Стироловое стекло что это?
Стирол: чем опасен и насколько?
Стиролом называют бесцветное жидкое вещество, имеющее специфический запах, способное наносить вред здоровью человека. На данный момент фенилэтилен, этилен- и винилбензол широко используются в промышленности в основном при производстве полимеров и синтетических каучуков. Разумеется, на предприятиях во время работы с этими химикатами следует строго соблюдать технику безопасности.
Производство стирола
Получают это вещество в специальных установках (производительность современных может достигать 150-300 тысяч тонн продукта в год) методом дегидрирования. Реакция, в результате которой синтезируется стирол, классифицируется как эндотермическая и протекает при температуре порядка 600-700 градусов. При этом используется окисный железный катализатор с добавлением хрома и калия. Образующиеся отходы перерабатываются по многоступенчатой системе. При нарушении технологий использования или производства может произойти выброс стирола в окружающую среду. О том, какие это обычно имеет последствия, поговорим чуть ниже. Сначала давайте разберемся с тем, что представляет собой это вещество и какими характеристиками оно отличается.
Свойства
Итак, что это за химикат — стирол? Свойства его многообразны. Рассмотрим их:
- очень плохая растворимость в воде;
- легкое окисление;
- быстрая растворимость в органических соединениях;
- способность легко растворять полимеры;
- полимеризация с образованием твердой стекловидной массы;
- сополимеризация с мономерами;
- присоединение галогенов.
Попасть в организм человека стирол, запах которого очень неприятен, может как через верхние дыхательные пути, так и через ЖКТ. При непосредственном контакте с жидкостями, содержащими его, он может впитываться и через кожу.
Стирол и окружающая среда
Вещество это является достаточно вредным и способно оказывать негативное влияние на живые организмы. Однако стирол в воздухе очень быстро разлагается. Поэтому даже при аварийных выбросах особого вреда природе он нанести не может. В почве и грунтовых водах стирол распадается на составляющие его вещества. То же самое происходит и в воздухе под воздействием солнечных лучей.
Тем не менее, в большинстве государств максимально допустимое количество этого вещества, выбрасываемого в окружающую среду предприятиями, регулируется законодательно.
Правила работы со стиролом
При производстве этого вещества и использовании его для изготовления полимеров, разумеется, следует соблюдать технику безопасности. В большинстве стран мира устанавливаются максимально допустимые концентрации стиролов в тех помещениях, в которых находятся работники предприятия. По правилам такие цеха рекомендовано оборудовать эффективными системами вентиляции. Разумеется, работникам этих предприятий следует стараться не вдыхать пары стиролов и использовать при необходимости индивидуальные средства защиты.
Следует соблюдать технику безопасности, смешивая с другими веществами (катализаторами, пероксидами, добавками) стирол. Реакции, проведенные с нарушениями инструкций производителя, могут протекать очень бурно или в нежелательном режиме. Переливание и смешивание стиролов должно производиться в отдельных помещениях, предназначенных специально для этой цели и хорошо проветриваемых.
Полимеризация стиролов происходит даже при комнатной температуре. Опасность этого процесса в том, что он может сопровождаться взрывом. Поэтому хранить данное вещество следует в соответствии с инструкциями.
Вред стирола для организма человека
Контакт с этим химикатом может вызвать у человека как острые реакции отравления, так и хронические заболевания. Практически все органы – почки, печень, мочевыводящая, кровяная системы — могут быть поражены парами такого вещества, как стирол. Чем опасен этот канцероген для человека конкретно в каждом из этих случаев, во всех подробностях и рассмотрим ниже. Стирол считается ядом общетоксического действия и относится ко 2 классу опасности. Летальным исходом для человека может кончиться вдыхание воздуха, содержащего 10 000 мг/м 3 стирола.
Какие острые эффекты может вызывать стирол
При концентрации паров в воздухе в количестве от 420 мг/м 3 у людей начинают проявляться признаки раздражения слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. При превышении содержания в 840 мг/м 3 развиваются тошнота и сонливость. При этом у пострадавшего возникают разного рода проблемы и с вестибулярным аппаратом.
Генетические изменения
Мутагенный эффект — еще одна неприятность, которая может подстерегать человека, длительное время вдыхающего стирол. Чем опасен он в этом плане? Судя по исследованиям ученых, вполне возможно, что длительное вдыхание паров стирола может приводить к повышению частоты хромосомных структурных аберраций в лимфоцитах крови. Исследования проводились над рабочими, занятыми в процессе производства полистирола и армированных пластиков.
Влияние на функцию воспроизведения
Испытания, проведенные над грызунами, позволяют сделать также вывод о том, что ингалированный стирол может оказывать на живые организмы эмбриотоксическое действие. Однако обследование женщин, работниц предприятий по изготовлению стиролов, никаких особых нарушений у них не выявило.
Канцерогенное действие
Некоторые исследования подтвердили тот факт, что вдыхание стиролов повышает риск развития раковых заболеваний гемопоэтической и лимфатической систем людей. Однако подобное воздействие может проявляться только при очень длительном (в течение многих лет) воздействии паров таких веществ.
Допустимые концентрации
Итак, мы с вами рассмотрели, какой вред может наносить организму человека стирол. Чем опасен этот химический продукт, вам теперь понятно. Разумеется, в тех помещениях, где длительное время находятся люди, концентрация паров этого вещества не должна превышать максимально допустимые нормы. На предприятиях по его изготовлению или по производству полимеров и каучуков его должно содержаться в воздухе в количестве не более:
- в рабочей зоне – 30 г/м 3 ;
- в водных объектах – 0,02 г/л.
Среднесменная максимально допустимая концентрация такого вещества, как стирол в воздухе, составляет 10 мг/м 3 , среднесуточная – 0,002 мг/м 3 , разовая – 0.04 мг/м 3 .
Стирол в упаковках пищевых продуктов
К сожалению, это вещество может попасть в организм человека не только из окружающей среды при выбросах на предприятиях. Полистирол и акрилонитрил-бутадиен-стирол активно используются при выпуске упаковочных материалов, предназначенных для перевозки и хранения пищевых продуктов. Казалось бы, они должны быть совершенно безвредными. Однако в результате исследований было выявлено, что стирол-мономер способен мигрировать в пищу как из мягких, так и из жестких упаковок. В ряде случаев это вещество даже придает еде, молоку или соку неприятный привкус.
Применяется стирол, запах которого очень неприятен, и при производстве предметов быта, стройматериалов и т. д.
Вред пенополистирола
Данный материал является на настоящий момент одним из самых популярных видов утеплителя. Приобрести его можно в любом строительном магазине, и используется он очень широко, в том числе и при возведении жилых зданий. Между тем пенополистирол очень легко подвергается деструкции, разлагаясь за весь период службы на 10-15%. При этом содержание мономера в продуктах распада составляет не менее 65%.
Кроме того, при производстве этого утеплителя полимеризация стирола очень редко бывает полной и равномерной. Это значит, что в гранулах всегда имеется остаточное его количество. Поэтому сополимеры стирола в любом случае выделяют вредные пары. О том, что использование этого изолятора для утепления жилых помещений изнутри запрещено нормативами, к сожалению, известно далеко не всем. В этом случае лучше все же применять другие материалы. Однако следует знать и о том, что стирол содержится в том числе и в пенопласте. Поскольку это вещество считается более вредным, чем формальдегид, лучше все же утеплять дома изнутри с использованием минеральной ваты.
Виниловые обои
Иногда владельцы квартир не подозревают и о том, что в отделочных материалах, используемых для ремонта, содержится стирол. Чем опасен этот химический продукт для человека, мы уже выяснили. Поэтому о том, в каких материалах и бытовых предметах он может присутствовать, знать, безусловно, стоит. К примеру, небольшое количество этого вещества содержится в виниловых обоях. Однако, в отличие от пенополистирола, данный вид чистовой отделки для стен в жилых помещениях использовать можно. При обычных условиях стирол из обоев не выделяется. Для того чтобы в помещении, оклеенном винилом, появились его пары, необходимо повышение температуры окружающего воздуха не менее, чем до 50 градусов Цельсия.
АБС-пластики
Акрилонитрилбутадиенстиролы представляют собой ударопрочную смолу, используемую для изготовления деталей автомобилей (элементов ручного управления, приборных щитков и т. д.), корпусов бытовой техники (пылесосов, пультов управления, кофеварок) и электроники (процессоров, мониторов), мебели, сантехники, медицинских принадлежностей, чемоданов и даже детских игрушек.
В обычном состоянии особой опасности для здоровья человека все эти вещи не представляют. Стирол в чистом виде начинает выделяться из них лишь при следующих условиях:
- Очень сильном нагреве.
- В медицине при использовании совместно с биоматериалом.
- При применении подобных пластиков для хранения пищи. Особенно недопустимо заливание в тару из такого материала алкоголя. В этом случае происходит эффект, похожий на нагревание.
На данный момент доля стирольных полимеров, включая АБС, от всех товарных и конструкционных пластмасс составляет 50%.
Что делать при отравлении стиролом
В том случае, если человек длительное время подвергался воздействию повышенной концентрации паров стирола и у него имеются признаки отравления, следует выполнить такие действия:
- Вывести пострадавшего из загрязненного помещения на чистый воздух.
- При потере сознания или очень плохом состоянии использовать кислородную маску.
- При необходимости сделать искусственное дыхание.
- Проследить за температурой тела пострадавшего. Она не должна быть повышенной или пониженной.
Если стирол попал на кожу или слизистые оболочки, необходимо обильное промывание водой. Время процедуры должно составлять не менее 15 минут. После ее выполнения пострадавшего обязательно следует доставить в больницу. Если же стирол вдруг попадет внутрь организма, нужно в первую очередь выпить очень большое количество молока или воды. После этого больного необходимо сразу же госпитализировать.
Как видите, получение стирола – процедура, которая при несоблюдении правил техники безопасности для работников далеко не безвредная. Поэтому, выполняя производственные задачи на предприятиях, следует быть максимально внимательным и осторожным. Проявлять бдительность стоит и при покупке современных строительных материалов, а также продуктов питания в полистирольных упаковках.
Стекло: что такое, виды, технология производства, свойства, назначение
Стекло – это материал, по некоторым свойствам не имеющий аналогов. До сих пор для его производства используются натуральные ингредиенты, повторная переработка испорченного изделия может происходить неоднократно без потери качества и почти без отходов.
Определение
Стекло может находиться в нескольких агрегатных состояниях на разных этапах производства. И все же, стекло – что такое и из чего его делают?
Согласно научному определению, стеклом является всякое аморфное тело, полученное методом расплава, которое при увеличении вязкости приобретает свойства твердого тела. При этом процесс перехода из одного состояния в другое является обратимым.
История материала
В повседневной жизни мы ежедневно используем стекло. Что такое и из чего его делают – это редко задаваемые в современности вопросы, настолько нам привычен материал. Ученые считают, что стекло впервые было получено случайно, проследить зарождение технологии невозможно. Первые изделия датируются примерно 2540 годом до нашей эры. В древней рецептуре присутствовали три компонента – сода, песок и глинозем. В дальнейшем научились улучшать свойства материала, добавляя к основным ингредиентам мел, доломит и другие составляющие. Весь состав, из которого варится стекло, называется шихта.
Цветное стекло начали получать, используя природные пигменты – окиси хрома, оксид никеля, кобальтовые добавки. Первое формованное изделие было получено в 1-м веке нашей эры римскими мастерами. Они же изобрели листовое стекло. Технология производства стекла в листах состояла в выдувании огромного, в человеческий рост цилиндрического пузыря из горячей массы. Пока она не остыла, ее разрезали вдоль длинной части и раскладывали на поддонах для выравнивания. Такая техника была распространена повсеместно до начала 20-го века. В России стекольное производство было открыто в 17-м веке и располагалось в селе Духанине, мастерами в то время были только иностранцы.
Состав
Для множества целей используется стекло. Что такое стекло, мы уяснили, а что представляют собой его основные ингредиенты? Состав исходных ингредиентов за весь период практики изготовления материала практически не изменился. Три основных компонента составляют основу (шихту) – это кремнезем или кварцевый песок, сода (оксид натрия) и оксид кальция, известный под названием известь. Составляющие соединяются в определенных пропорциях и плавятся в печи при температуре от 300 до 2500 °С. В состав шихты, в зависимости от желаемых свойств, добавляются поташ, борный ангидрид, битое стекло предыдущих варок или сырье вторичной переработки.
Технология
Для усиления или ослабления свойств соединений в процесс плавки добавляют усилители, глушители, красители, обесцвечиватели и т. д. После варки массу быстро охлаждают, что позволяет избежать образования кристаллов. Из всех составляющих самый большой процент в рецептуре занимает песок — от 60 до 80%. Песок выступает остовом, вокруг которого формируется стекловидный материал. Технология производства стекла остается неизменной в течение столетий.
Известь является еще одним компонентом, без которого не производится стекло. Что такое оксид кальция в составе ингредиентов? Эта составляющая придает материалу химическую устойчивость и усиливает блеск. Стекло можно выплавить лишь из песка и соды, но без извести оно растворится в воде. Третьим игроком в составе шихты является оксид металла — натрия или калия (до 17%). В смесь вводится в виде кальцинированной соды или поташа. Эти составляющие уменьшают температуру плавления, позволяя отдельным песчинкам полностью расплавиться и соединиться в монолит.
В зависимости от используемых компонентов в составе шихты, разделяют виды стекла:
- Кварцевое. Изготавливается из одного компонента – кремнезема. Обладает высокими качествами: устойчиво к высокой температуре (до 1000 °С) и термоудару, пропускает видимый и ультрафиолетовый спектр излучения. Производство связано с высокими энергетическими затратами, поскольку кремнезем (силикатное стекло) — тугоплавкое сырье и плохо поддается формовке. Основные сферы применения – химическая и лабораторная посуда, части оптических систем, ртутные лампы и пр.
- Натриево-силикатное. Изготавливается из двух компонентов, состав стекла – силикатный песок и сода (1:3). По своим свойствам имеет широкое применение в промышленности в качестве компонента какого-либо процесса, но не применяется в других сферах, изделия из него не изготавливаются. Основной недостаток – растворяется в воде.
- Известковое. Самый распространенный вид материала, из которого производится большинство изделий – листовое стекло, стеклотара, зеркальное полотно, посуда и многое другое.
- Свинцовое. В классический состав стекла (шихты) пропорционально добавляется оксид свинца. Свинцовое стекло отличается повышенными диэлектрическими свойствами, что позволяет использовать его в качестве лучшего изолирующего состава в телевизионных трубках, осциллографах, конденсаторах и пр. Наличие свинца в стеклянной массе придает материалу дополнительный блеск, сверкание, что часто используется при изготовлении художественных изделий, посуды и т. д. Хрусталь – один из видов свинцового стекла.
- Боросиликатное. Добавка оксида бора в состав материала увеличивает его устойчивость к термическому удару до 5 раз, существенно улучшаются химические свойства. Боросиликатное стекло используется для изготовления труб и лабораторно-химической посуды, изделий для бытовых нужд. Масштабным примером использования служит зеркало, созданное на основе боросиликатного стекла для крупнейшего в мире телескопа.
- Прочие виды стекла – алюмосиликатные, боратные, цветные и др.
Виды оконных стекол
Оконное стекло самый востребованный вид материала. Оно пропускает солнечный свет, осуществляет теплоизоляцию зимой и летом, препятствует проникновению шума, эстетически оформляет оконный проем и выполняет еще множество функций. На сегодняшний день существует широкий выбор видов стекла, каждый из которых отвечает определенным требованиям:
- Энергосберегающее. Вид стекла, тонированного в массе или покрытого специальной пленкой, которая обеспечивает проникновение в помещение коротковолнового солнечного излучения, а длинноволновое излучение отопительных приборов из помещения не выпускается. Второе название – селективное стекло. На сегодняшний день разработано несколько типов покрытий. Наиболее перспективными являются – К-стекло (нанесение окислов металлов на поверхность) и i-стекло (вакуумное многослойное напыление серебра — диэлектрика).
- Солнцезащитное. Снижает пропускание солнечного света в помещение. Разделяют на два вида – отражающее и поглощающее. Эффект достигается либо тонировкой стекла в массе при варке, либо нанесением специальной пленки на поверхность.
- Декоративное. Оконное стекло с дополнительными эстетическими характеристиками – узорчатое, цветное и т. д.
Безопасные стекла
Одним из отрицательных качеств стекла является его хрупкость, существуют технологии упрочнения материала. Самые распространенные виды:
- Армированное. Листовое стекло, при формовке которого в массу внедряется металлическая сетка. Сфера применения – производственные помещения, уличные осветительные приборы, облицовка лифтовых шахт и т. п.
- Ламинированноеили триплекс. Два или больше стекол скрепляются между собой специальной пленкой или жидкостью. Этот вид материала существенно снижает уровень шума в помещениях. Также при использовании дополнительных цветофильтров при ламинации способно выполнять солнцезащитные функции. Триплекс обладает повышенной механической устойчивостью, при разбивании полотна осколки остаются прикрепленными к пленке, что делает его максимально безопасным для применения при фасадном, балконном, оконном, дверном остеклении.
- Огнестойкое. Чаще всего производится по технологии ламинации специальными пленками, которые при температуре свыше 120 °С меняют свои физические свойства и, расширяясь, становятся матовыми, придавая стеклу жесткость.
- Защитное. Представляет собой многослойный материал, состоящий из нескольких видов стекла, скрепленного полимерной пленкой. Например, силикатное стекло скрепляется с поликарбонатом и органическим стеклом. Такой светопрозрачный блок устойчив к механическим, химическим, ударным повреждениям. К защитным видам стекла относятся пулестойкое, ударостойкое, устойчивое к пробиванию и другие типы. Технические требования к материалу и классификация защитных стекол регулируются ГОСТом Р 51136.
- Закаленное. Обладает высокими прочностными характеристиками. Эффект обеспечивает технология производства стекла — в специальной тоннельной печи листы краткосрочно подвергаются воздействию высокой температуры и быстро охлаждаются. При разбивании закаленное стекло рассыпается на мелкие осколки, не несущие угрозы жизни и здоровью. Недостатком является невозможность механической обработки закаленного полотна, при малейшем воздействии оно разрушается. Большинство изделий из закаленного стекла сначала формуются, режутся или обрабатываются иным способом и только после этого проходят закалку.
Автостекло
Стекла для автомобилей обладают повышенными прочностными характеристиками, отвечающими требованиям безопасности. На сегодняшний день при производстве используются две технологии – ламинация (триплекс) и закаливание (сталинит):
- Закаленное получают термической обработкой обычного силикатного стекла, разогревая его в печи до температуры +600 °С с последующим быстрым охлаждением. Оно приобретает механическую и термическую прочность, но при сильных ударах разрушается, распадаясь на мелкие безопасные осколки, у которых отсутствуют режущие и колющие кромки. Российская маркировка – буква «З», европейская – «Т» или Tempered.
- Ламинированное – это два тонких листовых стекла, скрепленных полимерной пленкой под действием температуры и вакуума. Свойства стекла таковы, что оно остается целостным при сильных воздействиях, не распадается на осколки, если лопнуло. Части остаются скрепленными пленкой. У триплекса есть дополнительные возможности – тонировка цветофильтрами в процессе ламинации, дополнительная шумоизоляция салона, низкая теплопроводность и пр.
Современные разработки
Двадцатый век можно назвать временем широкого применения стекла. После разработки технологии механических способов получения материала его стали применять в самых разных областях — в качестве тончайшего волокна в сферах телекоммуникаций, с не меньшим успехом используется большими многотонными блоками в строительных технологиях.
Свойства стекла многообразны, их до сих пор продолжают изучать в научных институтах, а умельцы находят новые способы применения и изобретают новые виды. В 1940 году стеклоделы представили миру пеностекло. Его качествами является:
- Легкость — не тонет в воде, имеет ячеистую структуру, удельный вес немного превышает вес пробки.
- Влагоустойчивость, долговечность.
- Экологичность (в классический рецепт шихты добавлен кокс).
- Пожаробезопасен (не горит) и заглушает огонь.
- Материал можно распиливать на куски без ущерба для качества.
Сферой применения стали изоляционные материалы для опасных производств, холодильных камер и пр.
Для солнечных батарей используют стекло с проводящим покрытием из тонкого слоя оксида металлов. Панели с покрытием работают при температурах около 350 °С. Кроме того, такое стекло монтируют в кабины самолетов, чтобы избежать наледи и сохранить тепло внутри кабины.
Важным достижением современности стала возможность производства стеклокерамики. Материал изготавливается по технологии обычного стекла, но на последнем этапе охлаждения процесс замедляется, и происходит кристаллизация в массе материала. Катализаторами служат специальные добавки, которые никак не влияют на внешнее состояние стекла, но образуют мелкие кристаллы. Материал без деформации выдерживает высокие температуры и более устойчив ко всем видам повреждений. Используется в ракетостроении, бытовой технике, лабораториях, частях двигателя и во многих других областях.
Душевые кабины / Стеклянные шторы
| Фото | Наименование | Описание | Цена |
|---|---|---|---|
