Век пластмасс. Безопасность потребления

Отто Сабсай, www.sabsay.ru 

февраль 2011

     Подобно каменному и железному векам в мире наступил пластмассовый век. Произошло это совсем недавно. Патент на производство пластмассовой пивной бутылки был получен в 1973 году.
     Если лишь несколько десятилетий назад в ряду инновационной продукции из полимеров были представлены упаковочные пленки, изоляция для кабеля и стационарные телефоны, то сегодня нет ни одной области жизни, где бы ни применялись пластмассы. Можно прогнозировать, что в ближайшие несколько лет результатом технологического прогресса станет разработка экономичных светодиодов и компактных планшетных дисплеев. Ведь только современные полимеры открывают человечеству новые возможности и преимущества. И обратно дороги нет. Если в Европе мгновенно заменить полимеры традиционными материалы энергопотребление возрастёт на 46%.
     Наш мир это мир пластмасс. Но до сих пор низка культура их производства и потребления по сравнению с потреблением металлов и дерева. Ежедневно поступают сообщения о пожарах и отравлениях продуктами полимерного происхождения.
     Ниже на конкретных примерах анализируется ситуация в области производства и потребления пластмасс и предлагаются простые мероприятия по её улучшению.

Некоторые определения:
     Полимеры - химические соединения, состоящие из большого числа повторяющихся звеньев-мономеров.
     Пластические массы - смеси полимеров с наполнителями и добавками. Добавок по целевому назначению более 50 типов. Наиболее значимые - термо и  светостабилизаторы и антипирены - добавки понижающие горючесть. Кроме того, обязательно применение добавок, улучшающих перерабатываемость пластмасс. Наполнителей также очень много. Их применяют как для экономии базовых полимеров, так и для улучшения эксплуатационных свойств.

     Недавно для передачи об окнах из поливинилхлорида ( ПВХ) у меня брали интервью. Последний вопрос был такой: «Хороший ли материал поливинилхлорид»  и я искренне ответил «Очень хороший» «Ага, сказал корреспондент, наконец, я добилась самого главного ответа»
     ПВХ очень хорош и главное его достоинство - он не горит. Ах, если бы дежурный на Останкинской телебашне знал, что изоляция силовых кабелей не горит. Если бы он знал, что не гореть то ПВХ не горит, но, как всякий полимер разлагается при повышенных температурах. А разлагается ПВХ с выделением хлора. В свою очередь, хлор немедленно соединяется с водородом воздуха, образуя соляную кислоту. И, если бы дежурный хорошо учился в школе, он бы вспомнил, что при взаиморастворении кислоты с водой выделяется тепло. Это тепло снова приводит к дальнейшему разложению ПВХ. Этот полимер нельзя тушить водой - чем больше воды - тем интенсивней разложение. Но, к сожалению, Останкинская телебашня сгорела.
     Я насчитал более двадцати типов товарных знаков, которыми клеймят при производстве изделия из пластмасс. Но знака запрещающего тушить водой в случае возгорания, нет нигде В редких случаях ставится знак «беречь от огня». 

     Что делать. Необходимо введение специального товарного знака «Запрещается тушить водой». В инструкциях по эксплуатации пластмассовых изделий должны быть указания по их пожаротушению. Необходима и просветительская работа в этой области. Эту функцию могли бы взять на себя кафедры полимеров учебных институтов.

     Недавно одна очень крупная фирма поставила производство красивых потолков из вспененного полистирола. Они с гордостью заявляют, что у них потолки негорючие. Существуют строгие законы –категорически запрещено применять внутри помещений горючие материалы.   Однако, практика обезличивания поставок приводит к нарушению этих правил. Пойдите на строительный рынок и купите потолочный плинтус из вспененного полистирола. Поднесите его к открытому огню и, когда он начнёт дымить, уберите огонь. Горение должно прекратиться через четыре секунды. Пластмассу считают в этом случае негорючей. При производстве негорючих пластмасс в них добавляют специальные добавки-антипирены, это удорожает изделие и усложняет технологию производства.

     Что делать. Потребителям следует требовать при покупке строительных деталей из пластмасс сертификаты пожарной безопасности.

     Строго говоря, полимер после его синтеза уже представляет собой пластмассу. Он содержит остатки непрореагировавших мономеров, катализаторов, специальных добавок - обрывателей реакций и тому подобные нежелательные при производстве и эксплуатации изделий низкомолекулярные вещества. 
     Мне позвонили с одного телевизионного завода. Они поменяли поставщика полимера и корпуса телевизоров при их отливке стали получаться с внутренними порами и хрупкими. Выяснилось, что полимер имел завышенное содержание остаточного мономера- стирола. При нагревании стирол становился газообразным и мало того, что образовывал поры в изделии, но ещё и травил операторов машин. Только очень хорошие фирмы-поставщики в своих сертификатах гарантируют безопасное содержание остаточного стирола.
     Ни для каких выпускаемых полимеров не существует единой формы сертификата при его поставке.

     Что делать Необходимы по крайней мере внутрироссийские единые сертификаты для каждого полимера.

     Схема производства изделия из пластмассы очень проста. Полимер в твердом состоянии замешивают с нужными добавками, затем расплавляют, формуют в изделие и остужают. Теория течения пластмасс в перерабатывающих машинах называется «реология полимеров» и это основа для анализа процессов переработки. Реологические свойства очень сильно зависят от среднего числа мономерных звеньев содержащихся в молекуле полимера. Например, можно измерять параметры, которые зависят от числа звеньев в седьмой степени. Контроль реологических свойств при синтезе и переработке значительно улучшил бы культуру этих производств в части точности контроля, корректировки режимов при смене поставщиков сырья и облегчил рассмотрение арбитражных споров. Особенно важно определение изменений, которые происходят с полимером в перерабатывающем оборудовании под действием высоких температур и давлений. Это ключ к определению того насколько мы портим пластмассу при переработке и допустимы ли такие изменения.
     В России нет ни одной сертифицированной лаборатории технологических свойств полимеров.

     Что делать. Россия до сих пор является передовой страной в области исследования реологических свойств пластмасс. В Москве в одном из академических институтов существует уникально оборудованная лаборатория с уникальными специалистами. Многие отраслевые институты также располагают соответствующими неплохими лабораториями. Их просто нужно сертифицировать по международным стандартам.

     Современные агрегаты переработки пластмасс представляют собой сложные технологические линии, буквально начинённые электронными и пневмо системами управления. В стране остро не хватает квалифицированных специалистов в этой области. Это приводит к нарушениям технологических регламентов и, как следствие, к низкому качеству получаемых изделий. В высших учебных заведениях есть кафедры, которые готовят такие кадры. Но эти кафедры очень плохо оснащены и, конечно, не поспевают за современным уровнем техники.

     Что делать. Крупные фирмы- поставщики оборудования имеют в России склады готового оборудования и, что особо важно, группы высоко квалифицированных специалистов для пуско – наладки и поддержки продаваемых производств. Иногда эти фирмы проводят семинары по особенностям продаваемого оборудования. Представляется, что для таких фирм более подробное, чем в настоящее время, ознакомление потенциальных покупателей и практические демонстрации наладки и работы линий были бы целесообразны. Обучение и демонстрации с участием специалистов фирм-поставщиков  могли бы проводить и предприниматели уже имеющие подобное оборудование. Они бы получили, хотя бы временно, квалифицированные рабочие руки и рекламу. Студенты старших курсов в основном и должны проходить такое обучение. Эту идею высказывали мне несколько фирм- поставщиков оборудования.

     Представим себе идеальный случай: при переработке полимер нисколько не разложился – изделие не содержит вредных продуктов. Но при эксплуатации пластмасса разлагается под действием ультрафиолета, температуры, влаги. Для защиты от вредных воздействий окружающей среды в пластмассы добавляют термо - свето стабилизаторы. Эти вещества частично «принимают огонь на себя», но со временем и они вырабатываются. Этот процесс «старения» пластмасс в настоящее время контролируется по изменению механических свойств изделия, например его прочности. Так фирмы поставщики окон из ПВХ дают гарантию на пятьдесят лет эксплуатации. Это чистая правда, если гарантируется прочность и это лукавство поскольку все эти пятьдесят лет ПВХ будет разлагаться, выделяя очень вредные вещества.
     Как правило, выделение вредных веществ в процессе эксплуатации не контролируют. А это важнейший вопрос, особенно в связи с бурным развитием применения пластмасс в строительстве. Между тем существуют санитарные нормы и правила, методы и соответствующие компетентные органы по проверке вредностей, выделяющихся в закрытых помещениях.

     Что делать Нужны законодательные инициативы по регулярной проверке вредностей, особенно в детских учреждениях и  в жилых помещениях, аналогично тому, как это делается сейчас в медицинских учереждениях. В гарантийных документах на готовое изделие следует указывать сроки санитарной безопасности.

     Особо следует упомянуть одноразовые лоточки для разогрева готовых продуктов. Как правило, на этикетках пишут рекомендации режимов разогрева в микроволновых печах и в духовках. Но в микроволновой печи разогреву подвергается только сама еда, лоточек остаётся холодным и его можно спокойно достать голыми руками. В духовке пластмасса лоточка нагревается до очень высоких температур при которых возможно её частичное разложение, и, следовательно, необходима дополнительная сертификация одноразовой тары по санитарной безопасности при повышенных температурах.
     Собралась как то у меня компания. После застолья девушки пошли мыть посуду и заодно помыли «Ферри» мои запылившиеся очки. Очки мгновенно помутнели. Нельзя мыть с помощью Ферри пластмассовые очки. Чем мыть пластмассовые окна, мобильники, салоны автомобилей - практически  всё, что нас окружает? Одежда хоть имеет соответствующие знаки «не гладить», или ограничения по температуре стирки, но в большинстве случаев мы не знаем как мыть вещи, которые нас окружают. В инструкциях на мониторы компьютеров или на телевизоры приводятся рекомендации по мытью экранов. А чем мыть корпуса телевизоров? Знаете ли Вы чем можно мыть детские пластмассовые игрушки?
     А вот химики знают - для каждого полимера имеются таблицы растворимостей в различных средах.

     Что делать. Каждое изделие долговременного пользования должно иметь сертификат рекомендующий способ мытья, который не приводит к порче изделия и при котором из пластмассы не выделяются вредные вещества. Не обязательно снабжать такой бумагой каждую мелочь, но продавцы в торгующих организациях должны иметь соответствующий документ на всю товарную партию, а покупатели спрашивать у продавцов «как мыть?».

     То, что написано в этой статье давно и хорошо известно. Наверное, многого я не учёл, Многое не включил в рассмотрение сознательно, например, вопросы утилизации пластмасс. 
     Предлагаемые мероприятия не требуют значимых затрат и в них заинтересованы все. Только нужно объединиться и добиваться их выполнения.
     Важно следующее. Пластмассы – особый вид химического вещества, очень хороший и очень опасный вид. И всем нам следует учиться обращаться с пластмассами так, чтобы минимизировать опасность пожаров и отравлений.