CC BY
6
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИНТЕТИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ИЗ ХЛОРИРОВАННЫХ И АЦЕТОХЛОРИРОВАННЫХ ВОЛОКОН
Кандидат биологических наук Н. И. Слепак
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана
Министерства здравоохранения РСФСР
»
Промышленное производство синтетических волокон существует всего 15—20 лет, но советскими учеными разработан уже ряд разнообразных синтетических волокон (капрон, нитрон, хлорин, ацетохлорин, лавсан и др.)» предназначенных для изготовления из них одежды, предметов обихода, декоративных материалов и т. д. Особый интерес с гигиенической точки зрения представляют ткани, изготовляемые из хло-ринового и ацетохлоринового волокон, так как эти ткани благодаря ряду ценных свойств (химическая стойкость, гидрофобность, негорючесть, устойчивость к гниению и плесени) могут найти широкое применение в качестве материала для изготовления защитной одежды в химической и других отраслях промышленности, декоративного материала для отделки внутренних поверхностей различных помещений на транспорте, в быту и т. д.
Основным сырьем для получения хлоринового и ацетохлоринового волокон является смола под одноименным названием хлорин, или перхлорвинил, получаемая путем дополнительного хлорирования полихлорвинила.
Наличие в смоле-хлорине летучих органических веществ (0,5—0,8%) заставляет предположить возможность перехода их в волокно и выделения в дальнейшем из готового изделия.
Самым серьезным недостатком хлориновых и ацетохлориновых волокон является низкая термостойкость. Размягчение первого происходит при температуре 70°, а второго — при 80° (3. А. Роговин, Н. В. Михайлов, Р. Хилл и др.). При воздействии повышенных положительных температур происходит нарушение структуры полимера и постепенный распад его макромолекул, сопровождающийся отщеплением хлористого водорода (Б. Э. Геллер и др.). Путем введения ацетилцеллюлозы в молекулу хлорина химикам удалось получить новый полимер с более высокой термохимической стойкостью. По имеющимся данным (Н. В. Михайлов, Л. Г. Токарева, В. С. Клименков), отщепление хлористого водорода из ацетохлоринового (84% хлорина и 16% ацетилцеллюлозы) волокна по сравнению с хлориновым уменьшается в 10 раз, однако и это не разрешает вопроса о полном закреплении и прекращении отщепления от нового полимера молекул хлорсодержащих веществ. Учитывая органическую структуру полимера (хлорина и ацетохлорина) с большим содержанием хлора (62—65%), можно предположить, что, помимо хлористого водорода, возможно выделение из волокон подобного состава каких-либо иных хлорсодержащих веществ органического характера.
Образование (формование) хлоринового и ацетохлоринового волокон происходит из полимеров, растворенных в большой массе безводного ацетона, что сопровождается проникновением ацетона в глубь волокна. Удаление ацетона, по мнению технологов, затрудняется в связи с образованием на поверхности формующегося волокна пленки, препятствующей полному вымыванию растворителя (ацетона) из нити волокна, на основании чего можно предположить о возможном задерживании некоторых количеств ацетона в готовом волокне даже после всех операций, которым оно подвергается при дальнейшей обработке (отмывка, сушка при 60° и т. д.), а следовательно, и в ткани, изготовленной из этого волокна.
В связи с этим мы провели опыты по определению возможности выделения тканями, изготовленными из хлориновых и ацетохлориновых
волокон, следующих летучих продуктов: хлористого водорода, хлорор-ганических веществ и ацетона.
Из всех факторов окружающей среды, которые могут оказывать влияние на процесс выделения тканями газообразных продуктов, наиболее важным является воздействие тепла и естественного света (ультрафиолетовой части).
Однако, ввиду того что эксплуатация этих тканей предполагается в закрытых помещениях, где естественный световой фактор, и в частности ультрафиолетовая радиация, будет иметь второстепенное значение по сравнению с тепловым, целью исследований было установить влияние на ткани теплового воздействия, в первую очередь при обычной комнатной температуре (16—20°), а затем при более высокой (30, 40, 50°). Эти температурные условия являются в известной мере соответствующими натурным условиям. Применяя такие ткани в замкнутом помещении, особенно в условиях повышенных температур,- можно ожидать скопления указанных выделений, которые даже в малых количествах мо1ут создавать неблагоприятные условия для человека, находящегося в этом помещении. Повышенные температуры (30, 40 и даже 50°) могут создаться в .закрытых помещениях в быту, на транспорте в жаркое время года (особенно в жарком климате) или на производстве: в горячих цехах, у рабочих мест возле нагретых аппаратов и т. д.
Мы исследовали пять образцов опытных тканей отечественного производства из волокон хлорина и улучшенной его модификации — ацето-хлорина с небольшой добавкой в некоторых из них капрона.
Все эти ткани будут применяться в качестве декоративного материала для обивки потолков, стен различных помещений.
Первые две ткани — потолочная № 1 и потолочная № 2 — по химическому составу волокон однотипны, состоят целиком из ацетохлорино-вых волокон, третья ткань (синтерм № 3)—из того же ацетохлорина с добавлением капрона (12,6%).
Ткань синтерм № 4 представляет смесь всех трех видов волокон: ацетохлоринового (в большей массе 81,6%), хлоринового (4,9%) и капронового (13,5%).
Ткань синтерм № 5 состоит в основном из хлоринового волокна
(85,7%) и капрона (14,3%).
С целью выявления указанных выше летучих веществ мы исследовали образцы тканей по принципу метода аспирации на установке, описанной ранее (Гигиена и санитария, 1959, № Ш). Для определения хлорорганических веществ был использован прибор Института гигиены имени Ф: Ф. Эрисмана, который служит также для определения хлорированных углеводородов методом сжигания.
Выделенные из тканей количества хлористого водорода и хлорорганических веществ (после сжигания) определяли обычным нефелометри-ческим методом, применяемым в санитарной химии (М. В. Алексеева и др.).
Определение ацетона производили по методу М. В. Нифонтовой, изложенному в руководстве по промышленной санитарной химии М. С. Быховской и др.
Предварительными опытами было установлено, что образцы испытываемых тканей должны быть весом не менее 50 г каждый.
Все опыты мы сопровождали контрольными опытами, а именно од-нсвременно на аналогичной установке при тех же условиях исследовали лабораторный воздух (без прохождения через ткань) на наличие тех же искомых газообразных веществ — хлористого водорода, хлорорганических веществ и ацетона.
Результаты лабораторного испытания всех пяти опытных образцов тканей представлены в таблице.
Результаты исследования тканей на выделение летучих веществ в условиях повышенных температур
• • • > • Количество летучих веществ, улавливаемых из 50 г ткани при аспирации в течение 1 часа
Наименование ткани » Температура хлористый водород в мг хлор-иона хлорорганические вещества в мг хлор-иона ацетон в мг
ткань • контроль ткань контроль ткань контроль
Потолочная № 1 (ацетохлориновые волокна- 100%) 20° 30° 40° 50° Не обнаружен У) )) 0,006 > 0,01 Не обнаружен » > » » » » • 0,003 0,004 0,01 0,05 Не обнаружены » » » » » » • Не обнаружен » » 0,006 0,01 Не обнаружен » » » » » »
* Потолочная № 2 (ацетохлориновые волокна 100%) « 20° 30° 40° 50° Не обнаружен » » 0,005 0,01 • Не обнаружен » » » » N « . » • » • • 0,003 0,006 0,015 0,05 Не обнаружены » » 0,002 Не обнаружены Не обнаружен 0,006 0,02 0,03 Не обнаружен » » » » » »
Синтерм № 3 (ацетохлориновые волокна—87 , 4 % -[-капрон — 12,6%) 20° 30э 40° 50° Не обнаружен » » » » 0,005 Не обнаружен » » » » » » 0,002 0,004 0,008 0,010 Не обнаружены » » » » » » • Не обнаружен » » » » 0,004 Не обнаружен » » » » » »
Синтерм № 4 (ацетохлориновые волокна—81,6%, хлорино-вые—4,9 %, капрон— 13,5%) 20° 30° 40° 50° Не обнаружен » » 0,002 0,005 Не обнаружен » » » » • » • » 0,002 0,007 0,015 0,020 Не обнаружены » » » Не обнаружен » » • » » 0,02 Не обнаружен » » » » ' ъ »
Синтерм № 5 (хлориновые волокна — 85,7%, капрон—14,3%) % 4 20° 30° 40° 50° 0,002 0,004 0,01 0,03 Не обнаружен » » » » « » » • 0,002 0,01 0,03 0,10 т Не обнаружены » ») 0,003 Не обнаружены 0,01 0,02 0,03 0,10 Не обнаружены » » » » ъ ь
Как видно из таблицы, при выдерживании тканей в условиях комнатной температуры (20°) или более высокой (30°) ни из одного образца ткани, за исключением ткани синтерм № 5, составленной в основном ич хлоринового волокна (85,7%), выделения хлористого водорода не обнаружили. При исследовании последней при комнатной температуре (20°) обнаружили выделение хлористого водорода, правда, в весьма малых количествах (0,002 мг из 50 г ткани). При дальнейшем наблюдении за этой тканью в условиях 30° нам удалось уловить уже несколько больше хлористого водорода (0,004 мг).
Выделение хлористого водорода из всех остальных тканей установлено только при прогревании тканей в условиях 40°, а и,з ткани синтерм № 3 только при 50° (0,005 мг).
Особое, внимание заслуживает способность тканей отдавать хлор-органические вещества.
Из приведенных данных видно, что уже в условиях комнатной температуры (20°) из всех тканей было установлено выделение хлорорга-нических веществ почти в одинаковых, правда, в весьма малых, количествах (0,002—0,003). Однако интенсивно'сть выделени-я этих веществ при повышенной температуре оказывается различной и особенно резко это выявляется при 40 и 50°. При температуре 50° наибольшее выделение отмечено у хлориновой ткани синтерм № 5 (0,1 против 0,002 при температуре 20°, т. е. в 50 раз больше). Наименьшее выделение дает аиетохлориновая ткань синтерм № 3 с увеличением первичного показателя (при температуре 20°) только в 5 раз (0,01 против 0,002). Ткань синтерм № 4 в этих условиях дает увеличение в 5 раз, а потолочная № 1 и № 2 — в 14 раз.
Таким образом, выделение этих веществ происходит при всех температурах и сравнительно с хлористым водородом является более ранним; в последующем количество выделяемых веществ увеличивается. Необходимо отметить, что нарастание содержания хлористого водорода с повышением температуры в количественном отношении соответствует увеличению хлорорганических веществ, однако при этом прямой пропорциональной зависимости установить не удалось.
Все волокна испытанных тканей, как показало исследование, имеют ' остаточный ацетон. Однако выделение его у различных тканей происходит по-разному. Так, при комнатной температуре только у ткани синтерм К2 5 было обнаружено выделение ацетона. У остальных тканей, как это видно из таблицы, выделение ацетона выявляется при более повышенных температурах: у потолочной № 2 — при 30°, у потолочной № 1—при 40°, у тканей синтерм № 4 и синтерм № 3 — при 50°. Наименьшее количество ацетона найдено у ткани синтерм № 3, которая по этому показателю является наилучшей из испытанных образцов с гигиенической точки зрения. В то же время наши исследования показывают, что в условиях производства можно добиться почти полного отсутствия в синтетических тканях данного состава ацетона, выделяющегося из ткани в воздух в условиях эксплуатации.
Выводы
1. Повышение температуры вызывает выделение из хлориновых и аиетохлориновых, тканей хлористого водорода, хлорорганических веществ и ацетона: а) выделение хлорорганических веществ устанавливается значительно раньше и имеется у всех тканей, начиная с комнатной температуры (20°), прогрессируя с ее повышением и особенно увеличиваясь, при температуре 50°. Резко повышается выделение хлорорганических веществ при температуре 50° у хлориновой ткани синтерм № 5 и в известной степени у потолочной № 2 и № 1; б) хлористый водород из большинства тканей, за исключением синтерм № 5, при температуре до
30° не выделяется, а у синтерм № 3 обнаруживается только при температуре 50°; в) у ткани синтерм № 5 выделение ацетона начинается с комнатной температуры (20°); неблагополучной в этом отношении является также потолочная ткань № 2, дающая выделение ацетона при температуре 30°. ,
2. По совокупности данных исследования всех указанных образцов хлориновых и ацетохлориновых тканей можно отметить, что наиболее приемлемыми тканями для эксплуатации при температуре до 30° являются ацетохлориновые ткани: синтерм № 3 и потолочная № 1.
3. При употреблении декоративных тканей, дающих выделение летучих веществ, требуются данные санитарно-химического исследования образцов, данные об общем количестве применяемой в помещении ткани, о времени пользования помещением и его температурных условиях. Путем простого перемножения числовых величин полученного количества летучих веществ химическим исследованием в один час при температуре помещения на число, выражающее кратное отношение всего веса употребляемой ткани к весу образца, получается общее количество выделенного летучего вещества со всей массы (применяемой ткани. Простым делением данной величины на объем воздуха помещения за то же время получаем концентрацию этого вещества 1 ж3. Эта величина, по нашему мнению, в помещениях жилых и культурно-бытовых, где применяют указанные ткани, не должна превышать предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе, если при этом нет запаха. В случае наличия запаха у тканей необходимо давать отрицательное заключение по использованию таких тканей в замкнутых помещениях.
ЛИТЕРАТУРА
л.
щ
Алексеева М. В. и др. Определение вредных веЬцеств в воздухе производственных помещений. М„ 1954, — Б ы х о в с к а я М. С., Гинзбург С. Д., Хализова О. Д. Практическое руководство по промышленно-санитарной химии. М., 1954. — Геллер Б. Э. Химия и технология хлоринового волокна. М., 1958.— Михайлов Н. В., Токарева Л. Г., Клименков В. С. Коллоидн. журн., 1956, т. 18, № 5, стр. 578. — Роговин 3. А. Основы химии и технологии производства химических волокон. М., 1957. — Хил л Р. Волокна из синтетических полимеров. 1957.
Поступила 30/III 1961 г.
ON HYGIENIC EVALUATION OF SYNTHETIC FABRICS MADE FROM CHLORINE
AND ACETOCHLORINE FIBERS
N. /. Slepak
The possibility of polychlorvinyl fabrics evolving chlorogranic substances, hydrogen chloride and acetone was studied. The investigations were effected by a method modified by the author permitting simultaneous determining of these substances. It was shown that the discharge into the atmosphere of chlororganic compounds, hydrogen chloride and acetone by chlorvinyl fabrics may occur at a room temperature (20°C) and that it rises sharply at higher temperature levels (40°, 50°C). The testing of samples of different fabrics has shown that, as compared with the fabrics made of chlorine fibers, those manufactured from acetochlorine fibers, evolved less volatile substances and, from hygienic point of view, are more fit for wide use as upholstery and drapery in closed premises.
ft ft ft
3 Гигиена и санитария, № 2
