Opasne kemikalije i zaštitne mjere koje se koriste u proizvodnji superplastifikatora polikarboksilne kiseline

U procesu sinteze polikarboksilatnih superplastifikatora, korištene sirovine uključuju inicijatore, male monomere, sredstva za prijenos lanca i pahuljice kaustične sode. Inicijatori su uglavnom persulfati i peroksidi, a najčešće korišteni su vodikov peroksid (H2O2) i amonijev persulfat [(NH4)2S2O8]. Najčešće korišteni mali monomeri su akrilna kiselina i hidroksietil akrilat. Uobičajena sredstva za prijenos lanca uključuju merkaptoetanol i merkaptooctenu kiselinu.

3.1 Inicijatori

Inicijatori koji se koriste u reakciji polimerizacije polikarboksilatnih superplastifikatora uglavnom su peroksidi i persulfati, obično vodikov peroksid (H2O2) i amonijev persulfat [(NH4)2S2O8], koji su jaka oksidacijska sredstva koja se lako razgrađuju zagrijavanjem. Koriste se u polimerizaciji i kopolimerizaciji vinilnih radikala u polikarboksilatnim superplastifikatorima. Inicijator je bitna sirovina u sintezi sredstava za reduciranje vode. Njegovo doziranje utječe na duljinu lanca i molekularnu masu superplastifikatora, a odgovarajuća duljina lanca je nužna za najbolju izvedbu superplastifikatora.

Budući da su i vodikov peroksid i amonijev persulfat korozivni, mora se osigurati sigurnost tijekom procesa proizvodnje dok se dobivaju visokokvalitetni polikarboksilatni superplastifikatori.

Vodikov peroksid je vrlo eksplozivan oksidans. Nije zapaljiv, ali reagira sa zapaljivim materijalima, oslobađajući veliku količinu topline i kisika, što može izazvati požar ili eksploziju. Najstabilniji je pri pH 3.5-4.5, lako se razgrađuje u alkalnim otopinama, a može se razgraditi i pri izlaganju jakom svjetlu, posebno kratkovalnom zračenju.

Amonijev persulfat je korozivan i iritantan te može izazvati opekline na ljudskom tijelu. Može eksplodirati kada je izložen visokoj toplini ili udaru i stvara eksplozivne smjese s redukcijskim sredstvima, organskim materijalima ili zapaljivim tvarima. Amonijev persulfat također se može koristiti za proizvodnju vodikovog peroksida. U proizvodnji polikarboksilatnih superplastifikatora, amonijev persulfat ili vodikov peroksid koriste se kao pomoćni inicijatori za induciranje polimerizacije malih monomera. U laboratorijskim ispitivanjima, hranjenju i skladištenju treba nositi osobnu zaštitnu opremu, uključujući gumene rukavice, kemijske zaštitne naočale i antikorozivnu radnu odjeću kako bi se izbjegle ozljede. Ako slučajno dođe u dodir s kožom, treba je odmah isprati vodom.

3.2 Mali monomeri

Mnoge vrste malih monomera koriste se u proizvodnji polikarboksilatnih superplastifikatora, a najčešće se koriste akrilna kiselina i hidroksietil akrilat. Akrilna kiselina je glavna sirovina za polikarboksilatne superplastifikatore. To je brzopolimerizirajući vinilni monomer i najjednostavnija nezasićena karboksilna kiselina. Kao monomer male molekule, reagira s većim monomerima, tvoreći češljastu molekularnu strukturu pod utjecajem sredstva za prijenos lanca.

Akrilna kiselina je jako kisela i korozivna, s visoko reaktivnim kemijskim svojstvima. Njegove pare sa zrakom stvaraju eksplozivne smjese koje mogu uzrokovati izgaranje ili eksploziju kada su izložene otvorenom plamenu ili visokoj toplini. Burno reagira s oksidirajućim sredstvima. Visoke temperature mogu izazvati reakcije polimerizacije, oslobađajući veliku količinu topline, što dovodi do pucanja spremnika za skladištenje i eksplozije [4].

Hidroksietilakrilat se može dobiti iz akrilne kiseline i etilen oksida pod djelovanjem katalizatora. Njegova uloga u polikarboksilatnim superplastifikatorima slična je onoj akrilne kiseline, ali izravna uporaba akrilne kiseline može smanjiti proizvodne korake, a općenito je učinkovitije za kemijske tvornice odabrati akrilnu kiselinu za bolje ekonomske povrate.

Obje su otrovne i korozivne tekućine koje sadrže reaktivne kemijske funkcionalne skupine. Prilikom proizvodnje polikarboksilatnih superplastifikatora potrebno je poduzeti mjere zaštite. Posebne mjere opreza uključuju:

1. Kada koncentracija u zraku prijeđe granicu, nosite plinsku masku; u hitnim slučajevima koristite samostalni aparat za disanje za spašavanje ili bijeg.
2. Nosite zaštitne naočale za kemikalije.
3. Nosite zaštitnu odjeću od materijala otpornih na koroziju.
4. Nosite gumene rukavice.
5. Nakon posla istuširati se i presvući, pazeći na osobnu higijenu.

3.3 Agenti za prijenos lanca

Tioli se obično koriste kao sredstva za prijenos lanca u sintezi polikarboksilatnih superplastifikatora, kao što su merkaptoetanol i merkaptooctena kiselina. Sredstva za prijenos lanca ne utječu značajno na brzinu reakcije sinteze polikarboksilatnog superplastifikatora, ali kontroliraju duljinu polimernog lanca i mogu učinkovito prenijeti slobodne radikale. Općenito, povećanje doze agensa za prijenos lanca skraćuje polimerni lanac i smanjuje viskoznost.

I merkaptooctena kiselina i merkaptoetanol sadrže tiolne skupine i vrlo su otrovne tekućine s jakim oštrim mirisom. Mogu izazvati eksplozije kada su izloženi otvorenom plamenu ili visokoj toplini i proizvode otrovne sumporne pare kada se razgrađuju toplinom. Vrlo su korozivni. Moraju se strogo pridržavati sigurnosnih mjera, uključujući nošenje plinskih maski, zaštitnih naočala, gumenih rukavica otpornih na kiseline i lužine i radne odjeće otporne na kiseline.

1. Dodir s kožom: Skinuti kontaminiranu odjeću i isprati kožu s puno tekuće vode.
2. Kontakt s očima: Odmah podignite kapke i ispirite tekućom vodom ili fiziološkom otopinom najmanje 15 minuta; potražite liječničku pomoć.
3. Udisanje: Premjestiti na svježi zrak i uvjeriti se da dišni putovi nisu začepljeni. Ako je disanje otežano, dajte kisik; ako disanje prestane, napraviti umjetno disanje i potražiti liječničku pomoć.
4. Gutanje: Popijte puno tople vode, pozovite povraćanje i potražite liječničku pomoć.
5. Metode gašenja požara: Koristite vodu, maglu, suhi prah ili pijesak za gašenje požara. U slučaju curenja, evakuirajte osoblje na sigurno područje.

3.4 Anorganske lužine

U procesu proizvodnje polikarboksilatnih superplastifikatora, anorganske lužine se obično koriste za neutralizaciju reakcije i njezino prekidanje. Najčešće korištena anorganska lužina je natrijev hidroksid. Čvrsti ljuski natrijev hidroksid, obično poznat kao kaustična soda, najčešće je korištena alkalna sirovina u industriji karboksilne kiseline.

Kaustična soda nije zapaljiva, ali oslobađa veliku količinu topline kada dođe u dodir s vodom ili vodenom parom, stvarajući korozivnu otopinu. Reagira s kiselinama, oslobađajući toplinu. Jako je korozivno i jako iritira. Njegova prašina ili pare mogu nadražiti oči i dišne ​​puteve, nagrizati nosnu pregradu i izazvati opekline u izravnom dodiru s kožom i očima. Slučajno gutanje može uzrokovati opekline u probavnom traktu, eroziju sluznice, krvarenje i šok.

Zaposlenici moraju nositi zaštitnu odjeću, rukavice, naočale ili maske prije početka rada. Tvornica mora osigurati siguran tuš i opremu za ispiranje očiju. Ako uđe u oči, odmah isperite vodom ili fiziološkom otopinom 15 minuta, a zatim nanesite 2% novokain. U teškim slučajevima potražite liječničku pomoć.