в базе данных Агентства по охране окружающей среды США (EPA), а также по результатам спонсированного EPA исследования, проведённого Национальным институтом охраны труда (NIOSH), эти вещества не повышают вероятность появления онкологических заболеваний. EPA выступила также соспонсором долгосрочных исследований действия этих материалов на кожу. Эти исследования показали, что по результатам анализа на рак кожи эти вещества не обладают канцерогенным эффектом. Кроме того, не выявлено признаков системной токсичности.

До этого момента в настоящем уроке мы рассматривали вещества-мономеры, реакционноспособные компоненты отверждаемых смесей. Но как вы, наверное, помните из предыдущих уроков, мономеры изначально снижают вязкость смеси и способствуют образованию поперечных связей, но основной вклад в свойства готовой смеси вносят олигомеры. Насколько безопасность олигомеров отличается от безопасности мономеров? В целом олигомеры-метакрилаты и акрилаты обладают меньшим раздражающим действием, чем мономеры. Олигомеры имеют намного бóльшую молекулярную массу по сравнению с мономерами. Поэтому при их наличии уменьшается содержание акрилатных/метакрилатных функциональных групп в смеси. Вызываемое ими раздражение глаз и кожи — от минимального до лёгкого. Кроме того, олигомеры обычно характеризуются очень низкой острой токсичностью.

Приведённые выше проблемы, которые могут возникнуть при использовании УФ-отверждаемых материалов, можно устранить путём использования соответствующих защитных средств. Одна из главных проблем безопасности — раздражение кожи. Здесь главное — не допустить попадания вещества на кожу. С этими материалами следует всегда работать в защитных перчатках. Нужно следить за контактом перчаток с веществом и с другими объектами, чтобы перчатки не стали переносчиком загрязнения. Материалы могут попасть на кожу при касании загрязнённого оборудования, дверных ручек и т. д.

Бóльшая часть УФ-отверждаемых материалов не высыхают/не улетучиваются на воздухе. Поэтому пролитое вещество будет оставаться на месте пролива в исходном виде до тех пор, пока его не уберут. Следовательно, нужно сразу же вытереть пролитые капли вещества с поверхности, на которую они попали. Это поможет избежать нежелательного попадания вещества на кожу того, кто его разлил, или на кожу кого-то другого, кто работает рядом и не знает о разливе вещества. И, наконец, очень важное правило при работе с веществами — держать еду и напитки вне зоны, в которой выполняются манипуляции с готовой отверждаемой смесью или с её компонентами.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) не только предотвращают физический контакт с УФ-отверждаемыми материалами, но и позволяют поддерживать более безопасную рабочую среду. Рекомендации по выбору подходящих СИЗ для работы с материалом приводятся в его ПБ.

Хорошая практика — применять защитный крем, который сводит к минимуму контакт кожи с материалом. Такой крем помогает смыть тот материал, которому «удалось» пройти сквозь/мимо СИЗ. Но нельзя наносить такой крем, если мономеры или олигомеры уже попали на кожу: в этом случае крем заблокирует его на коже и, наоборот, затруднит его быстрое удаление.

Любые действия с этими материалами нужно выполнять в перчатках. В случаях, когда возможен контакт материала с кожей, следует пользоваться перчатками из материала, устойчивого к растворителям. И ещё раз обращаем внимание: ПБ — идеальный источник информации о том, какой вид перчаток лучше всего подходит для работы с этим материалом. Во время работы с материалом следует часто мыть перчатки, кисти и запястья.

Ну и последняя рекомендация: по окончании работы до того, как покинуть рабочее место, — снять и убрать перчатки. Перчатки после работы могут выглядеть совершенно чистыми, но на них может оставаться небольшое количество мономера или олигомера, и этот материал можно очень легко оставить, например, на дверной ручке, схватившись за неё рукой в перчатке. И затем вещество окажется уже на коже руки кого-то, кто возьмётся за эту ручку уже без перчатки.

Перед работой с материалами и оборудованием для УФ -отверждения очень важно надевать средства защиты глаз. При работе с любым химическим веществом следует надевать подходящие средства защиты глаз (обычно очки или маску). В большинстве случаев для этого хорошо подходят обычные закрытые лабораторные очки с боковыми защитными экранами. При работе с большими количествами материала или при высоком риске пролива/рассыпания материала следует использовать полнопрофильную защитную маску (закрывающую всё лицо).

Чтобы исключить поражение глаз при работе поблизости от неэкранированных источников УФ -излучения, нужно использовать средства защиты зрения, поглощающие УФ -излучение. Запрещается смотреть прямо на источник УФ -излучения и даже на его отражение, в том числе и при надетых защитных очках или маске. И, наконец, нельзя регулировать экранирование источника УФ-излучения без контроля квалифицированного специалиста.

Что делать, если произошёл пролив/рассыпание УФ-отверждаемой смеси или одного из её исходных компонентов? Следует помнить о том, что УФ-отверждаемые материалы остаются жидкими до воздействия на них УФ-излучения. Их можно удалить с помощью менее агрессивных растворителей. Обычно для их удаления используют воду с моющим средством или средства для отмывания продуктов на базе растительного масла. Можно использовать и обычные органические растворители, но в этом случае нужно надевать средства защиты.

Если небольшое количество УФ-отверждаемого материала попало на кожу, не следует смывать его с кожи органическим растворителем. Такие растворители могут подействовать как «переносчики загрязнения» и способствовать всасыванию УФ-отверждаемого материала через кожу.

В общем, перед работой с любым веществом и материалом настоятельно рекомендуем ознакомиться с его паспортом безопасности (ПБ). В этом документе содержится информация о безопасности материала и о мерах предосторожности при работе с ним.

Многолетний опыт применения энергоотверждаемых материалов показывает, что с ними можно работать безопасно. Обычно энергоотверждаемые материалы обладают низкой системной токсичностью. Метакрилаты и акрилаты как семейство соединений не канцерогенны при воздействии на кожу. В целом энергоотверждаемые материалы не более опасны, чем хорошо известные и широко используемые органические растворители.

И, наконец, для того, чтобы работа с материалом была безопасной, требуется обучение персонала и соблюдение мер гигиены.

* * *

Если вы хотите узнать больше — посмотрите видео от RadTech о правилах безопасности при работе с УФ- и ЭП-отверждаемыми материалами по адресу: https://vimeo.com/ 101539078

Благодарим вас за проявленный интерес к курсу по химическим основам УФ- и электронного отверждения. В следующем уроке мы рассмотрим применение технологии для получения отпечатков графических изображений. Более подробные сведения о технологии УФ- и электронного отверждения приведены на сайте http://www.radtech.org.

* Публикуется с разрешения и при содействии Radtech – Ассоциации по технологиям УФ-/электронного отверждения. © 2017-2018, Radtech. Все права защищены. Продолжение, начало в № 4, 5, 7/8, 10, 2017; № 1/2, 2018.