Чем вредна метакриловая кислота

Чем вредна метакриловая кислота

а) Системные реакции. У одной из операционных медсестер развилась реакция гиперчувствительности при наличии летучих соединений в воздухе — в это время ощущался запах ортопедического цемента. Она заключалась в развитии артериальной гипертензии, одышки и генерализованной эритродермии. Пострадавшая выздоровела. Согласно результатам обследования, в данном случае концентрация метилметакрилата в воздухе в течение 15-минутного мониторинга составляла 0,4 ppm.

Персоналу, принимающему участие в ортопедической операции, приходится испытывать воздействие химических веществ на протяжении примерно 30 мин. В общем, если исходить из 8-часового рабочего дня при контакте с вредными веществами, то допустимая норма в 100 ppm, установленная OSHA, лишь изредка бывает превышена. Имеется сообщение о более частом выявлении респираторных, кожных и урогенитальных расстройств у лиц, в течение 8-часового рабочего дня подвергающихся воздействию вещества в концентрации в среднем от 4 до 49 ppm.

б) Кожная патология. В акриловом ортопедическом цементе для костей остается некоторое количество вступившего в реакцию мономера. Последний способен проникать через резиновые или поливиниловые перчатки, но не через перчатки из бутиловой резины (толщиной 0,48 мм). Последние в состоянии предотвратить раздражение кожи. У многих хирургов-ортопедов наблюдаются аллергический контактный дерматит на акрилмономеры и резко положительные результаты кожного теста с метилметакрилатом. Что касается больных, то у них состояние гиперчувствительности развивается очень редко.

в) Больные, страдающие гиперчувствительностью к метилметакрилату. Аллергическая реакция на акриловые косметические препараты может проявить себя в форме отторжения ногтей.

Как оказалось, N-бутил- и этилмономеры не вызывают перекрестной реактивности у больных с аллергией на метилметакрилат. Лица, страдающие контактным дерматитом на этил- и бутилметакрилат, одновременно могут демонстрировать положительный кожный тест на метакрилатмономер. Наличие кожных заболеваний в детском анамнезе или аллергического конъюнктивита либо ринита можно считать предрасполагающим фактором развития дерматологической патологии на метилметакрилат. Парестезии и болезненность в зоне контактного дерматита часто сохраняются и после исчезновения сыпи.

г) Действие на сердечно-сосудистую систему. Имеются сообщения о нескольких случаях остановки сердца у пациентов во время реплантации тазобедренного сустава. Однако такое происходит редко. При полной замене тазобедренного сустава гипотония отмечается в 50—80 % случаев. Артериальное давление редко падает более чем на 15 мм рт.ст., достигает максимума через 30—60 с после установки протеза и, как правило, возвращается к норме через 90 с.

В какой степени к этому причастны жировая эмболия, эмболия мелких ветвей легочной артерии или наличие свободного ММА, до конца не ясно. В одном из сообщений описано развитие атриовентрикулярной блокады II степени с брадикардией, которая затем перешла в полную поперечную блокаду и привела к смертельному исходу при выполнении артропластики тазобедренного сустава с использованием ММА-цемента. Graham сообщает о четырех случаях наступления смерти от жировой эмболии.

д) Поражение периферических нервов акрилатами. Описан случай, когда у зубного техника с сорокалетним стажем, который на работе подвергался постоянному и довольно интенсивному кожному и ингаляционному воздействию метилметакрилатмономера, развилась генерализованная периферическая сенсомоторная нейропатия аксонального дегенеративного типа. Последняя была подтверждена биопсией икроножного нерва. Около 3—5 % метилметакрилата не реагирует, выступая в роли того токсичного вещества, которое воздействует, в частности, на зубных техников в процессе работы.

Отмечается появление у них жалоб на чувство онемения, похолодания и болей в той руке, которая больше всего контактирует с химическими компонентами. Выполняемое ускорение проведения по чувствительным нервам пальцев связывают с возникновением чувства онемения. Обнаружение метилметакрилата в моче этих зубных техников указывает на всасывание вещества через кожу.

е) Патология центральной нервной системы. У лиц, занимавшихся разливом метилметакрилата (ММА) по формам, отмечались раздражительность, быстрая утомляемость и головные боли. Концентрация вещества, с которым они контактировали, составляла от 25 до 146 ppm. Однако эти данные не подвергались проверке в ходе контролируемых исследований.

ж) Действие акрилата на желудочно-кишечный тракт. У студентов стоматологического вуза при работе с ММА отмечалась тошнота, а потеря аппетита у них продолжалась в течение нескольких часов. Описан случай, когда частицы пластмассы от полипропиленового шприца вызвали фатальный некроз кишечника у новорожденного.

з) Действие акрилата на органы дыхания. Высокие концентрации ММА вызывают раздражение респираторного тракта. Через несколько секунд после аппликации ММА иногда удается зарегистрировать транзиторное снижение РаО2, которое очень быстро проходит. Временная гипоксия может быть обусловлена эмболизацией жиром и попавшими в кровоток фрагментами костного мозга в связи с резким возрастанием интрамедуллярного давления в момент введения протеза.

В одной из работ приводится 2 случая смерти больных во время имплантации протеза тазобедренного сустава с использованием ММА-полимера в качестве цементирующего вещества для кости. На вскрытии была выявлена генерализованная эмболия фрагментами костного мозга.

и) Пластмассы и рак. Международное агентство по изучению рака с различной степенью уверенности назвало 3 вида пластмасс канцерогенными: это винилхлорид (четко доказанная канцерогенность), акрилнитрил (вероятная канцерогенность) и хлоропрен (есть подозрение).

Приводились данные, согласно которым среди лиц, работавших на производстве пластмасс в условиях интенсивного воздействия паров мономеров (этил- и метилметакрилата) в начале 40-х годов, через 20 лет стали регистрировать повышенные уровни смертности от рака толстой кишки. Длительность интенсивного контакта с мономером в упомянутой когорте населения была эквивалентна 3 годам. Однако приведенные наблюдения не удалось подтвердить в более позднем когортном исследовании, охватившем 2671 мужчину. Следовательно, канцерогенность метилметакрилата для человека не была подтверждена.

к) Этил- и бутилакрилат. После контакта с этими мономерами у людей наблюдались сонливость, головные боли и тошнота. На электроэнцефалограмме в это время никаких изменений не выявлено.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Чем вредна метакриловая кислота

Метилметакрилатные мономеры и полимеры, особенно те из них, которыми пользуются зубные техники и специалисты в области ортопедического протезирования, могут вызывать тяжелый контактный дерматит, периферическую нейропатию, профессиональную бронхиальную астму, гипотензию, атриовентрикулярные блокады и остановку сердца.

а) Структура и классификация акрилатов. По своей структуре все акрилмономеры представляют собой сложные эфиры акриловой кислоты. Природа R-группы определяет свойства таких эфиров и образующегося из них полимера. Если R представляет собой метильный радикал, то ему будет соответствовать мономер метилакрилат.

Замещение водорода метильной группой дает возможность синтезировать сложные эфиры метакриловой кислоты, и если при этом в качестве R-группы вновь выступает метильный радикал, то образуется самый часто встречающийся мономер семейства акриловых соединений метилметакрилат. Низкомолекулярные акриловые мономеры — это жидкости с характерным, как правило, неприятным запахом.

Типичное самополимеризующееся акрилатное производное имеет следующий состав:

— Компонент А. Метилметакрилатный мономер с добавлением 2 % диметил-р-толуидина (инициатора).

— Компонент Б. Полимеризованный метилметакрилат в гранулированной форме и 2—3 % бензоилпероксида (активатора).

Соединение указанных двух компонентов обеспечивает контакт активатора с инициатором реакции, вызывает полимеризацию мономера, который в свою очередь связывает частицы порошка и образует твердую массу. Полученный акриловый пластик содержит остаточное количество мономера, не более 2 %.

Метилметакрилат (например, рентгеноконтрастный хирургический костный цемент Surgical Simplex Р Radiopaque bone cement) выпускается в виде жидкости и порошка, смешиваемых непосредственно перед применением. Жидкий компонент представлен метилметакриловым мономером («мономер») с добавлением небольшого количества диметил-p-толуидина и гидрохинона. Последний предотвращает преждевременную полимеризацию.

Диметил-р-толуидин способствует эффективному холодному отвердению конечного продукта. Порошок — это в основном метилметакрилат. Смесь всех компонентов представляет собой тестообразную массу, которая (через 5—10 мин) в результате экзометрической химической реакции превращается в цементоподобный комплекс.

б) Применение акрилатов. Полиметакрилаты используются главным образом для получения глянцевых прозрачных поверхностей или декоративных материалов. Они находят применение в стоматологии, из полиметакрилатов делают искусственные зубы, основу для них и пломбировочные материалы. На рынке ортодонтологических товаров метакрилаты распространяются как материалы для внешнего покрытия зуба, заполнители полостей и трещин, наносимые на поверхность зуба и служащие барьером для распространения кариеса.

Полиметакрилаты используются также как цемент для костей и для изготовления мягких и твердых контактных линз. Еще одна сфера их применения — производство искусственных ногтей.

в) Профессиональная экспозиция. Концентрации метилметакрилата (ММА) и формальдегида в воздухе зуботехнической лаборатории во время работы с пластмассой, служащей основой для искусственных зубов, обычно не превышают соответствующих пороговых величин. Максимальная средняя концентрация ММА, согласно нормативам OSНА, на рабочем месте за 8-часовую смену составляет 100 млн-1, или 410 мг/м3.

Запах вещества становится ощутимым при 0,2—0,3 ppm. Уровни ММА в операционной при имплантации протеза бедренного сустава во время смешивания компонентов достигают 222 ppm. Они снижаются до 50 млн-‘ через 2 мин, до 4 ppm через 6 мин и до 0 — к моменту полного затвердевания.

В Соединенных Штатах профессиональная экспозиция (ACGIH) к n-бутилакрилату допускается на уровне 55 мг/м 3 (ВСВ) и 100 мг/м 3 (при попадании на кожу и при кратковременном контакте).

г) Экологические аспекты. Вопросы охраны здоровья людей и безопасности, связанные с акриловыми полимерами, становятся актуальными, когда речь заходит об этапе активной полимеризации при производстве пластика. Акрильные соединения высвобождаются при разрушении синтетических полимеров.

д) Токсикокинетика отравления акрилатами:

— Всасывание. Kim и Ritter доказали наличие метакрилата в венозной крови больных, которым во время операции вводили цемент в бедро и вертлужную впадину. Пиковый уровень в крови был зафиксирован на третьей минуте после введения. Через 5 и 10 мин метилметакрилат (ММА) уже не выявлялся. Никакой зависимости между концентрацией метилметакрилата в крови и степенью выраженности артериальной гипотензии замечено не было.

Согласно данным Crout и соавт., наибольшие концентрации метилметакрилата в крови, составляющие от 0,24 до 8,05 мкг/мл, отмечались в первые 5 мин после введения цемента в вертлужную впадину. Максимальную концентрацию, равную 3,10 мкг/мл, регистрировали в первые 5 мин после введения цемента в бедренную кость. Метакриловую кислоту (МК) также выявляли в концентрации 1,10 и 2,40 мкг/мл в те же временные промежутки соответственно.

Метилметакрилат, мономер в полиметилметакрилатном цементе, который применяют при ортопедических операциях, подвергается гидролизу до метакриловой кислоты в ходе операции по протезированию бедренного сустава. Не удалось выявить корреляции между динамикой концентрации ММА и МК и изменением артериального давления.

— Распределение (VD). Выявляемые уровни метилметакрилата в клетках крови в 2 раза выше, чем в плазме. Из клеток он выводится в 10 раз медленнее, чем из плазмы. Оказалось, что метилметакрилат подвергается распаду только в той части, которая растворена в плазме. Клетки при этом исполняют роль накопителя мономера, из которого соединение высвобождается.

— Выведение. Период полураспада метилметакрилата в цельной крови при 20 °С составляет 3 ч. Это вещество не обнаруживается в моче здоровых добровольцев. У зубных техников, работающих с метилметакрилатом, иногда регистрируется повышение креатинина до 373 нмоль/ммоль и выше.

— Беременность и лактация. Имеется одно сообщение об увеличении частоты выкидышей у женщин, работающих на производстве полистирена. Однако таких случаев не зарегистрировано при профессиональной экспозиции к полиолефину или поливинилу.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Чем вредна метакриловая кислота

Органические вещества и растворители, входящие в состав лакокрасочных материалов (ЛКМ) оказывают на организм отрицательное воздействие; при невысоких концентрациях это проявляется в возбуждении, а при высоких концентрациях – в головных болях, головокружении, сонливости, повышенной раздражительности, тошноте и рвоте. Отдельные растворители (ацетон, бензин, спирты и др.) раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей и могут также вызвать кожные заболевания воспалительного и аллергического характера. Растворители, попавшие в организм в большом количестве, могут вызвать острую форму отравления. Это может произойти при окраске больших поверхностей без надлежащего проветривания помещения. Окраска подогретыми лакокрасочными материалами также может привести к созданию высокой концентрации паров растворителей в зоне дыхания и острому отравлению. Многие лакокрасочные материалы, а также вспомогательные вещества являются огнеопасными, и даже взрывоопасными. В связи с этим целесообразно рассмотреть основные составы ЛКМ и способы очистки от вредных выбросов.

Составы лакокрасочных и полимерных покрытий

По химическому составу ЛКМ делятся на масляные, алкидно-акриловые, перхлорвиниловые, эпоксидные, органосиликатные, кремнийорганические и т.д.

Основными компонентами (ЛКМ) являются пленкообразующие, пигменты, наполнители, пластификаторы, растворители, сиккативы, добавки. К пленкообразующим веществам относятся: полимеризационные смолы (на основе акрилатов, метакрилатов, хлористого винила и др.), поликонденсационные смолы (алкидные, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические, формальдегидные), природные смолы (канифоль, битумы, асфальты, копалы), растительные масла, таловое масло, жирные кислоты и эфиры целлюлозы [1].

Алкидные смолы – это полиэфиры, которые имеют разветвленное строение. Они являются продуктами неполной переработки одноосновных жирных кислот и многоосновных кислот и спиртов [2]. Наиболее распространенные алкидные смолы получают из фталевого ангидрида и глицерина, пентаэритрита или триметилолпропана, называемого также этриолом. Пентаэритрит синтезируется с помощью формальдегида и ацетальдегида, которые являются потенциально ядовитыми, канцерогенными химикатами. Триметилолопропан также синтезируется с формальдегидом. Химическая реакция получения алкидной смолы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Химическая реакция получения алкидной смолы

Акриловые лаки получают из полиакрилатов (полимеры эфиров акриловой, метакриловой, цианакриловой кислот) и их сополимеров (полимеризированные эфиры акриловой и метакриловой кислот, последнюю часто заменяют стиролом). Стирол обладает раздражающим, мутагенным и канцерогенным эффектом. Метакрилат угнетающе действует на центральную нервную систему [3].

Пигменты – это окрашенные порошки высокой дисперсии. Вода, пленкообразующие вещества их не растворяют. Пигменты в основном применяют в декоративных целях, но кроме того пигменты придпют конечному продукту светостойкость, химическую и атмосферостойкость, смачиваемость, дисперсность, маслостойкость, укрывистость, и т.д. Пигменты лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на синтетические и природные, а по химическому составу – на органические и неорганические. Неорганические пигменты по составу моно разделить на: соли (комплексные соли, алюмосиликаты, карбонаты, фосфаты и т.п.); элементы (цинковая пыль, технический углерод, алюминиевая пудра и т.п.); оксиды (оксиды цинка, свинца, титана, хрома и т.п.) [3].

Среди органических пигментов можно выделить фталоцианиновые, антрахиноновые, азопигменты, диазопигменты. Пигменты органического происхождения отличаются очень высокой интенсивностью.цвета. Среди материалов данной группы самое широкое применение получил пигмент синий антрахиноновый. Изготавливают синий антрахиноновый пигмент путем щелочного плавления β-антрахинона с безводным ацетатом натрия и нитратом натрия. Фталоцианиновые красящие вещества включают фталоцианин меди либо пигмент фталоцианиновый голубой. Фталоцианины образуют комплексы (П) почти со всеми металлами периодической системы, при этом гетероцикл является экваториальным лигандом (рис. 2).

Рис. 2. Структурная формула фталоцианина меди

Азопигменты получили самое широкое распространение в лакокрасочной промышленности. Это связано с большой цветовой гаммой, насыщенностью и большой яркостью. Окрас азопигментов – от зеленовато-желтого до темно фиолетового. Азопигменты характеризуются наличием в молекуле одной или несколько азогрупп –N==N–, связывающих остатки ароматических соединений друг с другом (рис. 3).

Рис. 3. Структурная схема азопигмента

Пигментные лаки включают соединения на основе ализарина (оксиантрахинонового красителя) – краплаки. Лаки розового, красного и коричневого цветов получаются при комплексообразовании ализарина с Ni, Al, Sn, Mn, Ca, Fe, Co. Они обладают высокой устойчивостью к воздействию химических соединений и света.

Наполнители – это нерастворимое в дисперсионных средах сухое неорганическое вещество. Применяют как добавки к пигментам для их экономии и снижения стоимости лакокрасочных материалов (ЛКМ). В качестве наполнителей применяют тальк, слюду, доломит, мел, барит, кальцит, каолин. В основном наполнители ЛКМ – это природные материалы, лишь малая доля – синтетические (осажденный мел, бланфикс) [4].

Пластификаторы – практически нелетучие органические вещества, которые вводятся в ЛКМ для придания высохшим эластичности. В качестве пластификаторов используют фталаты, фосфаты, касторовое масло, совол, себацинаты и т.д.

Растворители – летучая органическая жидкость или смесь жидкостей, которая применяется для растворения пленкообразующих, придания ЛКМ нужной консистенции. К ним относятся спирты, эфиры, кетоны, углеводороды, в частности скипидар, бензин, ксилол, ацетон [5]. К числу наиболее вредных растворителей относятся бензол, дихлорэтан, метиловый спирт, трихлорэтилен, хлорбензол.

Сиккативы – это соли растительных кислот (мыла), которые равномерно растворяются в масле или лаке, и имеют сильное каталитическое действие. В качестве сиккативов, прежде всего, используются кобальтовые, марганцевые, цинковые, циркониевые и кальциевые линолеаты, нафтенаты, резинаты. Сиккативы применяют для ускорения процесса высыхания лакокрасочного материала.

Добавки – вещества для придания определенных свойств лакокрасочным материалам. Добавками принято считать различные отвердители, эмульгаторы, стабилизаторы, ускорители, инициаторы и многое другое [6].

Таким образом, в состав лакокрасочных материалов входят ароматические соединения. Наиболее опасными канцерогенами являются ПАУ – полициклические ароматические углеводороды. ПДК, т.е. предельно допустимая концентрация, ПАУ – величина ничтожная: всего 1 нанограмм на 1 м3 воздуха. При содержании в атмосфере 2-7 нг/м3 отмечается достоверное увеличение заболеваемости раком лёгкого. Ароматические углеводороды, по сравнению с другими группами углеводородов, обладают высокой растворяющей способностью по отношению к органическим веществам, но содержание их во многих растворителях нефтяного происхождения ограничивают из-за высокой токсичности. Продолжительное воздействие небольших количеств паров бензола вызывает хроническое отравление, утомляемость, головные боли, сонливость, нарушение нормального состава крови. Предельно допустимая концентрация паров бензола в воздухе 5 мг/м3, толуола и ксилолов – 50 мг/м3.

Нормативы загрязнения атмосферного воздуха

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом. Поэтому в Российской Федерации, как и во всем мире, для загрязняющих веществ, как правило, установлены следующие нормативы (таблица): ПДК – предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. ПДКМР – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3, которая при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека. ПДКСС – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

Предельная допустимые концентрации загрязняющего вещества

PM10 взвешенные частицы, с размерами менее 10 мкм,

PM2,5 взвешенные частицы, с размерами менее 2,5 мкм,

Взвешенные частицы с размерами менее 10 мкм способны легко проникать в легкие человека и накапливаться в них. В перечень загрязняющих веществ, наряду с озоном, монооксидом углерода, диоксидом азота, диоксидом серы, взвешенными веществами и свинцом включены также бензол, 1,3-бутадиен и полициклические ароматические углеводороды.

В случае превышения установленных критериев качества атмосферного воздуха по каждому загрязняющему веществу персонал должен покинуть помещение.

Очистка вредных выбросов

Проблема очистки вредных выбросов решается путем применения установок термического и каталитического дожигания газов, выходящих из окрасочного оборудования. Выбор между применением термического и каталитического метода дожигания зависит от конкретных технических и экономических возможностей, но в обоих случаях наибольшая экономичность достигается тогда, когда тепловая энергия, выделяющаяся в процессе дожигания, используется в ходе существующего технологического процесса. При термическом методе дожигания удельный расход газа на 1000 м3 обезвреживаемого воздуха в 4,5 раза больше, чем при каталитическом методе. Каталитический метод дожигания используется при низких концентрациях вредных веществ. Однако, присутствие катализатора обеспечивает дожигание вредных примесей при температурах более низких, чем те, которые необходимы для самовоспламенения. Поэтому каталитическое окисление примесей целесообразно в тех случаях, когда не представляется возможным использовать указанные выбросы в качестве окислителя в топках, работающих да высококалорийном топливе. При каталитическом методе нагрев обезвреживаемого воздуха до температуры начала реакции окисления производится в электрокалориферах. Затем воздух подается в реактор с каталитическими элементами.

Для очистки газовых выбросов применяется [7] и термокаталитический метод, когда имеется природный газ как источник энергии. Газ сжигается в теплогенераторе, который предназначен для получения теплового агента с одновременным дожиганием выбросов путем попутного термического и каталитического метода очистки при температуре в топочном пространстве должна быть в пределах 750–800 °С. Продукты горения природного газа и окисления паров растворителей через стабилизирующую решетку теплогенератора поступают в зону смешения с оставшимся сушильным агентом для каталитического дожигания. Образовавшаяся в этой зоне смесь должна иметь температуру 350–400 °С, при которой начинается реакция каталитического окисления. Эта смесь проходит через каталитические элементы, где и происходит дожигание паров растворителя до образования СО2 и паров Н2О.

Главным направлением обезвреживания промышленных отходов является их использование, переработка. В основном перерабатываются жидкие и пастообразные отходы меламино-алкидных, карбамидных, эпксиэфирных, нитроцеллюлозных, кремнийорганических грунтовок и эмалей. Сбор отходов эмалей и грунтовок осуществляется из гидрофильтров вентиляционных систем окрасочных камер.

Одним из традиционных путей сокращения расхода растворителей является их рекуперация, осуществляемая конденсационным, абсорбционным или адсорбционным методом. Метод абсорбции заключается в поглощении растворителей из паровоздушной смеси жидкими поглотителями с последующей ректификацией. Это дорогостоящий метод. Растворитель из паровоздушной смеси абсорбируется, затем экстрагируется с помощью промышленных фракций спиртов или органических кислот С7–С9; экстракт ректифицируется. Газовые выбросы в производственном процессе практически отсутствуют.

Наиболее экономичен адсорбционный метод, при котором растворитель поглощается из паровоздушной смеси твердыми адсорбентами, например активным углем, с последующей десорбцией растворителя путем нагревания или пропускания водяных паров через насыщенные адсорбенты. Преимущества этого метода – сравнительно высокая емкость адсорбента по парам растворителя при низком его содержании в паровоздушной смеси, высокая степень извлечения (КПД установок достигает 70 %), возможность улавливания большинства растворителей.

Источник