Gli isocianati sono anche chiamati poliuretani quando sono stati composti nei prodotti industriali noti con quel nome. Formano un gruppo di derivati neutri di ammine primarie con la formula generale R—N=C=O. Gli isocianati attualmente più utilizzati sono il 2,4-toluene diisocianato (TDI), il toluene 2,6-diisocianato e il difenilmetano 4,4'-diisocianato. L'esametilene diisocianato e l'1,5-naftilene diisocianato sono usati meno spesso.
Gli isocianati reagiscono spontaneamente con composti contenenti atomi di idrogeno attivo, che migrano verso l'azoto. I composti contenenti gruppi idrossilici formano spontaneamente esteri di anidride carbonica sostituita o uretani.
si utilizza
Un uso importante degli isocianati è nella sintesi di poliuretani nei prodotti industriali. A causa della sua durata e tenacità, il metilene bis(4-fenilisocianato) e il 2,4-toluene diisocianato (TDI) sono utilizzati nei rivestimenti per aerei, autocisterne e rimorchi per camion. Il bis(4-fenilisocianato di metilene) viene utilizzato per legare la gomma al rayon e al nylon e per produrre rivestimenti laccati in poliuretano che possono essere applicati a determinati componenti automobilistici e alla pelle verniciata. Il 2,4-toluene diisocianato trova impiego nei rivestimenti poliuretanici in sigillanti e finiture per pavimenti e legno, vernici e sigillanti per calcestruzzo. Viene anche utilizzato per la produzione di schiume poliuretaniche e per elastomeri poliuretanici in tessuti rivestiti e guarnizioni di tubi in argilla. L'esametilene diisocianato è un agente reticolante nella preparazione di materiali dentali, lenti a contatto e adsorbenti medici. È anche usato come ingrediente nella vernice per automobili.
Pericoli
Gli isocianati sono irritanti per la pelle e le mucose, le condizioni della pelle vanno dal prurito localizzato all'eczema più o meno diffuso. Le affezioni oculari sono meno comuni e, sebbene si riscontri spesso lacrimazione, la congiuntivite è rara. I disturbi più comuni e gravi, tuttavia, sono quelli che interessano l'apparato respiratorio. La grande maggioranza degli autori cita forme di rinite o rinofaringite, e sono state descritte anche diverse patologie polmonari, in primo luogo le manifestazioni asmatiche, che vanno da lievi difficoltà respiratorie ad attacchi acuti, talvolta accompagnati da improvvisa perdita di coscienza. Gli individui possono reagire con gravi sintomi di asma dopo l'esposizione a livelli molto bassi di isocianati (a volte inferiori a 0.02 ppm) se sono diventati sensibilizzati. Inoltre, gli individui sensibilizzati possono diventare reattivi e influenzati da stimoli ambientali come l'esercizio fisico e l'aria fredda. L'asma sensibilizzato è solitamente IgE mediata (con sostanze ad alto peso molecolare; il meccanismo non è ancora chiaro con sostanze a basso peso molecolare), mentre l'asma indotto da sostanze irritanti è solitamente secondario all'infiammazione delle vie aeree e agli effetti tossici locali diretti con iperreattività aspecifica. I dettagli del meccanismo dell'asma irritante rimangono sconosciuti. Le risposte allergiche sono discusse più dettagliatamente altrove in questo Enciclopedia.
Gli isocianati sono spesso volatili e il vapore può quindi essere rilevato dall'olfatto a una concentrazione di 0.1 ppm, ma anche questo livello molto basso è già pericoloso per alcune persone.
2,4-Toluene diisocianato (TDI). È la sostanza più utilizzata nell'industria e che determina il maggior numero di manifestazioni patologiche, poiché è molto volatile e spesso viene utilizzata in concentrazioni notevoli. La sintomatologia dei disturbi dovuti all'inalazione è stereotipata. Al termine di un periodo che va da pochi giorni a 2 mesi, i sintomi comprendono irritazione della congiuntiva, lacrimazione e irritazione della faringe; in seguito compaiono problemi respiratori, con una sgradevole tosse secca serale, dolori al petto, soprattutto dietro lo sterno, difficoltà di respirazione e malessere. I sintomi peggiorano durante la notte e scompaiono al mattino con una leggera espettorazione di muco. Dopo alcuni giorni di riposo diminuiscono, ma il ritorno al lavoro è generalmente accompagnato dalla ricomparsa dei sintomi: tosse, dolori al petto, respiro sibilante umido, mancanza di respiro (dispnea) e malessere. I test radiologici e umorali sono generalmente negativi.
Le disfunzioni respiratorie note per essere causate dal TDI includono bronchite, asma professionale e un peggioramento della funzione respiratoria sia sul lavoro che cronico. In altri casi possono esserci ricorrenti raffreddori comuni o un eczema particolarmente pruriginoso che può manifestarsi su molte parti diverse della pelle. Alcune vittime possono soffrire contemporaneamente di problemi alla pelle e alle vie respiratorie.
Oltre a queste conseguenze caratteristiche dell'intossicazione, vi sono effetti piuttosto diversi derivanti dall'esposizione a concentrazioni molto basse per un lungo periodo che va negli anni; questi combinano l'asma tipico con la bradipnea espiratoria e l'eosinofilia nell'espettorato.
La fisiopatologia dell'intossicazione è ancora lontana dall'essere completamente compresa. Alcuni credono che ci sia un'irritazione primaria; altri pensano a un meccanismo immunitario, ed è vero che in alcuni casi è stata dimostrata la presenza di anticorpi. La sensibilità potrebbe essere dimostrata con test di provocazione, ma occorre prestare molta attenzione per evitare ulteriori sensibilizzazioni e solo un medico esperto dovrebbe somministrare questi test. Molti test allergologici, tuttavia, (con l'acetilcolina o gli allergeni standard, per esempio) sono generalmente negativi. Per quanto riguarda i test di funzionalità polmonare, il rapporto FEVXNUMX/FVC sembra essere il modo più conveniente per esprimere una respirazione difettosa. I consueti esami funzionali effettuati lontano da un luogo di esposizione al pericolo sono normali.
Difenil metano 4,4'-diisocianato (MDI). Questa sostanza è meno volatile ei suoi fumi diventano nocivi solo quando la temperatura si avvicina ai 75 °C, ma sono stati comunque descritti casi simili di avvelenamento. Si verificano principalmente con gli aerosol, poiché l'MDI viene spesso utilizzato in forma liquida per l'atomizzazione.
Diisocianato di esametilene. Questa sostanza, meno utilizzata, è fortemente irritante per la pelle e gli occhi. I problemi più comuni ad essa attribuiti sono forme di blefarocongiuntivite. L'isocianato di metile è il pensiero chimico responsabile del disastro di Bhopal.
1,5-naftilene diisocianato. Questo isocianato è poco utilizzato nell'industria. È stato segnalato avvelenamento dopo l'esposizione al vapore riscaldato a oltre 100 °C.
Misure di sicurezza e salute
Ventilazione, dispositivi di protezione e formazione in materia di sicurezza e salute dei lavoratori, come descritto in altra parte della presente Enciclopedia, sono tutti necessari per lavorare con gli isocianati. È importante disporre di una ventilazione locale il più vicino possibile alla fonte dei vapori di isocianato. La decomposizione e il rilascio di isocianati da schiume poliuretaniche e colle devono essere presi in considerazione nella progettazione di qualsiasi processo industriale.
Prevenzione medica. La visita medica pre-assunzione deve comprendere un questionario e un approfondito esame clinico al fine di prevenire l'esposizione di persone con antecedenti allergici cutanei o respiratori agli isocianati. I lavoratori esposti devono essere tenuti sotto regolare osservazione. I servizi igienici a disposizione dei lavoratori devono essere provvisti di docce.
Tabelle degli isocianati
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.