Модификация биологически активными системами синтетического полиизопрена

образцов с введённым липидным остатком выше, чем у исходного СКИ-3. Таким

образом, введение данного липидного остатка не способствует увеличению

когезионной прочности резиновой смеси на основе СКИ-3 до уровня НК, что

может указывать на пластифциирующий эффект липидов (табл. 5.1.).

Введение липидного остатка биомассы Rhodobacter capsulatus

существенно повлияло на вулканизационные характеристики резиновых смесей.

Снижается индукционный период вулканизации с увеличением содержания

липидного остатка в каучуке, также снижается время достижения оптимума

вулканизации по сравнению с СКИ-3. Липиды увеличивают скорость

вулканизации, поэтому для смесей на основе СКИ-3, содержащего липидный

остаток необходимо меньшее количество ускорителей вулканизации, чем для

немодифицированного каучука по-видимому, это связано с лучшим

диспергированием вулканизационной системы в каучуке и более эффективной

вулканизацией, так как липидный остаток Rhodobacter capsulatus содержит

преимущественно высокомолекулярные каротиноидные углеводороды и высшие

жирные кислоты. Было установлено, что у всех образцов резиновых смесей

на основе СКИ-3, содержащих липидный остаток наблюдался резкий скачок

упруго-прочностных характеристик практически при одном и том же

значении деформации (рис. 5.5). При этом более высокой прочностью обладают

резины на основе СКИ-3, содержащего 0,075 мас. ч. липидного остатка.

Дальнейшее увеличение их содержания приводит к некоторому ухудшению

свойств, что может быть связано с усилением пластифицирующего эффекта.

Сравнивая вулканизационные характеристики смесей на основе СКИ-3

модифицированные соевым белком с вулканизационными характеристиками СКИ-3

можно отметить что индукционный период вулканизации снижается с увеличением

содержания масс.ч. соевого белка. Однако введение дозировки свыше 10

масс.ч. нецелесообразно, т.к индукционный период остается на прежнем

уровне. Существенно снижается время достижения оптимума вулканизации при

введении в каучук 1 массовой части соевого белка, но при введении 3

массовых частей время достижения оптимума вулканизации резко возрастает и

постепенно начинает снижаться с увеличением содержания соевого белка.

Минимальный крутящий момент уменьшается с введением 1 и 3 мас. ч. соевого

белка, а с увеличением содержания начинает возрастать. Максимальный

крутящий момент несущественно увеличивается с увеличением содержания

соевого белка в резиновой смеси, также растет степень вулканизации. Белки

увеличивают скорость вулканизации, из таблицы 5.5 видно, что при введении 1

мас. ч. скорость вулканизации увеличивается, но при дальнейшем увеличение

соевого белка в резиновой смеси снижает скорость вулканизации, так как

белки являются вторичными ускорителями [44]. Также белки применяются и в

смеси с неорганическими наполнителями. Неорганические наполнители,

смешанные с соевым белком, могут давать вулканизованные и невулканизованные

резины с высоким модулем и твердостью. Примером может служить смесь 2000 г

мела и 600 г 10 % суспензии соевой муки, применяемая для наполнения

бутадиен-стирольного каучука [44].

В синтетические белки соевый белок можно вводить в количестве от 1 до

10 мас.ч. Но чем больше содержание соевого белка в смеси СКИ-3, тем хуже

механические свойства полимера. Так из рисунка 5.5 видно, что условное

напряжение при 500%-ом удлинении растет, однако по достижении 10 мас. ч.

начинает падать.

Исследования соевой муки, в качестве наполнителя резиновых смесей

на основе натурального каучука показали перспективность ее использования в

качестве полуактивного наполнителя [45]. Соевая мука существенно улучшает

механические свойства резиновых смесей. При ее введении в смесь на

основе СКИ-3, наблюдался рост условного напряжения при 500 % - ом

удлинении при увеличении содержания соевой муки в резиновой меси до 10

мас. ч., но не достигает уровня НК, после чего наблюдается незначительное

падение (рис. 5.7).

Рассматривая влияние соевой муки на когезионные свойства резиновый

смесей на основе СКИ-3, было установлено, что условное напряжение при 100%-

ом удлинении растет с увеличением содержания соевой муки в смеси; (табл.

5.6). Условная прочность при растяжении начинает расти при увеличении

содержания соевой муки в смеси свыше 5 мас. ч. Однако относительное

удлинение начинает снижаться с увеличение содержания соевой муки в

резиновой смеси на основе СКИ-3.

Анализируя влияние соевой муки на вулканизационные характеристики

смесей на основе СКИ-3, можно отметить что индукционный период

вулканизации снижается с увеличением содержания масс.ч. соевой муки. Время

достижения оптимума вулканизации имеет неоднозначный характер как видно из

таблицы 5.7. С увеличением содержания соевой муки в каучуке минимальный

крутящий момент снижается. Максимальный крутящий момент увеличивается с

введение 1 мас.ч., однако при введении 3 и 6 мас.ч снижается, и при

дальнейшем увеличении содержания соевой муки в резиновой смеси начинает

снова возрастать. Степень вулканизации также растет с увеличением

содержания соевой муки в резиновой смеси на основе СКИ-3.С введением в

резиновую смесь 1 мас. ч. соевой муки скорость вулканизации существенно

возрастает, а дальнейшее введение соевой муки снижает данную

характеристику.

Таким образом, изучение влияния липидов и белковых фрагментов на

свойства СПИ и полученных эластомерных композиций на его основе,

показало, что липиды и белковые фрагменты, вводимые в резиновую смесь на

основе СКИ-3, позволяют получить каучук с улучшенным комплексом

свойств, приближающихся к уровню НК.

7. Охрана труда

Введение

Под охраной труда понимают систему законодательных актов и

соответствующих им социально-экономических, гигиенических и организационных

мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и

работоспособность человека в процессе труда.

При выполнении работы в лаборатории, необходимо уделять большое

внимание соблюдению норм и правил техники безопасности.

Мероприятия по охране труда ставят целью:

• Предупреждение производственного травматизма;

• Предупреждение профессиональных заболеваний;

• Повышение производительности труда.

Работа выполнялась на кафедре Химии и физики полимеров и процессов их

переработки (ХФП и ПП) МИТХТ им.М.В.Ломоносова.

В ходе работы были использованы пожароопасные и токсичные вещества, а

также электрооборудование. Для обеспечения безопасности условий труда

необходимо знание пожароопасных и токсичных свойств веществ и материалов,

мер защиты и средств первой помощи, правил работы на электрооборудовании.

В данной работе не использовались радиоактивные вещества и другие

источники ионизирующих излучений.

7.1. Пожароопасные свойства горючих веществ и материалов и меры

безопасности при работе с ними

Липиды были предварительно растворены в 5 мл петролельного эфира и

получены уже в жидком виде. Пожароопасные свойства веществ представлены в

таблице 7.1 [46]

Таблица 7.1

Пожароопасные свойства веществ

|Наименование |Агрегат|Температура, °С |Пределы |Нижний |

|веществ |ное | |воспламенения |концентра|

| |сосотоя| | |ционный |

| |ние | | |предел |

| | | | |воспламен|

| | | | |ения |

| | | | |аэровзвес|

| | | | |и, г/м3 |

| | |вспышк|самово|восплам|Концентра|Температ| |

| | |и |спламе|енения |ционные ,|урные, | |

| | | |нения | |% об. |°С | |

|СКИ-3* |Тв. |320 |325 |290 |- |- |- |

|НК** |Тв. |- |375 |129 |- |- |- |

|Суль- |Тв. |140 |305 |140 |- |- |22,5 |

|фенамид Т | | | | | | | |

|Петро- |Ж. |-58… |280… |- |0,7…8,0 |- |- |

|лельный эфир | |-18 |320 | | | | |

|Стеариновая |Тв. |196 |320 |223 |- |- |- |

|кислота | | | | | | | |

|Ацетон |Ж. |-19 |485 |-5 |- |-19…+6 |- |

|Сера |Тв. |207 |232 |261 |- |- |2,3 |

| |(пыль) | | | | | | |

|ZnO |тв |180 |230 |195 |- |- |13 |

* - изопреновый синтетический каучук

** - натуральный каучук

В качестве средства пожаротушения для данных веществ, следует

использовать воду со смачивателем и порошок ПФ.

Остальные вещества (липидные белки) негорючие, невзрывоопасные

продукты, пылевоздушные смеси не взрывоопасны.

7.2. Характеристики токсичных веществ и меры безопасности

В ходе исследований, для изготовления резиновых изделий использовались

такие вещества как сера, сульфенамид Т, оксид цинка, стеариновая кислота,

которые вызывают загрязнение окружающей среды. Кроме того во время таких

процессов как вулканизация происходит выделение в атмосферу вредных

соединений. Характеристика токсичных применяемых ингредиентов приведена в

таблице 7.2 [47]

Таблица 7.2

Токсикологическая характеристика веществ

|Наименование|Агрегатное|Характер |Меры |ПДК |Класс |

|веществ |состояние |действия на |предупреждения|р.з., |опасности |

| | |организм |и средства |мг/м3 | |

| | | |первой помощи | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|СКИ |Тв. |Головная боль, |Свежий воздух |40 |3 |

| | |нарушение сна, | | | |

| | |раздражительност| | | |

| | |ь | | | |

|Сера |Тв. (пыль)|Бронхолёгочные |Мытьё, |2 |1 |

| | |заболевания, |респираторы | | |

| | |воспаление | | | |

| | |слизистой носа, | | | |

| | |кожные | | | |

| | |заболевания | | | |

|Сульфенамид |Тв. (пыль)|Вызывает |Мытьё |0,2 |2 |

|Т | |дерматиты, | | | |

| | |аллергию, | | | |

| | |поражение | | | |

| | |дыхательных | | | |

| | |путей | | | |

|Петролельный|Ж. |Сведения не найдены |

|эфир | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|ZnO |Тв. |Вызывает |Щелочные |5 |2 |

| | |головную |инъекции, | | |

| | |боль, сухой |Внутреннее | | |

| | |кашель |введение | | |

| | | |глюкозы с | | |

| | | |аскорбиновой| | |

| | | |кислотой | | |

|Ацетон |Ж. |Вызывает |Свежий |200 |1 |

| | |раздражение |воздух, | | |

| | |слизистых |крепкий | | |

| | |оболочек |сладкий чай,| | |

| | |носа, глаз, |кофе, | | |

| | |горла, |ингаляция | | |

| | |головную |кислородом | | |

| | |боль | | | |

|Стеариновая|Тв. |Отравление |Частое мытьё|1 |1 |

|к-та | |дыхательных | | | |

| | |путей, | | | |

| | |раздражение | | | |

| | |кожи | | | |

|НК |Сведения не найдены | |

продолжение таблицы 7.2

При осуществлении технологического процесса нагрузка приходится в

основном на мышечную и нервную системы человека. Окружающая

производственная среда (температура, влажность, загрязнённость пылью

ингредиентов и др.) вызывает изменение в функционировании органов дыхания,

зрения, слуха, кровообращения. Остальные вещества(липидные белки) –

малотоксичные продукты, не оказывают токсичного действия на организм и не

обладают кумулятивными свойствами.

В рабочем помещении для защиты от вредного воздействия веществ

необходимо использовать спецодежду, резиновые перчатки, респираторы,

работать под тягой.

7.3. Электробезопасность

Классификация помещений по взрывопожароопасности в соответствии с

правилами устройства электроустановок (ПУЭ), представлена в таблице 7.3

[48]

Таблица 7.3

Классификация помещений по взрывопожароопасности и выбор взрывозащищённого

электрооборудования

|Наименован|Класс помещений |Характерис|Темпер|Уровень |Вид |Условные |

|ие |(зоны) |-тики по |атур-н|взрыво-з|взрыво-|обозначения |

|помещений | |степени |ый |ащиты |защиты |выбранного |

|и участков| |опасности |класс | | |электро-обору|

| | |поражения | | | |дования |

| | |электричес| | | | |

| | |ким током | | | | |

| |По |По | | | | | |

| |взрыво-|пожаро-| | | | | |

| |опаснос|опаснос| | | | | |

| |ти |ти | | | | | |

|Лаборатори|В-1б |П-IIа |Помещения |Т3 |2 |«е» |2Ех II АТ3 |

|я кафедры | | |без | | | | |

|ХФП и ПП | | |повышенной| | | | |

| | | |опасности | | | | |

Во взрыво- и пожароопасных химических лабораториях, особенно при

работе с взрывоопасными газами, парами, пылями, например с ацетоном,

диэтиловым эфиром, электроустановки могут служить источниками

воспламенения. Так, при неправильной эксплуатации или неисправности

электрооборудования возможны его перегрев или появление искровых разрядов,

которые могут вызвать пожар или взрыв горючей среды, наносящий большой

материальный ущерб, а иногда приводящий и к гибели людей. Поэтому

необходимо знать, какие требования предъявляются к электрооборудованию,

работающему во взрывоопасных средах. Это электрооборудование отличается от

общепромышленного не только конструкцией, но и тем, что оно выполнено по

специальным правилам и может эксплуатироваться во взрывоопасных средах без

опасности их воспламенения.

Параметры электросети 380/220 В, 50Гц

В качестве мероприятий по обеспечению безопасности работы с

электрооборудованием используются:

- заземление и зануление;

- защита от случайного прикосновения к токоведущим частям посредством

применения оболочек и блокировок, независимо от напряжения.

7.4. Анализ потенциальных опасностей и вредностей при выполнении

экспериментальных исследований

Анализ технологических операций с точки зрения потенциальных

опасностей и вредностей при их осуществлении приведён в таблице 7.4 [47,48]

Таблица 7.4

Анализ технологических операций

|Наимено-в|Оборудован|Реактивы, |Выявление |Причины |Меры, |

|ание |ие, на |использо-ва|опасности и|проявления |обеспечи-вающ|

|техно-лог|котором |вшиеся при |вредности |данной |ие безопасное|

|ической |осуществля|проведении | |опасности |проведение |

|операции |лась |операции | |или |техноло-гичес|

| |техноло-ги| | |вредности |кой операции |

| |ческая | | | | |

| |операция | | | | |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|Навеска |Электричес|СКИ, НК, |Попадание |Нарушение | |

|ингредиен|кие весы |сера, |пыли в |техники |Использование|

|тов | |сулфенамид |дыхательные|безопасност|спецодежды |

| | |Т, ZnO, |пути |и | |

| | |стеариновая| | | |

| | |к-та | | | |

|Смешение |Вальцы | СКИ, НК, |Опасность |Открытые |Работа в |

|резиновых| |сера, |повреждения|движущиеся |защитной |

|смесей | |сулфенамид |кистей рук,|механизмы, |одежде, |

| | |Т, ZnO, |повышенная |нарушение |кнопка |

| | |стеариновая|запылённост|работы |(рычаг) |

| | | |ь воздуха |вентиляцион|аварийной |

| | |к-та | |-ной |установки |

| | | | |системы |вальцев. |

Продолжение таблицы 7.4

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |

|Вулканиз-|Электричес|СКИ, НК, |Поражение |Высокая |Заземление|

|ация |кий пресс |сера, |электрическ|темпе-ратура |корпуса |

|резиновых| |сулфенамид Т,|им током; |рабочих |пресса, |

|смесей | |ZnO, |отравление |камер, пробои|вытяжная |

| | |стеариновая |вредными |электрической|вентиляция|

| | |к-та |газами, |фазы на |, |

| | | |выделяю-щим|корпус |использова|

| | | |ися в |электро-обору|ние |

| | | |процессе |дова-ния, |защитных |

| | | |вулканизаци|нарушение |рукавиц |

| | | |и; |работы | |

| | | |попадание |местной | |

| | | |рук в зазор|вытяжной | |

| | | |между |вентиляции, | |

| | | |закрываю-щи|нарушение | |

| | | |мися |техники | |

| | | |плитами; |безопасности | |

| | | |ожог | | |

| | | |открытых | | |

| | | |частей тела| | |

| | | |(горячие | | |

| | | |плиты и | | |

| | | |вулканиза-ц| | |

| | | |ионные | | |

| | | |формы), | | |

| | | |пожар | | |

| | | |(ацетон) | | |

|Определен|Реометр |Пресс-сованны|Опасность |Высокая |Работа в |

|ие | |е образцы НК |получения |температура |защитных |

|вязкости | |и |термическог|рабочих |рукавицах,|

|и | |модифици-рова|о ожога, |камер, |применение|

|вулканиза| |нного СКИ-3 |опасность |высокое |щипцов с |

|-ционных | | |поражения |напряжение |длинной |

|характери| | |электрическ|электро-обору|ручкой |

|стик | | |им током |дования | |

|Вырубка |Вырубной |Свулканизован|Травмиро-ва|Нарушение |Соблюдение|

|образцов |нож |ные |ние |техники |правил |

| | |образцы(НК, |конечностей|безопасности |техники |

| | |модифици-рова| | |безопаснос|

| | |нный СКИ-3) | | |ти |

|Физико-ме|Разрывная |НК, |Шум, |Винтовая |Регулярная|

|ханически|машина |модифици-рова|травми-рова|поверхность |смазка |

|е | |нный СКИ-3 |ние |привода, |винтовой |

|ипытания | | |конечностей|трансмиссион-|поверхност|

| | | |, поражение|ная передача |и привода,|

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6