CC BY
7
УДК 613.632.4 + 615.9] : «78.6
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС
Б. Ю. Калинин, Е. Н. Комарова
Токсикологическая лаборатория Научно-исследовательского института
нилимеризационных пластмасс, Ленинград
(
Переработка термопластичных пластмасс (полиолефинов, полихлорвинила, полистирола и т. д.) в готовые изделия, как правило, требует их нагревания для перевода в пластическое состояние. Термическое воздействие может вызвать деполимеризацию, пиролиз и термоокислительную деструкцию материала. Образующиеся при этом летучие продукты, поступая в воздух производственных помещений, могут оказывать вредное действие на работающих. Вместе с тем создание крупнотоннажных производств термопластичных пластмасс и непре-
Рис. 1. Принципиальная схема установки.
/ — воздуходувка; 2 — реакционный сосуд; 3 — высокотемпературная баня с электроподогревом и терморегулирующнм устройством; 4 — подача в газовую камеру летучих продуктов термоокислительной деструкции исследуемого полимера; 5 — газовая камера.
рывно расширяющееся производство самых разнообразных изделий из них вызывают необходимость своевременного токсиколого-гигиениче-ского изучения продуктов термоокислительной деструкции различных полимерных композиций.
Переработка пластических масс идет при строго определенной для каждой марки полимера температуре. Поэтому при токсикологическом изучении необходимо, чтобы процесс деструкции исследуемого материала происходил при температуре, адекватной условиям переработки данной композиции. Поэтому для экспериментальных исследований в этой области требуется установка, которая могла бы обеспечить деструкцию полимера в заданных условиях.
В нашей лаборатории была создана и уже в течение почти 4 лет успешно применяется установка для изучения токсических свойств летучих продуктов термоокислительной деструкции различных пластмасс в динамических условиях (рис. 1). Эта установка состоит из системы, обеспечивающей подачу воздуха в реакционный сосуд; реакционного сосуда для термического разложения исследуемой пластической массы в токе воздуха; высокотемпературной бани с терморегулирующнм устройством; системы, обеспечивающей подачу образующейся в реакционном сосуде паро-газовоздушной смеси в га овую камеру, и, нако-
^ Гигиена и санитария, № 6
65
н>ец, газовой камеры с самостоятельной системой подачи необходимого для дыхания подопытных животных количества чистого воздуха.
Чертежи отдельных деталей установки приведены на рис. 2.
Высокотемпературная баня (А) представляет собой вертикальную-цилиндрическую электропечь мощностью 2 кет, внутрь которой вставляют стальной цилиндрический стакан с теплоносителем — нитрит-нитратной солевой смесью или парафином (А. В. Чечеткин). Зазор, образующийся между внутренней стенкой электропечи и стаканом, заполняют для улучшения теплопроводности медными или бронзовыми
Рис. 2. Схема отдельных детален установки.
А — электропечь со вставленным в нее стальным стаканом. / — наружный кожух; 2 — электро-
спираль; 3 — внутренний кожух; 4 — медные опилки; 5 — стальной стакан. Б —реакционный сосуд из молибденового стекла. 1 —змеевик (9 витков); 2 — термопара.
3 — три прилива. В — реакционный сосуд в высокотемпературной бане.
опилками. Электропечь имеет 2 системы нагрева: одну мощностью 1,5 кет, которую включают на время нагревания бани, и другую мощностью 0,5 кет, при помощи которой температуру уже нагретой бани поддерживают на необходимом уровне. Такое устройство позволяет быстро нагревать баню до нужной температуры, а также удерживать ее без резких колебаний.
Регулировка и поддержание нужной температуры бани осуществляются с помощью электронного автоматического самопишущего регулирующего потенциометра типа ЭПП-09 (возможно также типа ЭПД или ПС1-01), термопара которого находится в теплоносителе.
Баню следует располагать под тягой.
В расплавленный теплоноситель погружают реакционный сосуд (Б), представляющий собой стеклянную цилиндрическую колбу (из молибденового стекла) высотой около 45 см и диаметром 7 см с подачей воздуха через дно колбы. Стеклянная трубка, через которую подается воздух, делает вокруг колбы несколько спиральных оборотов, образуя змеевик для нагревания вдуваемого воздуха. Сверху сосуд закрывают герметической пришлифованной пробкой, в пальцеобразном выступе которой находится термопара электронного регистрирующего потенциометра (типа ЭПП-09) с автоматической записью температуры; кроме
бэ
того, в пробке имеется отводная трубка для образующихся газообразных продуктов. Внутрь сосуда помещают в мешочке из прокаленной стеклоткани навеску исследуемой пластмассы.
Для получения более однородных результатов лучше всего пользоваться полимерами в виде порошка или бисера. Во избежание спекания необходмо навеску полимера смешивать с достаточно большим объемом многократно промытого дистиллированной водой и прокаленного кварцевого песка. Можно использовать также полимеры в виде гранул и кружков из пленки. И в этом случае для предотвращения спекания тонкие слои исследуемого полимера также следует переслаивать достаточным количеством прокаленной стеклоткани (кружков из нее).
Находящуюся в стеклянном пальцеобразном выступе пробки головку термопары регистрирующего потециометра погружают в навеску исследуемой пластической массы. Регистрируемая этим потенциометром температура является, таким образом, тепловым свойством исследуемого полимера.
Скорость подачи воздуха, нагнетаемого ротационной воздуходувкой в реакционный сосуд, контролируется реометром (реометр-индикатор с поворотными диафрагмами Т-2-80) и регулируется винтовым зажимом, находящимся на резиновом шланге воздуходувки.
Образующаяся в реакционном сосуде паро-газовоздушная смесь по системе стеклянных и резиновых трубок поступает в газовую камеру. Одновременно туда другой ротационной воздуходувкой подается чистый воздух для обеспечения подопытных животных необходимым для дыхания количеством кислорода. Из камеры по резиновому шлангу воздух свободно оттекает под тягу.
Простота эксплуатации установки,. возможность обеспечить с ее помощью постоянный температурный режим при деструкции изучаемого вещества и проводить исследования в условиях различной температуры и скорости продувания воздуха позволили нам использовать ее для изучения токсических свойств продуктов термоокислительной деструкции полиэтилена низкого давления, сополимера этилена с пропиленом, сополймеров стирола с нитрил-акриловой кислотой и др.
Такая установка может быть применена также и для изучения токсических свойств летучих продуктов, образующихся при пиролизе и деполимеризации пластических масс. В этом случае через реакционный сосуд необходимо продувать не воздух, а какой-либо инертный газ, например азот.
ЛИТЕРАТУРА
%
Чечетки и А. В. Высокотемпературные теплоносители. М.—Л., 1957.
Поступила 17/11 1964 г.
