80. Резиновая промышленность
Редакторы глав: Луис С. Белицкий и Джон Фаджен
Общий Профиль
Луи С. Белицкий и Джон Фаджен
Выращивание каучукового дерева
Алан Эхт
Производство шин
Джеймс С. Фредерик
Нешинные промышленные товары
Рэй С. Вудкок
Практический пример: вулканизация в соляной ванне
Бет Донован Ре
1,3-Бутадиен
Рональд Л. Мельник
Инженерные средства управления
Рэй С. Вудкок
Безопасность
Джеймс Р. Таунхилл
Эпидемиологические исследования
Роберт Харрис
Резиновый контактный дерматит и аллергия на латекс
Джеймс С. Тейлор и Юнг Хиан Леоу
Эргономика
Уильям С. Маррас
Вопросы окружающей среды и общественного здравоохранения
Томас Родармер
Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.
1. Некоторые важные каучуковые полимеры
2. Мировое потребление каучука в 1993 г.
Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.
В резиновой промышленности используются два основных типа каучука: натуральный и синтетический. Ряд различных синтетических каучуковых полимеров используется для изготовления самых разнообразных резиновых изделий (см. таблицу 1). Натуральный каучук в основном производится в Юго-Восточной Азии, тогда как синтетический каучук в основном производится в промышленно развитых странах — США, Японии, Западной Европе и Восточной Европе. Бразилия — единственная развивающаяся страна со значительным производством синтетического каучука.
Таблица 1. Некоторые важные каучуковые полимеры
Тип резины/ |
Постановка |
Объекты |
Общие использования |
|
натуральный каучук |
Таиланд |
1,501 |
Общее назначение; не маслостойкий, набухает от растворителей; подвергается выветриванию кислородом, озоном, |
Шины, амортизаторы, уплотнения, муфты, мостовые и строительные подшипники, обувь, шланги, конвейерные ленты, погонажные изделия, прокладки, рулоны, перчатки, презервативы, медицинские приборы, клеи, ковровая основа, нитки, пена |
Полиизопрен (ИК) |
US |
47 |
Общее назначение; синтетический натуральный каучук, аналогичные свойства |
См. натуральный каучук выше. |
Стирол-бутадиен (SBR) |
US |
920 |
Общее назначение; Заменитель натурального каучука времен Второй мировой войны; плохая стойкость к маслам/растворителям |
Шины (75%), конвейерные ленты, губка, формованные изделия, обувь, шланги, рулонные покрытия, клеи, гидроизоляция, латексная основа для ковров, изделия из пенопласта. |
Полибутадиен (BR) |
US |
465 |
Плохая устойчивость к маслам/растворителям; подвержен атмосферным воздействиям; высокая эластичность, стойкость к истиранию и низкая |
Шины, обувь, конвейерные ленты, приводные ремни, игрушечные супермячи |
Бутил (IIR) |
US |
130 |
Низкая газопроницаемость; устойчив к теплу, кислоте, полярным жидкостям; не устойчив к маслам, растворителям; умеренное выветривание |
Внутренние камеры, камеры для отверждения шин, уплотнения и герметики, изоляция кабелей, виброизоляторы, вкладыши для прудов и кровельные мембраны, |
Этилен-пропилен/ |
US |
261 |
Гибкость при низких температурах; устойчив к атмосферным воздействиям и теплу, но не к маслам, растворителям; отличные электрические свойства |
оболочки проводов и кабелей; экструдированные уплотнительные прокладки и уплотнения; формованные изделия; изоляционные крепления; футеровка для хранения зерна, кровли, прудов, канав, полигонов |
Полихлоропрен (CR) |
US |
105 |
Стойкость к маслам, огню, теплу и атмосферным воздействиям |
Оболочки для проводов и кабелей, шланги, ремни, конвейерные ленты, обувь, гидрокостюмы, ткани с покрытием и надувные изделия, экструзии, клеи, |
Нитрил (NBR) |
US |
64 |
Стойкий к маслам, растворителям, растительному маслу; набухает от полярных растворителей, таких как кетоны |
Герметики, топливостойкие футеровки и прокладки для шлангов, рулонные покрытия, конвейерные ленты, подошвы для обуви, перчатки, клеи, оборудование для бурения нефтяных скважин |
Силикон (MQ) |
US |
95 |
Стабильный при высоких/низких температурах; устойчив к маслам, растворителям, атмосферным воздействиям; физиологически и химически инертны |
Изоляция проводов и кабелей, уплотнения, клеи, прокладки, специальные формованные и экструдированные изделия, противогазы и респираторы, пищевые и медицинские трубки, хирургические имплантаты. |
Полисульфид (ОТ) |
US |
20 |
Стойкий к маслам, растворителям, низким температурам, атмосферным воздействиям; низкая газопроницаемость |
Покрытие роликов, вкладыш для шлангов, прокладки, формованные изделия, герметики, диафрагмы счетчиков газа, герметики для стекол, связующее для твердого ракетного топлива |
Восстановленная резина |
– |
– |
более короткие полимерные цепи; более легкая обработка; меньшее время перемешивания и потребляемая мощность; меньшая прочность на растяжение и более низкая стоимость |
Шины, камеры, напольные коврики, механические изделия, клеи, прорезиненный асфальт |
Источник: Данные о производстве взяты из данных Стэнфордского научно-исследовательского института.
На шины и шинные изделия приходится примерно 60% использования синтетического каучука и 75% потребления натурального каучука (Греция, 1991 г.), в которых занято около полумиллиона рабочих по всему миру. Важные области применения резины, не связанные с шинами, включают автомобильные ремни и шланги, перчатки, презервативы и резиновую обувь.
В последние годы произошла глобализация резиновой промышленности. Эта трудоемкая отрасль выросла в развивающихся странах. В таблице 2 показано мировое потребление натурального и синтетического каучука в 1993 году.
Таблица 2. Мировое потребление каучука в 1993 г.
Регион |
Синтетическая резина |
натуральный каучук |
Северная Америка |
2,749 |
999 |
западная Европа |
2,137 |
930 |
Азия и Океания |
1,849 |
2,043 |
в Латинской Америке |
575 |
260 |
Центральная Европа |
215 |
65 |
Содружество Независимых Государств |
1,665 |
100 |
Ближний Восток и Африка |
124 |
162 |
Китай и Азия* |
453 |
750 |
Всего |
9,767 |
5,309 |
*Включая Китай, Северную Корею и Вьетнам.
Источник: Международный институт производителей синтетического каучука, 1994 г.
Натуральная резина (цис-1,4-полиизопрен) представляет собой переработанный растительный продукт, который можно выделить из нескольких сотен видов деревьев и растений во многих районах мира, включая экваториальные районы Африки, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. Млечный сок или латекс каучукового дерева. Гевея бразильская обеспечивает практически все (более 99%) мировых запасов натурального каучука. Натуральный каучук также производится из Фикус эластичный и другие африканские заводы в производственных районах, таких как Кот-д'Ивуар, Мадагаскар, Сенегал и Сьерра-Леоне. Природный транс-1,4-полиизопрен, известный как гуттаперча или балата, получают из деревьев Южной Америки и Индонезии. Это дает менее чистый каучук, чем цис изомер. Другим потенциальным источником коммерческого производства натурального каучука является кустарник гуаюла. Партениум аргентатум, который растет в жарких засушливых регионах, таких как юго-запад США.
Производство каучука гевеи разделено между плантациями площадью более 100 акров и небольшими фермами, обычно менее 10 акров. Продуктивность коммерческих каучуковых деревьев регулярно увеличивалась с 1970-х годов. Это повышение производительности связано, прежде всего, с развитием и пересадкой площадей более быстро созревающими и более урожайными деревьями. Использование химических удобрений и борьба с болезнями каучуковых деревьев также способствовали повышению урожайности. Строгие меры по контролю воздействия гербицидов и пестицидов во время хранения, смешивания и опрыскивания, использование соответствующей защитной одежды и защитных кремов, а также предоставление раздевалок и надлежащее медицинское наблюдение могут эффективно контролировать опасности, связанные с использованием сельскохозяйственных химикатов. .
Каучуковые деревья обычно собирают для получения латекса, делая спиральный надрез в коре дерева через день, хотя частота и метод простукивания различаются. Латекс собирают в чашки, подвешенные на дереве ниже надрезов. Содержимое стаканчиков переливается в большие контейнеры и перемещается на станции обработки. Аммиак обычно добавляют в качестве консерванта. Аммиак разрушает частицы каучука и образует двухфазный продукт, содержащий от 30 до 40% твердых веществ. Этот продукт дополнительно концентрируют до содержания твердых веществ 60%, в результате чего получают концентрат аммонизированного латекса, который содержит 1.6% аммиака по весу. Также доступен концентрат латекса с низким содержанием аммиака (от 0.15 до 0.25% аммиака). Концентрат с низким содержанием аммиака требует добавления в латекс вторичного консерванта, чтобы избежать коагуляции и загрязнения. Вторичные консерванты включают пентахлорфенат натрия, дисульфид тетраметилтиурама, диметилдитиокарбамат натрия и оксид цинка.
Основными опасностями для полевых рабочих являются воздействие стихии, укусы животных и насекомых, а также опасности, связанные с острыми инструментами, используемыми для разрезания деревьев. Полученные травмы следует лечить незамедлительно, чтобы снизить риск заражения. Профилактические и лечебные мероприятия могут снизить опасность климата и вредителей. Заболеваемость малярией и желудочно-кишечными заболеваниями на современных плантациях снизилась благодаря профилактике, борьбе с комарами и санитарным мероприятиям.
Кустарник гуаюла, произрастающий в южном Техасе и на севере центральной части Мексики, содержит натуральный каучук в своих стеблях и корнях. Для извлечения каучука необходимо собрать весь куст.
Каучук Guayule по существу идентичен каучуку Hevea, за исключением того, что каучук Guayule имеет меньшую прочность в сыром состоянии. Каучук Guayule в настоящее время не является жизнеспособной коммерческой альтернативой каучуку Hevea.
Типы натурального каучука
Типы производимого в настоящее время натурального каучука включают ребристые копченые листы, технически определенный каучук, крепы, латекс, эпоксидированный натуральный каучук и термопластичный натуральный каучук. Таиланд является крупнейшим поставщиком ребристых копченых листов, на долю которых приходится около половины мирового производства натурального каучука. Технически определенный каучук, или блочный натуральный каучук, был представлен в Малайзии в середине 1960-х годов, и на его долю приходится от 40 до 45% производства натурального каучука. Индонезия, Малайзия и Таиланд являются крупнейшими поставщиками технически определенного каучука. Технически определенный каучук получил свое название от того факта, что его качество определяется техническими характеристиками, в первую очередь чистотой и эластичностью, а не обычными визуальными характеристиками. Креп-каучук в настоящее время составляет лишь небольшую часть мирового рынка натурального каучука. Мировое потребление натурального каучукового латекса в последнее время выросло, в первую очередь из-за увеличения спроса на изделия из латекса в качестве барьера для вируса иммунодефицита человека и других патогенов, передающихся через кровь. Латексные концентраты используются для производства клеев, основы для ковров, пеноматериалов и продуктов, пропитанных окунанием. Погруженные продукты включают воздушные шары, перчатки и презервативы. Эпоксидированный натуральный каучук получают путем обработки натурального каучука надкислотами. Эпоксидированный натуральный каучук используется в качестве замены некоторых синтетических каучуков. Термопластичный натуральный каучук получается в результате частичной динамической вулканизации смесей полиолефинов и натурального каучука. Он находится на ранних стадиях коммерческой разработки.
Производственные процессы
Латекс из каучуковых деревьев либо доставляется потребителям в виде концентрата, либо перерабатывается в сухую резину (см. рис. 1 и рис. 2). Для технически определенного каучука один производственный процесс включает коагуляцию полевого латекса кислотой и пропускание коагулированного латекса через режущие машины и серию крепирующих валков. Молотковые мельницы или грануляторы превращают продукт в резиновую крошку, которую просеивают, промывают, сушат, упаковывают в кипы и упаковывают. Другой способ получения технически обоснованного каучука заключается в добавлении крошащего агента перед коагуляцией с последующим крошением крепирующими валками.
Рисунок 1. Сборщик каучукового дерева коагулирует собранный латекс, сначала собирая его на палку, а затем держа над чашей с дымом.
Рисунок 2. Переработка каучука на плантации в Восточном Камеруне
Ребристые копченые листы производятся путем пропускания коагулированного латекса через ряд валиков для получения тонких листов с тиснением в виде ребристого рисунка. Ребристый рисунок служит главным образом для увеличения площади поверхности материала и облегчения его высыхания. Листы консервируют, помещая их в коптильню при температуре 60ºC на неделю, визуально оценивают, сортируют и упаковывают в тюки.
Рецептуры компаундов, используемые для натуральных каучуков, в основном такие же, как и для большинства ненасыщенных синтетических каучуков. Могут потребоваться ускорители, активаторы, антиоксиданты, наполнители, пластификаторы и вулканизирующие агенты, в зависимости от того, какие свойства желательны для конечного соединения.
Опасности, возникающие при использовании механизированных методов производства (т. е. валков и центрифуг), требуют строгого контроля безопасности при установке, использовании и техническом обслуживании, включая внимание к ограждению машины. При использовании химикатов для обработки следует соблюдать соответствующие меры предосторожности. Следует обратить внимание на использование соответствующих поверхностей для ходьбы и работы, чтобы предотвратить скольжение, спотыкание и падение. Сотрудники должны пройти обучение безопасным методам работы. Требуется строгий контроль для предотвращения несчастных случаев, связанных с использованием тепла в качестве вспомогательного средства при отверждении.
Производственный процесс
На рис. 1 показан общий вид процесса производства шин.
Рисунок 1. Процесс производства шин
Компаундирование и смешение Банбери
Смеситель Banbury объединяет каучуковую массу, сажу и другие химические ингредиенты для создания однородного каучукового материала. Время, тепло и сырье являются факторами, используемыми для разработки состава материала. Ингредиенты обычно поставляются на завод в предварительно взвешенных упаковках или готовятся и взвешиваются оператором Банбери из оптовых партий. Отмеренные ингредиенты помещаются на конвейерную систему, и Banbury заряжается, чтобы начать процесс смешивания.
Сотни компонентов объединяются в резину, используемую для производства шин. Компоненты включают соединения, которые действуют как ускорители, антиоксиданты, антиозонанты, наполнители, вулканизаторы, пигменты, пластификаторы, армирующие агенты и смолы. Большинство компонентов не регламентированы и, возможно, не прошли всесторонней токсикологической оценки. В целом профессиональное воздействие сырья на предприятия Банбери сократилось за счет усовершенствования административного и инженерного контроля. Тем не менее, беспокойство остается из-за характера и количества компонентов, из которых состоит экспозиция.
Фрезерование
Формование резины начинается в процессе фрезерования. По завершении цикла смешивания Бенбери каучук помещают в капельную мельницу. В процессе фрезерования каучук формуется в плоские длинные полосы, проталкивая его через два установочных валка, вращающихся в разных направлениях с разной скоростью.
Операторы мельниц, как правило, обеспокоены опасностями, связанными с открытой работой токарных валков. На старых мельницах обычно были растяжки или стержни, за которые оператор мог тянуть, если он или она застряли в мельнице (см. Рисунок 2); современные мельницы имеют стержни корпуса примерно на уровне колен, которые автоматически срабатывают, если оператор застревает в мельницах (см. рис. 3).
Рис. 2. Старая мельница с расцепляющим стержнем, расположенным слишком высоко, чтобы быть эффективным. Однако у оператора есть большие перчатки, которые можно было бы натянуть в мельницу раньше, чем его пальцы.
Рэй С. Вудкок
Рис. 3. Мельница для линии каландра с защитным кожухом, который останавливает мельницу, если рабочие спотыкаются о нее.
Джеймс С. Фредерик
На большинстве предприятий действуют обширные аварийно-спасательные процедуры для рабочих, застрявших на заводах. Операторы мельницы подвергаются воздействию тепла и шума, а также компонентов, образующихся при нагревании резины или выделяющихся из нее) (см. навес над капельной мельницей на рис. 4).
Рис. 4. Дробилка и сушилка с навесным колпаком и растяжками
Джеймс С. Фредерик
Экструзия и каландрирование
Каландровая операция продолжает формуть каучук. Каландровая машина состоит из одного или нескольких (чаще четырех) валков, через которые продавливаются резиновые листы (см. рис. 3).
Каландровая машина имеет следующие функции:
Резиновые листы, выходящие из каландра, наматываются на барабаны, называемые «оболочками», с тканевыми прокладками, называемыми «вкладышами», для предотвращения прилипания.
Экструдер часто называют «клубнем», потому что он создает трубчатые резиновые компоненты. Экструдер работает, продавливая резину через матрицы соответствующей формы. Экструдер состоит из шнека, бочки или цилиндра, головки и матрицы. Сердечник или крестовина используются для формирования полости внутри трубки. Экструдер изготавливает большую плоскую часть протектора шины.
Операторы экструдера и каландра могут подвергаться воздействию талька и растворителей, которые используются в процессе. Кроме того, рабочие в конце операции экструзии сталкиваются с часто повторяющейся задачей размещения протектора на многоярусных тележках. Эту операцию часто называют бронированием ступеней, потому что тележка выглядит как книга, а лотки — это страницы. Конфигурация экструдера, а также вес и количество заказываемых протекторов вносят свой вклад в эргономическое воздействие этой операции. Чтобы уменьшить это, были внесены многочисленные изменения, а некоторые операции были автоматизированы.
Сборка компонентов и сборка
Сборка шин может быть высокоавтоматизированным процессом. Станок для сборки шин состоит из вращающегося барабана, на котором собираются компоненты, и подающих устройств, которые снабжают производителя шин компонентами для сборки (см. рис. 5). Компоненты шины включают борта, слои, боковые стенки и протекторы. После сборки компонентов шину часто называют «зеленой шиной».
Рисунок 5. Оператор, собирающий шину на одноступенчатом шиномонтажном станке
Сборщики шин и другие рабочие в этой области процесса подвергаются ряду повторяющихся операций движения. Компоненты, часто в тяжелых рулонах, помещаются на загрузочные части сборочного оборудования. Это может потребовать большого подъема и перемещения тяжелых рулонов в ограниченном пространстве. Характер сборки также требует, чтобы производитель шин выполнял серию одинаковых или идентичных движений на каждой сборке. Производители шин используют растворители, такие как гексан, которые обеспечивают сцепление протектора и слоев резины. Воздействие растворителей вызывает озабоченность.
После сборки невулканизированную шину обрызгивают материалом на основе растворителя или воды, чтобы она не прилипала к форме для отверждения. Эти растворители потенциально подвергают опасности оператора распылителя, оператора материала и оператора вулканизирующего пресса. В настоящее время в основном используются материалы на водной основе.
Отверждение и вулканизация
Операторы вулканизационного пресса помещают сырые шины в вулканизационный пресс или на загрузочное оборудование пресса. Вулканизационные прессы, действующие в Северной Америке, бывают разных типов, сроков эксплуатации и степени автоматизации (см. рис. 6). Пресс использует пар для нагрева или отверждения сырой шины. Отверждение или вулканизация резины превращает липкий и податливый материал в нелипкое, менее податливое и долговечное состояние.
Рис. 6. Полимеризационный пресс Bago-matic McNeal для пассажиров и легких грузовиков с вентиляцией потолочным вентилятором, Акрон, Огайо, США
Джеймс С. Фредерик
При нагревании резины при отверждении или на более ранних стадиях процесса образуются канцерогенные N-нитрозамины. Следует контролировать любой уровень воздействия N-нитрозамина. Следует предпринять попытки максимально ограничить воздействие N-нитрозамина. Кроме того, пыль, газы, пары и пары загрязняют рабочую среду при нагревании, отверждении или вулканизации резины.
Осмотр и отделка
После отверждения необходимо выполнить отделочные операции и осмотр до того, как шина будет отправлена на хранение или отправлена. Финишная операция удаляет заусенцы или излишки резины с шины. Этот избыток резины остается на шине через вентиляционные отверстия в форме для отверждения. Кроме того, возможно, потребуется сошлифовать лишние слои резины с боковых стенок или выпуклых надписей на шине.
Одной из основных опасностей для здоровья, которым подвергаются рабочие при работе с отвержденной шиной, являются повторяющиеся движения. Операции по отделке или шлифовке шин обычно подвергают рабочих воздействию пыли или твердых частиц отвержденной резины (см. рис. 7). Это способствует респираторным заболеваниям у рабочих в отделочной зоне. Кроме того, существует возможность воздействия растворителя на защитную краску, которая часто используется для защиты боковин или надписей на шинах.
Рисунок 7. Пылеуловитель шлифовального круга улавливает резиновую пыль
Рэй С. Вудкок
После обработки шина готова к хранению на складе или отгрузке с завода.
Проблемы со здоровьем и безопасностью
Охрана труда и техника безопасности на предприятиях по производству шин всегда были и остаются чрезвычайно важными. Часто воздействие серьезных травм на рабочем месте затмевает опустошение, связанное с болезнями, которые могут быть связаны с воздействием вредных факторов на рабочем месте. Из-за длительных латентных периодов некоторые заболевания не проявляются до тех пор, пока работник не уйдет с работы. Кроме того, многие заболевания, которые могут быть связаны с профессиональным воздействием шинных заводов, никогда не диагностируются как связанные с профессиональной деятельностью. Но такие заболевания, как рак, по-прежнему широко распространены среди работников резиновых заводов на предприятиях по производству шин.
Многие научные исследования были проведены на рабочих предприятиях по производству шин. Некоторые из этих исследований выявили повышенную смертность от рака мочевого пузыря, желудка, легких, кроветворного и других видов рака. Эти избыточные смерти часто нельзя отнести к конкретному химическому веществу. Частично это происходит из-за воздействия на рабочем месте множества отдельных химических веществ в течение всего времени воздействия и/или комбинированного воздействия нескольких химических веществ одновременно. Также часто происходят изменения в составе материалов, используемых на шинном заводе. Эти изменения в типах и количествах компонентов резиновой смеси создают дополнительные трудности в отслеживании причинных агентов.
Другой областью беспокойства являются проблемы с дыханием или раздражение дыхательных путей у рабочих шинного завода (т. е. стеснение в груди, одышка, снижение легочной функции и другие респираторные симптомы). Было показано, что эмфизема является распространенной причиной досрочного выхода на пенсию. Эти проблемы часто возникают на участках выдержки, обработки (предварительное смешивание, взвешивание, смешивание и нагрев сырьевых ингредиентов) и окончательной отделки (проверки) на предприятиях. При обработке и отверждении химическое воздействие часто связано с многочисленными компонентами при относительно низких уровнях воздействия. Многие из отдельных компонентов, воздействию которых подвергаются рабочие, не регулируются государственными органами. Почти столько же не было должным образом проверено на токсичность или канцерогенность. Кроме того, в Соединенных Штатах рабочие шинных заводов в этих районах вряд ли будут обязаны использовать средства защиты органов дыхания. Четкой причины дыхательной недостаточности не выявлено.
Многие рабочие шинных заводов страдали от контактного дерматита, который часто не был связан с каким-либо конкретным веществом. Некоторые химические вещества, вызывающие дерматит, больше не используются при производстве шин в Северной Америке; однако многие химические вещества-заменители не были полностью оценены.
Повторяющиеся или кумулятивные травматические расстройства были определены как проблемная область в производстве шин. Повторяющиеся травматические расстройства включают теносиновит, синдром запястного канала, синовит, потерю слуха, вызванную шумом, и другие состояния, возникающие в результате повторяющихся движений, вибрации или давления. Процесс производства шин по своей сути содержит чрезмерные и многочисленные манипуляции с материалами и продуктами для значительной части производственных рабочих. В некоторых странах для решения этой проблемы на заводах внедрялось и продолжает внедряться множество усовершенствований. Многие новаторские усовершенствования были инициированы рабочими или совместными трудовыми и административными комитетами. Некоторые усовершенствования обеспечивают инженерные средства управления материалами и изделиями (см. рис. 8).
Рис. 8. Вакуумный подъемник доставляет мешки к загрузочному конвейеру смесителя Banbury, что устраняет нагрузку на спину при ручном перемещении.
Рэй С. Вудкок
Отчасти из-за реструктуризации рабочей силы средний возраст рабочих на многих шинных заводах продолжает расти. Кроме того, все больше и больше предприятий по производству шин работают непрерывно. Многие предприятия с непрерывным режимом работы предусматривают график работы по 12 часов и/или чередующиеся смены. Продолжаются исследования возможных взаимосвязей между продолжительными рабочими сменами, возрастом и кумулятивными травмами при производстве шин.
Резиновые изделия изготавливаются для бесчисленного множества применений с использованием процессов, аналогичных описанным для производства шин. Однако в продуктах, отличных от шин, используется гораздо большее разнообразие полимеров и химикатов для придания им необходимых свойств (см. таблицу 1). Соединения тщательно разработаны для снижения опасностей, таких как дерматит и нитрозамины, на фабрике и в таких продуктах, как хирургические принадлежности, респираторы и соски для детских бутылочек, которые используются в контакте с телом. Часто перерабатывающее оборудование имеет меньшие масштабы, чем при производстве шин, с большим использованием мельничного смешивания. Кровельные и полигонные мембраны изготавливаются на самых больших каландрах в мире. Некоторые компании специализируются на составлении резиновых смесей по спецификациям других компаний, которые перерабатывают их во множество различных продуктов.
Армированные изделия такие как приводные ремни, диафрагмы пневматических тормозов и обувь, изготавливаются из каландрированной резины, ткани с покрытием или корда на вращающемся барабане или стационарной форме. Отверждение обычно осуществляется путем прессования для фиксации окончательной формы, иногда с использованием давления пара и камеры или подушки безопасности, как в случае с шиной. Больше синтетических полимеров используется в продуктах, не связанных с шинами. Они не такие липкие, как натуральный каучук, поэтому для очистки и придания липкости наложенным слоям используется больше растворителя. В некоторых случаях измельчение, каландрирование и растворители или клеи обходят стороной, поскольку продукт поступает непосредственно из смесителя в экструдер с поперечной головкой для получения продукта.
Неармированные продукты формируются и отверждаются путем переноса или литья под давлением, экструдируются и отверждаются в печи с горячим воздухом или формируются в пресс-форме из предварительно вырезанной заготовки. Губчатая резина изготавливается из компонентов смеси, которые выделяют газ при нагревании.
Резиновый шланг изготавливается путем плетения, вязания или прядения армирующего шнура или проволоки на экструдированную трубу, поддерживаемую давлением воздуха или твердой оправкой, с последующим экструдированием поверх нее защитной трубы. Затем на шланг для компрессионного формования надевается покрытие из экструдированного свинца или нейлоновая поперечная обмотка, которые удаляются после отверждения, или же шланг в чистом виде помещается в паровой вулканизатор под давлением. Нейлоновая поперечная обмотка или экструдированный пластик все чаще заменяют свинец. Автомобильный изогнутый шланг разрезается и надевается на формованные оправки для отверждения; в некоторых случаях этот тяжелый ручной труд берут на себя роботы. Также существует процесс, в котором используется рубленое волокно для армирования и подвижная головка в экструдере для придания формы шлангу.
Цементы смеси из каучука и растворителя используются для покрытия ткани для множества продуктов. Толуол, этилацетат и циклогексан являются обычными растворителями. Ткань погружают в тонкий цемент, или резину можно наращивать с шагом в несколько микрометров, нанося более толстый цемент под лезвие ножа поверх валика. Отверждение производится на ротационном вулканизаторе непрерывного действия или во взрывозащищенной печи с горячим воздухом. Латексные процессы разрабатываются для тканей с покрытием для замены цемента.
Резиновые цементы также широко используются в качестве клеев. Гексан, гептан, нафта и 1,1,1-трихлорэтан являются обычными растворителями для этих продуктов, но гексан заменяют из-за его токсичности.
латекс обычно представляет собой очень щелочную суспензию натурального или синтетического каучука в воде. Формы для перчаток и воздушных шаров погружают, или латексную смесь можно вспенить для основы ковра, выдавить в раствор коагулянта уксусной кислоты и промыть, чтобы получить нить, или нанести на ткань. Продукт сушат и отверждают в печи. Натуральный каучуковый латекс широко используется в медицинских перчатках и устройствах. Перчатки опудривают кукурузным крахмалом или обрабатывают раствором хлора для уменьшения липкости поверхности. Сообщается, что неопудренные перчатки могут самовозгораться при хранении в большом количестве в жарком месте.
Опасности и меры предосторожности
Опасности при обработке резины включают воздействие горячих поверхностей, пара под давлением, растворителей, технологических добавок, паров отверждения и шума. Присыпающие агенты включают стеараты, тальк, слюду и кукурузный крахмал. Органическая пыль взрывоопасна. Отделка добавляет множество опасностей, таких как штамповка, резка, шлифовка, растворители печатных красок и щелочные или кислотные промывки для обработки поверхности.
Меры предосторожности см. в статьях «Инженерный контроль» и "Безопасность" в этой главе.
Микроволновая, электронно-лучевая и ультразвуковая вулканизация разрабатываются для выработки тепла внутри резины вместо его неэффективной передачи снаружи внутрь. Промышленность усердно работает над устранением или поиском более безопасных заменителей свинца, пылеобразующих веществ и летучих органических растворителей, а также над улучшением составов для обеспечения лучших и безопасных свойств при обработке и использовании.
Вулканизация в соляной ванне - это метод жидкостного отверждения (LCM), распространенный метод непрерывной вулканизации (CV). Методы CV желательны для производства таких продуктов, как трубки, шланги и защитная изоляция. Соль является хорошим выбором для CV-метода, так как для нее требуются относительно короткие блоки отверждения, она обладает хорошими теплообменными свойствами и может использоваться при необходимых высоких температурах (от 177 до 260°C). Также соль не вызывает окисления поверхности и легко смывается водой. Вся операция включает как минимум четыре основных процесса: каучук подается через вентилируемый (или вакуумный) экструдер с холодной подачей, транспортируется через соляную ванну, промывается и охлаждается, а затем разрезается и обрабатывается в соответствии со спецификацией. Экструдат либо погружают, либо осыпают расплавленной солью, которая представляет собой эвтектическую (легкоплавкую) смесь нитратных и нитритных солей, таких как 53% нитрата калия, 40% нитрита натрия и 7% нитрата натрия. Соляная ванна, как правило, закрыта дверцами с одной стороны и электрическими нагревательными змеевиками с другой.
Недостатком солевых ванн LCM является то, что они связаны с образованием нитрозаминов, которые предположительно являются канцерогенами для человека. Эти химические вещества образуются, когда азот (N) и кислород (O) из «нитрозирующего» соединения связываются с азотом аминогруппы (N) аминосоединения. Соли нитратов и нитритов, используемые в соляной ванне, служат нитрозирующими агентами и соединяются с аминами в резиновой смеси с образованием нитрозаминов. Резиновые смеси, которые являются предшественниками нитрозаминов, включают: сульфенамиды, вторичные сульфенамиды, дитиокарбаматы, тиурамы и диэтилгидроксиламины. Некоторые резиновые смеси на самом деле содержат нитрозамины, такие как нитрозодифениламин (НДФА), замедлитель схватывания, или динитрозопентаметилентетрамин (ДНПТ), вспенивающий агент. Эти нитрозамины слабо канцерогенны, но они могут «транс-нитрозировать» или переносить свои нитрозогруппы на другие амины с образованием более канцерогенных нитрозаминов. Нитрозамины, которые были обнаружены при работе с соляными ваннами, включают: нитрозодиметиламин (NDMA), нитрозопиридин (NPIP), нитрозоморфолин (NMOR), нитрозодиэтиламин (NDEA) и нитрозопирролидин (NPYR).
В Соединенных Штатах и Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA), и NIOSH считают NDMA профессиональным канцерогеном, но ни один из них не установил предел воздействия. В Германии существуют строгие правила воздействия нитрозаминов на рабочем месте: в промышленности общее воздействие нитрозаминов не может превышать 1 мкг/м.3. Для некоторых процессов, таких как вулканизация каучука, общее воздействие нитрозаминов не может превышать 2.5 мкг/м.3.
Устранение образования нитрозаминов в ходе CV-операций может быть осуществлено либо путем изменения рецептуры резиновых смесей, либо с использованием CV-метода, отличного от соляной ванны, такого как обработка горячим воздухом со стеклянными шариками или микроволновое отверждение. Оба изменения требуют исследований и разработок, чтобы гарантировать, что конечный продукт будет иметь все те же желаемые свойства, что и прежний резиновый продукт. Другой вариант снижения вредного воздействия – местная вытяжная вентиляция. Не только соляная ванна должна быть закрыта и должным образом вентилироваться, но и другие участки вдоль линии, такие как места резки или сверления продукта, нуждаются в достаточном техническом контроле, чтобы гарантировать, что воздействие на рабочих будет низким.
Бесцветный газ, образующийся в качестве побочного продукта при производстве этилена, 1,3-бутадиена, в основном используется в качестве исходного материала при производстве синтетического каучука (например, стирол-бутадиенового каучука (SBR) и полибутадиенового каучука) и термопластичных смол. .
Влияние на здоровье
Исследования на животных. Вдыхаемый бутадиен оказывает канцерогенное воздействие на многие органы крыс и мышей. У крыс, подвергшихся воздействию бутадиена в концентрациях 0, 1,000 или 8,000 частей на миллион в течение 2 лет, наблюдались повышенная частота опухолей и/или тенденции доза-реакция в экзокринной части поджелудочной железы, семенниках и головном мозге самцов, а также в молочной железе, щитовидной железе, матке и цистернах. железы самок. Исследования ингаляции бутадиена на мышах проводились при воздействии от 6.25 до 1,250 частей на миллион. Особо следует отметить у мышей индукцию ранних злокачественных лимфом и необычных гемангиосарком сердца. Злокачественные опухоли легких индуцировались при всех концентрациях воздействия. Другие места индукции опухоли у мышей включали печень, преддверие желудка, гардерову железу, яичник, молочную железу и препуциальную железу. Неопухолевые эффекты воздействия бутадиена на мышей включали токсичность костного мозга, атрофию яичек, атрофию яичников и токсичность для развития.
Бутадиен генотоксичен для клеток костного мозга мышей, но не крыс, вызывая увеличение сестринских хроматидных обменов, микроядер и хромосомных аберраций. Бутадиен также оказывает мутагенное действие на Сальмонелла тифимуриум в присутствии систем активации метаболизма. Мутагенная активность бутадиена объясняется его метаболизмом с мутагенными (и канцерогенными) эпоксидными промежуточными соединениями.
Исследования человека. Эпидемиологические исследования постоянно обнаруживают повышенную смертность от рака лимфатических и кроветворных органов, связанную с профессиональным воздействием бутадиена. В промышленности по производству бутадиена рост лимфосарком у производственных рабочих был сконцентрирован среди мужчин, которые впервые были приняты на работу до 1946 года. Исследование рака лимфатических и кроветворных органов в восьми учреждениях SBR выявило сильную связь между смертностью от лейкемии и воздействием бутадиена. Важными характеристиками больных лейкемией было то, что большинство из них были приняты на работу до 1960 года, работали на трех заводах и проработали в отрасли не менее 10 лет. Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало 1,3-бутадиен как вероятно канцерогенный для человека (IARC 1992).
Недавнее эпидемиологическое исследование предоставило данные, подтверждающие повышенную смертность от лейкемии среди рабочих SBR, подвергшихся воздействию бутадиена (Delzell et al., 1996). Соответствие локализации между лимфомами, индуцированными у мышей, подвергшихся воздействию бутадиена, и лимфатическими и гематопоэтическими раками, связанными с профессиональным воздействием бутадиена, заслуживает особого внимания. Кроме того, оценки риска рака у человека, полученные на основе данных о бутадиен-индуцированных лимфомах у мышей, аналогичны оценкам риска лейкемии, определенным на основе новых эпидемиологических данных.
Промышленное воздействие и контроль
Исследования воздействия в отраслях, где производится и используется бутадиен, были проведены Национальным институтом безопасности и гигиены труда США (NIOSH) в середине 1980-х годов. Воздействие было более 10 частей на миллион в 4% образцов и менее 1 части на миллион в 81% образцов. Воздействие не было однородным в рамках определенных категорий работ, и были измерены отклонения до 370 частей на миллион. Воздействие бутадиена, вероятно, было намного выше во время Второй мировой войны, когда промышленность синтетического каучука переживала бурный рост. Ограниченные пробы с заводов по производству резиновых шин и шлангов были ниже предела обнаружения (0.005 частей на миллион) (Fajen, Lunsford and Roberts 1993).
Воздействие бутадиена можно уменьшить, если следить за тем, чтобы фитинги замкнутых систем не изнашивались и не были неправильно подсоединены. Дополнительные меры по контролю потенциального воздействия включают: использование систем с замкнутым контуром для отбора проб из баллонов, использование двойных механических уплотнений для контроля утечки из негерметичных насосов, использование магнитных манометров для контроля операций по наполнению железнодорожных вагонов и использование лабораторного колпака для опорожнения баллонов. .
Производство шин и других резиновых изделий подвергает рабочих воздействию большого количества химических веществ. К ним относятся множество различных порошков, твердых веществ, масел и полимеров, используемых в качестве ингредиентов компаундов; антипригарная пыль для предотвращения прилипания; туман, дым и пары, образующиеся при нагревании и отверждении резиновых смесей; и растворители, используемые для цементов и технологических добавок. Последствия для здоровья, связанные с большинством из них, малоизвестны, за исключением того, что они обычно носят хронический характер, а не острый при типичных уровнях воздействия. Технические средства контроля обычно направлены на общее снижение уровня пыли, выбросов нагретой резины или паров отверждения, воздействию которых подвергаются рабочие. В тех случаях, когда существует воздействие определенных химических веществ, растворителей или агентов (таких как шум), которые, как известно, являются вредными, меры по контролю могут быть более целенаправленными, и во многих случаях воздействие может быть устранено.
Устранение или замена вредных материалов, возможно, является наиболее эффективным средством инженерного контроля опасностей при производстве резины. Например, β-нафтиламин, содержащийся в качестве примеси в антиоксиданте, был идентифицирован в 1950-х годах как причина рака мочевого пузыря и был запрещен. Когда-то бензол был обычным растворителем, но с 1950-х годов его заменили нафтой или белым бензином, в котором содержание бензола неуклонно снижалось (с 4-7% до обычно менее 0.1% смеси). Гептан использовался в качестве заменителя гексана и работает так же хорошо или даже лучше. Свинцовая оболочка заменяется другими материалами для отверждения шланга. Резиновые смеси разрабатываются для уменьшения дерматита при обработке и образования нитрозаминов при отверждении. Тальки, используемые для предотвращения липкости, выбираются из-за низкого содержания асбеста и кремнезема.
Резиновая смесь
Местная вытяжная вентиляция используется для борьбы с пылью, туманом и парами при приготовлении и смешивании резиновых смесей, а также в процессах отделки, связанных с полировкой и шлифовкой резинотехнических изделий (см. рис. 1). При надлежащих методах работы и конструкции вентиляции воздействие пыли обычно значительно ниже 2 мг/м.3. Эффективное техническое обслуживание фильтров, вытяжек и механического оборудования является важным элементом технического контроля. Конкретные конструкции вытяжек приведены в руководстве по вентиляции Американской конференции правительственных специалистов по промышленной гигиене и в руководстве по вентиляции Британской ассоциации исследований каучука и пластмасс (ACGIH 1995).
Рис. 1. Вытяжной колпак предотвращает выброс дыма при чистовой отливке труб на заводе резинотехнических изделий в Италии.
Смешиваемые химические вещества традиционно зачерпываются из контейнеров в небольшие мешочки на весах, затем помещаются на конвейер для заливки в смеситель или на мельницу. Воздействие пыли контролируется щелевым колпаком с боковой тягой за весами (см. рис. 2). а в некоторых случаях крышками с прорезями на краю складских бункеров. Борьба с пылью в этом процессе улучшается за счет замены порошков более крупными или гранулированными формами, путем объединения ингредиентов в одном (часто термосвариваемом) пакете и путем автоматической подачи соединений из бункера для хранения в мешок для передачи или непосредственно в мешок для переноса. Смеситель. Методы работы оператора также сильно влияют на степень воздействия пыли.
Рис. 2. Щелевая местная вытяжная вентиляция на станции взвешивания компаундов
Смесителю Banbury требуется эффективный кожух для улавливания пыли при зарядке и сбора паров и масляного тумана, исходящих от нагретой резины при ее смешивании. Хорошо спроектированные вытяжки часто разрушаются из-за сквозняков от вентиляторов на пьедестале, используемых для охлаждения оператора. Имеется механизированное оборудование для переноса мешков с поддонов на загрузочный конвейер.
Мельницы снабжены навесными колпаками для улавливания выбросов масляного тумана, паров и дыма, поднимающихся от горячей резины. Если кожухи не закрыты, они менее эффективны для улавливания пыли, когда смеси смешиваются на мельнице или мельница посыпается антипригарными порошками (см. рис. 3). Они также чувствительны к сквознякам от вентиляторов на пьедестале или неправильно направленному подпиточному воздуху общей вентиляции. Была использована двухтактная конструкция, при которой перед оператором размещается воздушная завеса, направленная вверх, в навес. Мельницы часто поднимают, чтобы точка захвата валков находилась вне досягаемости оператора, и у них также есть растяжка или стержень перед оператором, чтобы остановить мельницу в аварийной ситуации. Надеваются громоздкие перчатки, которые втягиваются в зажим до того, как будут захвачены пальцы.
Рисунок 3. Занавес на краю навеса над смесительной мельницей помогает удерживать пыль.
Резиновые плиты, снятые с мельниц и каландров, покрываются специальным покрытием, предотвращающим их слипание. Иногда это делается путем присыпания резины порошком, но теперь чаще это делается путем погружения ее в водяную баню (см. рис. 4). Нанесение антипригарного состава таким образом значительно снижает воздействие пыли и упрощает уборку.
Рисунок 4. Резиновая полоса, взятая с завода Banbury периодического действия, проходит через водяную баню для нанесения состава, препятствующего прилипанию.
Рэй С. Вудкок
Пыль и дым отводятся в пылеуловители рукавного или патронного типа. В крупных установках воздух иногда рециркулирует обратно на завод. В этом случае необходимо оборудование для обнаружения утечек, чтобы убедиться, что загрязняющие вещества не рециркулируют. Запахи некоторых ингредиентов, таких как животный клей, делают рециркуляцию воздуха нежелательной. Резиновая пыль легко воспламеняется, поэтому важно учитывать пожаро- и взрывозащиту воздуховодов и пылесборников. Сера и взрывоопасная пыль, такая как кукурузный крахмал, также имеют особые требования к противопожарной безопасности.
Обработка резины
Местные вытяжные шкафы часто используются на головках экструдеров для улавливания тумана и паров от горячего экструдера, которые затем могут быть направлены в водяную баню для его охлаждения и подавления выбросов. Вытяжные шкафы также используются во многих других точках выбросов на заводе, таких как измельчители, погружные резервуары и лабораторное испытательное оборудование, где загрязнители воздуха могут легко собираться у источника.
Количество и физическая конфигурация строительных станций для шин и других продуктов обычно делают их непригодными для местной вытяжной вентиляции. Хранение растворителей в закрытых контейнерах, насколько это возможно, наряду с осторожностью при работе и адекватным объемом разбавляющего воздуха в рабочей зоне, важны для поддержания низкого уровня воздействия. Чтобы свести к минимуму контакт с кожей, используются перчатки или аппликаторы.
Отвердительные прессы и вулканизаторы выделяют большое количество горячих вулканизационных паров, когда они открыты. Большая часть видимого излучения представляет собой масляный туман, но смесь также богата многими другими органическими соединениями. Разбавляющая вентиляция является наиболее часто используемой мерой контроля, часто в сочетании с вытяжными колпаками или ограждениями с занавесками над отдельными вулканизаторами или группами прессов. Требуются большие объемы воздуха, который, если его не заменить адекватным добавочным воздухом, может нарушить работу вентиляции и вытяжек в смежных зданиях или отделах. Операторы должны находиться вне колпака или кожуха. Если они должны находиться под вытяжкой, над их рабочими местами можно разместить вентиляторы с нисходящим потоком свежего воздуха. В противном случае замещающий воздух должен подаваться рядом с ограждениями, но не направляться в навес. Британский предел воздействия на рабочем месте паров отверждения резины составляет 0.6 мг / м .3 из растворимого в циклогексане материала, что обычно осуществимо при хорошей практике и конструкции вентиляции.
Изготовление и нанесение резинового клея предъявляет особые требования к техническому контролю для растворителей. Смесительные маслобойки герметизированы и вентилируются в систему регенерации растворителя, а разбавляющая вентиляция контролирует уровень паров в рабочей зоне. Наибольшее воздействие на оператора происходит при попытке очистить маслобойки. При нанесении резинового клея на ткань сочетание местной вытяжной вентиляции в местах выброса, закрытых контейнеров, общей вентиляции в рабочем помещении и правильно направленного подпиточного воздуха контролирует воздействие на рабочих. Сушильные печи выпускаются напрямую, или иногда воздух рециркулируется в печи до того, как она будет вытянута. Системы рекуперации растворителей с адсорбцией углерода являются наиболее распространенными устройствами очистки воздуха. Восстановленный растворитель возвращается в процесс. Стандарты противопожарной защиты требуют, чтобы концентрация легковоспламеняющихся паров в печи поддерживалась на уровне ниже 25 % нижнего предела взрываемости (НПВ), если не обеспечивается непрерывный мониторинг и автоматическое управление, гарантирующие, что концентрация паров не превышает 50 % НПВ (NFPA 1995).
Автоматизация процессов и оборудования часто снижает воздействие переносимых по воздуху загрязняющих веществ и физических агентов, размещая оператора на большем расстоянии, ограничивая источник или уменьшая возникновение опасности. Меньшая физическая нагрузка на тело также является важным преимуществом автоматизации процессов и обработки материалов.
борьба с шумом
Значительное шумовое воздействие часто исходит от такого оборудования, как плетельные и ленточно-шлифовальные станки, отверстия для выпуска воздуха, утечки сжатого воздуха и утечки пара. Шумопоглощающие кожухи эффективны для плетельных и шлифовальных станков. Очень эффективные глушители изготавливаются для отверстий для выпуска воздуха. В некоторых случаях порты могут быть подключены к общему коллектору, который выходит в другом месте. Воздушный шум от утечек часто можно уменьшить за счет лучшего обслуживания, ограждения, конструкции или передовых методов работы, чтобы ограничить шумовой цикл.
Практика работы
Чтобы предотвратить дерматит и аллергию на резину, химикаты для резины и свежие партии резины не должны контактировать с кожей. В тех случаях, когда технических мер недостаточно для этого, следует использовать перчатки с длинными рукавами или перчатки и рубашки с длинными рукавами, чтобы не допустить попадания порошка и резиновых пластин на кожу. Рабочая одежда должна храниться отдельно от уличной одежды. Перед переодеванием в уличную одежду рекомендуется принять душ, чтобы удалить с кожи остатки загрязнений.
Иногда может потребоваться и другое защитное оборудование, такое как защита органов слуха и респираторы. Однако передовая практика требует, чтобы приоритет всегда отдавался замене или другим инженерным решениям для снижения опасного воздействия на рабочем месте.
Безопасность мельницы
Мельницы и каландры широко используются в резиновой промышленности. Несчастные случаи с защемлением (защемление вращающимися валками) представляют собой серьезную угрозу безопасности при эксплуатации этих машин. Кроме того, существует вероятность несчастных случаев при ремонте и техническом обслуживании этих и других машин, используемых в резиновой промышленности. В этой статье обсуждаются эти угрозы безопасности.
В 1973 году в Соединенных Штатах Национальный объединенный промышленный совет по производству резины пришел к выводу, что для точек защемления во время движения предохранительное устройство, зависящее от действий оператора, не может рассматриваться как эффективный метод предотвращения несчастных случаев. Особенно это касается заводов резиновой промышленности. К сожалению, мало что было сделано для принудительного изменения кода. В настоящее время существует только одно защитное устройство, для активации которого не требуется действия оператора. Кузовной стержень — это единственное широко распространенное автоматическое устройство, которое является эффективным средством предотвращения несчастных случаев на мельнице. Однако даже боди-бар имеет ограничения и не может использоваться во всех случаях, если только не будут внесены изменения в оборудование и методы работы.
Проблема безопасности мельницы непростая; возникает несколько основных вопросов:
Высота мельницы влияет на то, где оператор работает с мельницей. Для мельниц менее
1.27 м, если рост оператора превышает 1.68 м, существует тенденция работать слишком высоко на фрезе или слишком близко к зажиму. Это обеспечивает очень короткое время реакции автоматической системы безопасности на остановку мельницы.
Размер оператора также определяет, насколько близко оператор должен подходить к забою мельницы, чтобы работать с мельницей. Операторы бывают разных размеров и часто должны работать на одной и той же мельнице. В большинстве случаев регулировка предохранительных устройств мельницы не производится.
Вспомогательное оборудование, такое как конвейеры или погрузчики, часто может конфликтовать со страховочными тросами и веревками. Несмотря на противоречащие нормы, часто страховочный трос или трос перемещают, чтобы обеспечить работу вспомогательного оборудования. Это может привести к тому, что оператор будет работать на мельнице с страховочным тросом за головой оператора.
В то время как высота мельницы и вспомогательное оборудование влияют на то, как работает мельница, есть и другие факторы, влияющие на картину. Если под смесителем нет смесительного валка для равномерного распределения каучука на мельнице, оператору придется физически перемещать каучук с одной стороны мельницы на другую вручную. Смешивание и перемещение резины подвергает оператора повышенному риску деформации или растяжения связок в дополнение к опасности защемления фрезы.
Клейкость или липкость ложи представляет дополнительную опасность. Если резина прилипает к валку прокатного стана и оператору приходится стягивать ее с вала, защитная балка становится угрозой безопасности. Операторы мельниц с горячей резиной должны носить перчатки. Операторы мельниц используют ножи. Липкая заготовка может схватиться за нож, перчатку или голую руку и потянуть ее к рабочему зазору мельницы.
Даже автоматическое предохранительное устройство не будет эффективным, если мельница не будет остановлена до того, как оператор достигнет рабочей зоны мельницы. Минимум раз в неделю необходимо проверять тормозной путь и проверять тормоза в начале каждой смены. Динамические электрические тормоза необходимо регулярно проверять. Если переключатель нуля не отрегулирован должным образом, мельница будет двигаться вперед и назад, что приведет к повреждению мельницы. В некоторых случаях дисковые тормоза предпочтительнее. При использовании электрических тормозов проблема может возникнуть, если оператор нажал кнопку остановки мельницы, а затем попытался выполнить аварийную остановку мельницы. На некоторых мельницах аварийная остановка не работает после нажатия кнопки остановки мельницы.
Были внесены некоторые коррективы, которые повысили безопасность мельницы. Следующие шаги значительно снизили риск травм при работе на мельницах:
В настоящее время существуют технологии для повышения безопасности мельниц. В Канаде, например, резиновый завод не может работать без корпуса на рабочей поверхности или перед заводом. Странам, получающим старое оборудование из других стран, необходимо адаптировать оборудование к своей рабочей силе.
Каландр Безопасность
Каландры имеют множество конфигураций машин и вспомогательного оборудования, что затрудняет определение безопасности каландра. Более подробное исследование безопасности каландров см. в Национальном объединенном промышленном совете по производству резины (1959, 1967).
К сожалению, при передаче каландра или любого другого оборудования из одной компании в другую или из одной страны в другую часто не включается история аварии. Это привело к отмене охранников и к опасным методам работы, которые были изменены из-за предыдущего инцидента. Это привело к тому, что история повторяется, и несчастные случаи, которые произошли в прошлом, повторяются. Еще одна проблема — язык. Машины с элементами управления и инструкциями на языке, отличном от языка страны пользователя, затрудняют безопасную эксплуатацию.
Каландры увеличили скорость. Тормозная способность этих машин не всегда успевала за техникой. Особенно это касается валков каландра. Если эти валки не могут быть остановлены на рекомендуемом тормозном пути, необходимо использовать дополнительный метод защиты сотрудников. При необходимости каландр должен быть оснащен датчиком, который будет замедлять работу машины при приближении к валкам во время работы. Это оказалось очень эффективным средством предотвращения приближения сотрудников к валкам во время работы машины.
Некоторые из других основных областей, определенных Национальным объединенным промышленным советом, по-прежнему являются источником травм:
Эффективная, хорошо понятная программа блокировки (см. ниже) во многом поможет уменьшить или исключить травмы при устранении замятий или регулировке материала во время работы машины. Устройства приближения, которые замедляют валки при приближении к ним, могут помочь предотвратить попытку регулировки.
Травмы от укусов при беге остаются проблемой, особенно при заводке. Скорости при наматывании должны регулироваться, чтобы обеспечить медленный пуск в начале рулона. Предохранители должны быть доступны в случае возникновения проблемы. Устройство, которое замедляет вращение рулона при приближении к нему, препятствует попыткам поправить подкладку или ткань во время намотки. Телескопические валки представляют собой особое искушение даже для опытных операторов.
Проблема инцидентов, связанных с закручиванием нити, увеличилась с увеличением скорости и сложности каландрового поезда и количества вспомогательного оборудования. Здесь важно наличие единой линии управления и хорошей связи. Оператор может не видеть весь экипаж. Все должны быть учтены, а коммуникации должны быть четкими и понятными.
Потребность в хорошей связи имеет важное значение для безопасной работы, когда задействован экипаж. Критические моменты наступают, когда выполняются регулировки или когда машина запускается в начале цикла или после остановки, вызванной проблемой.
Ответом на эти проблемы является хорошо обученный персонал, который понимает проблемы работы каландра, система технического обслуживания, которая поддерживает все предохранительные устройства в рабочем состоянии, и система, которая проверяет и то, и другое.
Блокировка машины
Концепция блокировки машины не нова. В то время как блокировка была общепринятой в программах технического обслуживания, очень мало было сделано для того, чтобы получить признание в области эксплуатации. Частью проблемы является признание опасности. Типичный стандарт блокировки требует, чтобы «если неожиданное движение оборудования или высвобождение энергии могло привести к травме работника, то это оборудование должно быть заблокировано». Блокировка не ограничивается электрической энергией, и не вся энергия может быть заблокирована; некоторые вещи должны быть заблокированы, трубы должны быть отсоединены и заглушены, избыточное давление должно быть сброшено. В то время как концепция локаута рассматривается в некоторых отраслях как образ жизни, другие отрасли не приняли ее из-за страха перед стоимостью локаута.
Центральное место в концепции блокировки занимает контроль. Там, где человек может получить травму в результате движения, источник(и) питания должен быть отключен, и лицо или лица, подвергающиеся риску, должны иметь контроль. Все ситуации, требующие блокировки, определить непросто. Даже когда они выявлены, изменить методы работы непросто.
Другим ключом к программе блокировки, который часто упускают из виду, является легкость, с которой машина или линия могут быть заблокированы или отключено питание. Старое оборудование не проектировалось и не устанавливалось с учетом блокировки. На некоторых машинах устанавливался один выключатель на несколько машин. Другие машины имеют несколько источников питания, что усложняет блокировку. Чтобы усугубить эту проблему, выключатели в диспетчерской часто меняют или питают дополнительное оборудование, а документация об изменениях не всегда актуальна.
В резиновой промышленности повсеместно применяется блокировка при техническом обслуживании. Хотя концепция защиты себя от опасностей неожиданного движения не нова, универсальное использование локаута таково. В прошлом обслуживающий персонал использовал различные средства для защиты. Эта защита не всегда была последовательной из-за других факторов, таких как производство, и не всегда была эффективной. Для некоторого промышленного оборудования ответ на блокировку является сложным и непростым для понимания.
Шинный пресс является примером оборудования, для которого нет единого мнения о точном времени и методе блокировки. В то время как полная блокировка пресса для капитального ремонта является простой задачей, нет единого мнения относительно блокировки таких операций, как замена пресс-формы и камеры, очистка пресс-формы и устранение заедания оборудования.
Шиномонтажный станок — еще один пример сложности с соблюдением правил блокировки. Многие травмы в этой области были нанесены не обслуживающему персоналу, а операторам и шиномонтажникам, проводившим регулировку, замену барабанов, погрузку или разгрузку запасов или устранение заедания оборудования, а также уборщикам, чистившим оборудование.
Трудно иметь успешную программу локаута, если локаут отнимает много времени и труден. Там, где это возможно, на оборудовании должны быть доступны средства отключения, которые облегчают идентификацию и могут исключить или уменьшить вероятность того, что кто-то окажется в опасной зоне, когда энергия возвращается к оборудованию. Даже с изменениями, облегчающими идентификацию, блокировка не может считаться завершенной, если не будет проведена проверка, чтобы убедиться, что используются правильные устройства отключения питания. В случае работы с электропроводкой после вытягивания разъединителя следует провести проверку, чтобы убедиться, что все питание отключено.
Эффективная программа блокировки должна включать следующее:
В 1920-х и 1930-х годах отчеты из Соединенного Королевства показали, что у рабочих, работающих с каучуком, уровень смертности был выше, чем у населения в целом, и что избыточная смертность была вызвана раком. Тысячи различных материалов используются в производстве резиновых изделий, и неизвестно, какие из них могут быть связаны с избыточной смертностью в отрасли. Постоянная забота о здоровье рабочих, работающих с каучуком, привела к созданию совместных программ исследований гигиены труда между компаниями и профсоюзами в каучуковой промышленности США в Гарвардском университете и Университете Северной Каролины. Исследовательские программы продолжались в течение десятилетия 1970-х годов, после чего они были вытеснены совместно спонсируемыми компаниями и профсоюзами программами наблюдения и поддержания здоровья, основанными, по крайней мере частично, на результатах исследований.
Работа в рамках Гарвардской исследовательской программы в основном была сосредоточена на изучении смертности в резиновой промышленности (Monson and Nakano, 1976a, 1976b; Delzell and Monson, 1981a, 1981b; Monson and Fine, 1978) и на респираторных заболеваниях среди рабочих, работающих с резиной (Fine and Peters, 1976a, 1976b, 1976c). ; Файн и др., 1976). Опубликован обзор Гарвардского исследования (Peters et al., 1976).
Группа Университета Северной Каролины занимается сочетанием эпидемиологических и экологических исследований. Первые усилия были в основном посвящены описательным исследованиям смертности рабочих, работающих с каучуком, и исследованию условий труда (McMichael, Spirtas and Kupper, 1974; McMichael et al., 1975; Andjelkovich, Taulbee and Symons, 1976; Gamble and Spirtas, 1976; Williams et al., 1980). ; Ван Эрт и др., 1980). Однако основное внимание уделялось аналитическим исследованиям взаимосвязей между воздействием вредных факторов на рабочем месте и болезнями (McMichael et al., 1976a; McMichael et al., 1976b; McMichael, Andjelkovich and Tyroler, 1976; Lednar et al., 1977; Blum et al., 1979). ; Голдсмит, Смит и МакМайкл, 1980; Вольф и др., 1981; Чековей и др., 1981; Саймонс и др., 1982; Делзелл, Анджелкович и Тайролер, 1982; Арп, Вольф и Чековей, 1983; Чековей и др., 1984; Анджелкович и др. 1988). Заслуживают внимания результаты, касающиеся связи между воздействием паров углеводородных растворителей и раком (McMichael et al., 1975; McMichael et al., 1976b; Wolf et al., 1981; Arp, Wolf and Checkoway, 1983; Checkoway et al., 1984) и связи между воздействием переносимые по воздуху твердые частицы и легочная недостаточность (McMichael, Andjelkovich and Tyroler, 1976; Lednar et al., 1977).
В Университете Северной Каролины первоначальные аналитические исследования лейкемии среди рабочих, занимающихся производством каучуков, показали избыточные случаи среди рабочих, которые в прошлом работали на работах, на которых использовались растворители (McMichael et al., 1975). Немедленно возникло подозрение на воздействие бензола, широко распространенного растворителя в резиновой промышленности много лет назад и признанной причины лейкемии. Более подробный анализ, однако, показал, что избыточные лейкозы, как правило, были лимфоцитарными, в то время как воздействие бензола обычно ассоциировалось с миелобластным типом (Wolf et al., 1981). Было высказано предположение, что в этом мог быть замешан какой-то агент, отличный от бензола. Очень тщательный обзор записей об использовании растворителей и источников их поставок для одной крупной компании показал, что использование растворителей на основе угля, включая бензол и ксилол, имело гораздо более сильную связь с лимфоцитарной лейкемией, чем использование растворителей на нефтяной основе. Арп, Вольф и Чековей, 1983). Растворители на основе угля обычно загрязнены многоядерными ароматическими углеводородами, в том числе соединениями, вызывающими лимфоцитарную лейкемию у экспериментальных животных. Дальнейший анализ в этом исследовании показал еще более сильную связь лимфоцитарного лейкоза с воздействием сероуглерода и четыреххлористого углерода, чем с воздействием бензола (Checkoway et al., 1984). Воздействие бензола опасно, и воздействие бензола на рабочих местах должно быть устранено или сведено к минимуму, насколько это возможно. Однако вывод о том, что отказ от использования бензола в производстве каучука устранит в будущем случаи лейкемии, особенно лимфоцитарной лейкемии, среди рабочих, работающих с каучуком, может быть неверным.
Специальные исследования, проведенные в Университете Северной Каролины среди рабочих-каучуков, вышедших на пенсию по инвалидности, показали, что инвалидизирующие легочные заболевания, такие как эмфизема, с большей вероятностью возникали среди людей, имевших опыт работы в области обработки, подготовки к обработке, отделки и контроля, чем среди людей. работники других профессий (Леднар и др., 1977). Все эти рабочие зоны связаны с воздействием пыли и паров, которые можно вдыхать. В этих исследованиях было обнаружено, что курение в анамнезе, как правило, более чем в два раза увеличивает риск выхода на пенсию по легочной инвалидности, даже на пыльных работах, которые сами по себе ассоциировались с инвалидностью.
Эпидемиологические исследования проводились в каучуковой промышленности Европы и Азии (Fox, Lindars and Owen 1974; Fox and Collier 1976; Nutt 1976; Parkes et al. 1982; Sorahan et al. 1986; Sorahan et al. 1989; Kilpikari et al. 1982; Kilpikari 1982; Bernardinelli, Marco and Tinelli 1987; Negri et al. 1989; Norseth, Anderson and Giltvedt 1983; Szeszenia-Daborowaska et al. 1991; Solionova and Smulevich 1991; Gustavsson, Hogstedt and Holmberg 1986; Wang 1984 et al. ; Zhang et al., 1989) примерно в то же время и продолжились после исследований Гарварда и Университета Северной Каролины в США. Обычно сообщалось об обнаружении избыточного рака в различных местах. Несколько исследований показали избыточный рак легких (Fox, Lindars and Owen, 1974; Fox and Collier, 1976; Sorahan et al., 1989; Szeszenia-Daborowaska et al., 1991; Solionova and Smulevich, 1991; Gustavsson, Hogstedt and Holmberg, 1986; Wang et al.). , 1984), связанный в некоторых случаях с историей работы в области лечения. Этот вывод повторился в некоторых исследованиях в США (Monson and Nakano 1976a; Monson and Fine 1978), но не в других (Delzell, Andjelkovich and Tyroler 1982; Andjelkovich et al. 1988).
Сообщалось о смертности среди группы рабочих немецкой резиновой промышленности (Weiland et al., 1996). Смертность от всех причин и от всех видов рака была значительно выше в когорте. Выявлены статистически значимые превышения смертности от рака легкого и от рака плевры. Превышение смертности от лейкемии среди немецких резиновых рабочих почти не достигало статистической значимости.
Исследование случай-контроль рака лимфатических и кроветворных органов на восьми предприятиях по производству стирол-бутадиенового каучука (SBR) выявило сильную связь между смертностью от лейкемии и воздействием бутадиена. IARC пришло к выводу, что 1,3-бутадиен, вероятно, канцерогенен для человека (IARC 1992). Более позднее эпидемиологическое исследование предоставило данные, подтверждающие повышенную смертность от лейкемии среди рабочих SBR, подвергшихся воздействию бутадиена (Delzell et al., 1996).
За прошедшие годы эпидемиологические исследования среди работников резиновой промышленности привели к выявлению опасностей на рабочем месте и улучшению контроля над ними. Областью профессиональных эпидемиологических исследований, которая в настоящее время больше всего нуждается в улучшении, является оценка прошлых воздействий на испытуемых. В этой области наблюдается прогресс как в методах исследования, так и в базах данных. Хотя остаются вопросы относительно причинно-следственных связей, продолжающийся эпидемиологический прогресс, несомненно, приведет к дальнейшему совершенствованию контроля за воздействием в резиновой промышленности и, следовательно, к постоянному улучшению здоровья работников резиновой промышленности.
Благодарность: я хотел бы отметить новаторские усилия Питера Боммарито, бывшего президента Объединенного профсоюза работников резиновой промышленности, который в первую очередь отвечал за проведение исследований в резиновой промышленности США в 1970-х и 1980-х годах, посвященных здоровью работников резиновой промышленности.
Контактный дерматит
Неблагоприятные кожные реакции часто отмечаются среди рабочих, имеющих прямой контакт с каучуком и сотнями химических веществ, используемых в резиновой промышленности. Эти реакции включают раздражающий контактный дерматит, аллергический контактный дерматит, контактную крапивницу (крапивницу), обострение ранее существовавших кожных заболеваний и другие менее распространенные кожные заболевания, такие как кожный фолликулит, ксероз (сухость кожи), потница (потница) и депигментацию от некоторых производные фенола.
Раздражающий контактный дерматит является наиболее частой реакцией и вызывается либо острым воздействием сильных химических веществ, либо кумулятивным воздействием более слабых раздражителей, таких как те, которые обнаруживаются при влажной работе и многократном использовании растворителей. Аллергический контактный дерматит представляет собой замедленный тип аллергической реакции на ускорители, вулканизаторы, антиоксиданты и антиозонанты, добавляемые при производстве каучука. Эти химические вещества часто присутствуют в конечном продукте и могут вызывать контактный дерматит как у пользователей конечного продукта, так и у рабочих, занимающихся производством резины, особенно в Банбери, операторов каландров и экструдеров, а также сборщиков.
Некоторые рабочие заражаются контактным дерматитом в результате воздействия на работе, не позволяющей носить одежду химзащиты (ХЗК). У других рабочих также развивается аллергия на сам CPC, чаще всего из-за резиновых перчаток. Действительный положительный кожный тест на подозреваемый аллерген является ключевым медицинским тестом, который используется для дифференциации аллергического контактного дерматита от раздражающего контактного дерматита. Важно помнить, что аллергический контактный дерматит может сосуществовать с раздражающим контактным дерматитом, а также с другими кожными заболеваниями.
Дерматит можно предотвратить путем автоматизированного смешивания и предварительного смешивания химических веществ, обеспечения вытяжной вентиляции, замены известных контактных аллергенов альтернативными химическими веществами и улучшения обращения с материалами для уменьшения контакта с кожей.
Натуральный каучуковый латекс (NRL) Аллергия
Аллергия на NRL представляет собой опосредованную иммуноглобулином Е немедленную аллергическую реакцию типа I, чаще всего из-за белков NRL, присутствующих в медицинских и немедицинских латексных устройствах. Спектр клинических признаков варьирует от контактной крапивницы, генерализованной крапивницы, аллергического ринита (воспаление слизистой оболочки носа), аллергического конъюнктивита, ангионевротического отека (сильный отек) и астмы (свистящее дыхание) до анафилаксии (тяжелая, опасная для жизни аллергическая реакция). Люди с самым высоким риском — это пациенты с расщеплением позвоночника, медицинские работники и другие работники, подвергающиеся значительному воздействию NRL. Предрасполагающими факторами являются экзема рук, аллергический ринит, аллергический конъюнктивит или астма у лиц, которые часто носят перчатки, воздействие NRL на слизистые оболочки и множественные хирургические процедуры. В Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США поступили сообщения о 1980 случаях смерти в результате воздействия NRL во время обследований с помощью бариевой клизмы. Таким образом, путь воздействия белков NRL важен и включает прямой контакт с неповрежденной или воспаленной кожей и слизистыми оболочками, включая вдыхание порошка для перчаток, содержащего NRL, особенно в медицинских учреждениях и операционных. В результате аллергия на NRL является серьезной мировой проблемой медицины, гигиены труда, общественного здравоохранения и регулирования, при этом число случаев резко возросло с середины XNUMX-х годов.
Настоятельно рекомендуется диагностировать аллергию на NRL, если в анамнезе имеется ангионевротический отек губ при надувании баллонов и/или зуд, жжение, крапивница или анафилаксия при надевании перчаток, проведении хирургических, медицинских и стоматологических процедур или после использования презервативов или других средств. устройства НРЛ. Диагноз подтверждается либо положительным тестом на ношение или использование перчаток NRL, действительным положительным внутрикожным прик-тестом на NRL или положительным анализом крови RAST (радиоаллергосорбентный тест) на аллергию на латекс. Тяжелые аллергические реакции произошли в результате испытаний на укол и износ; Адреналин и реанимационное оборудование, свободное от NRL, должны быть доступны во время этих процедур.
Аллергия NRL может быть связана с аллергическими реакциями на фрукты, особенно на бананы, каштаны и авокадо. Гипосенсибилизация к NRL пока невозможна, поэтому необходимо избегать и замещать NRL. Профилактика и борьба с аллергией на NRL включают отказ от латекса в медицинских учреждениях для пострадавших работников и пациентов. Должны быть доступны заменители синтетических перчаток, отличных от NRL, и во многих случаях коллеги должны носить низкоаллергенные перчатки NRL, чтобы приспособиться к тем, у кого аллергия на NRL, чтобы свести к минимуму симптомы и уменьшить индукцию аллергии на NRL. Для борьбы с аллергией на латекс необходимо постоянное сотрудничество между правительством, промышленностью и медицинскими работниками. Здравоохранение главы.
Эргономика – это наука об оценке отношений между работниками и их рабочей средой. Эта наука включает в себя не только оценку скелетно-мышечного риска из-за дизайна работы, но также включает рассмотрение когнитивных процессов, вовлеченных в работу, которые могут привести к человеческим ошибкам.
Было установлено, что рабочие места в резиновой и шинной промышленности связаны с повышенным риском определенных видов заболеваний опорно-двигательного аппарата. В частности, травмы спины кажутся заметными. Выборка рабочих мест, связанных с погрузочно-разгрузочными работами в шинной и резиновой промышленности, показала, что на работах с высоким риском уровень травматизма в области поясницы примерно на 50% выше, чем в обычной промышленности. Оценка рабочих мест показывает, что эти проблемы обычно возникают при ручной транспортировке резиновых изделий. Эти рабочие места включают операции по переработке резины (Banbury), сборщики шин, отделочные работы по шинам и транспортировщики шин как на заводе, так и на складе. Проблемы с запястьем, такие как туннельный синдром запястья и тендосиновит, также проявляются при изготовлении шин. Изучение операций по производству шин показывает, что можно ожидать проблем с плечевой зоной. Однако, как и ожидалось, записи о травмах, как правило, занижают риск травм плеча из-за отсутствия чувствительности к проблеме. Наконец, похоже, что в шинной промышленности существуют некоторые проблемы с когнитивной обработкой. Они очевидны в задачах проверки и часто усугубляются плохим освещением.
Есть несколько факторов риска, связанных с рабочим местом, которые, как считается, ответственны за проблемы с опорно-двигательным аппаратом в шинной и резиновой промышленности. Факторами риска являются статические, неудобные позы спины, плеч и запястий, быстрые движения в запястьях и спине, работа с большим весом, а также большие усилия, прилагаемые к туловищу при работе с большими кусками резины при сборке шин. Изучение факторов, связанных с риском возникновения заболеваний поясничного отдела позвоночника, показывает, что рабочие, работающие в шинной промышленности, работают с большим весом, чем в других областях, и эти нагрузки перемещаются на большем, чем обычно, расстоянии от тела. Кроме того, эти силы и веса часто возлагаются на тело во время асимметричных движений туловища, таких как сгибание. Продолжительность применения силы в этом виде работы также проблематична. Часто при производстве шин требуется длительное приложение силы, что со временем снижает доступную силу рабочего. Наконец, рабочие места, связанные с шинами и резиной, часто нагреваются и подвергаются воздействию грязи и пыли. Жара на рабочем месте будет иметь тенденцию к увеличению калорийности работы, тем самым увеличивая потребность в энергии. Смола и пыль на рабочем месте увеличивают вероятность того, что рабочие будут носить перчатки при выполнении своих задач. Такое использование перчаток увеличивает необходимое напряжение мышц предплечья, управляющих пальцами. Кроме того, когда рабочие носят перчатки, их сила захвата увеличивается, поскольку они не могут понять, когда предмет вот-вот выскользнет из их рук. Решения этих проблем, связанных с эргономикой, включают простую перестановку рабочего места (например, подъем или опускание рабочего места или перемещение рабочих мест, чтобы исключить большие скручивающие или боковые наклонные движения туловища; последнее часто может быть достигнуто путем переориентации исходных положений). и направления подъемных работ от поворотов на 180º до поворотов на 90º). Часто требуются более существенные изменения. Они могут варьироваться от включения регулируемых рабочих станций, таких как ножничные домкраты или подъемные столы, до включения вспомогательных подъемных устройств, таких как подъемники и краны, до полной автоматизации рабочей станции. Очевидно, что некоторые из этих решений проблемы связаны с большими затратами. Поэтому ключом к правильному эргономичному дизайну является внесение только тех изменений, которые необходимы, и определение эффекта изменения с точки зрения изменения скелетно-мышечного риска. К счастью, становятся доступными новые методы количественной оценки степени риска, связанного с данной конструкцией рабочего места. Например, сообщалось о модели риска, которая оценивает риск профессионального заболевания поясничного отдела позвоночника с учетом требований работы (Marras et al. 1993; 1995). Также были разработаны модели, которые оценивают нагрузку на позвоночник из-за динамической активности туловища (Marras and Sommerich, 1991; Granata and Marras, 1993).
Все резиновые изделия начинаются как «резиновая смесь». Резиновые смеси начинаются с каучукового полимера, натурального или одного из многих синтетических полимеров, наполнителей, пластификаторов, антиоксидантов, технологических добавок, активаторов, ускорителей и отвердителей. Многие химические ингредиенты классифицируются как опасные или токсичные химические вещества, а некоторые могут быть внесены в список канцерогенов. Обращение с этими химическими веществами и их обработка создают проблемы как для окружающей среды, так и для безопасности.
Опасные отходы
Системы вентиляции и пылесборники необходимы для рабочих, занимающихся обработкой и взвешиванием резиновых химикатов, а также для рабочих, смешивающих и перерабатывающих невулканизированную резиновую смесь. Этим работникам также могут понадобиться средства индивидуальной защиты. Материал, собранный в пылесборниках, должен быть проверен, чтобы определить, являются ли они опасными отходами. Это будут опасные отходы, если они химически активны, коррозийны, легко воспламеняются или содержат химические вещества, внесенные в список опасных отходов.
Опасные отходы должны быть перечислены в манифесте и отправлены на утилизацию на полигон опасных отходов. Неопасные отходы могут отправляться на местные санитарные свалки или на промышленные свалки, в зависимости от применимых природоохранных норм.
Загрязнение воздуха
Некоторые резиновые изделия требуют применения резинового клея в процессе производства. Резиновые клеи изготавливаются путем смешивания незатвердевшей резиновой смеси с растворителем. Растворители, используемые в этом процессе, обычно классифицируются как летучие органические соединения (ЛОС). Процессы, в которых используются летучие органические соединения, должны иметь какое-либо оборудование для контроля выбросов. Это оборудование может быть системой регенерации растворителя или термическим окислителем. Термический окислитель представляет собой систему сжигания, которая разрушает летучие органические соединения путем сжигания и обычно требует дополнительного топлива, такого как природный газ. Без оборудования для контроля выбросов летучие органические соединения могут вызывать проблемы со здоровьем на заводе и в обществе. Если летучие органические соединения являются фотохимически реактивными, они повлияют на озоновый слой.
Когда резиновые детали отверждены и сосуд для отверждения открыт, дым от отверждения вырывается из сосуда и из резиновой детали. Эти пары будут в виде дыма, пара или того и другого. Пары от отверждения могут выносить в атмосферу непрореагировавшие химические вещества, пластификаторы, смазки для форм и другие материалы. Нужен контроль выбросов.
Загрязнение земли и воды
Хранение и обращение с ЛОС должны осуществляться с особой осторожностью. В прошлые годы ЛОС хранились в подземных резервуарах для хранения, что в некоторых случаях приводило к утечкам или разливам. Утечки и/или разливы вокруг подземных резервуаров для хранения обычно приводят к загрязнению почвы и грунтовых вод, что приводит к дорогостоящему восстановлению почвы и грунтовых вод. Лучшим выбором для хранения являются надземные резервуары с хорошей вторичной защитной оболочкой для предотвращения разлива.
Отходы резины
В каждом производственном процессе есть отходы процесса и готовой продукции. Некоторая часть технологического лома может быть переработана в целевом продукте или в других процессах продукта. Однако, как только каучук вылечен или вулканизирован, его нельзя больше перерабатывать. Весь отвержденный технологический и готовый лом становится отходами. Утилизация лома или отходов резинотехнических изделий стала мировой проблемой.
Каждое домашнее хозяйство и предприятие в мире используют тот или иной тип резиновых изделий. Большинство резиновых изделий классифицируются как неопасные материалы и, следовательно, являются неопасными отходами. Однако резиновые изделия, такие как шины, шланги и другие трубчатые изделия, создают экологическую проблему, связанную с утилизацией по истечении срока их полезного использования.
Шины и трубные изделия не могут быть захоронены на свалке, потому что пустоты задерживают воздух, из-за чего продукты со временем поднимаются на поверхность. Измельчение резиновых изделий устраняет эту проблему; однако измельчение требует специального оборудования и очень дорого.
При возгорании тлеющих шин может образовываться большое количество раздражающего дыма, который может содержать широкий спектр токсичных химических веществ и твердых частиц.
Сжигание резинового лома
Одним из вариантов утилизации отходов резинотехнических изделий и технологических отходов производственных процессов является сжигание. Поначалу может показаться, что сжигание является лучшим решением для утилизации многочисленных «изношенных» резиновых изделий, существующих сегодня в мире. Некоторые компании по производству каучука рассматривают сжигание как средство утилизации отходов резиновых деталей, а также отвержденных и неотвержденных отходов производства резины. Теоретически резину можно сжигать для получения пара, который можно использовать на заводе.
К сожалению, это не так просто. Установка для сжигания отходов должна быть спроектирована таким образом, чтобы справляться с выбросами в атмосферу, и, скорее всего, потребуются скрубберы для удаления таких загрязняющих веществ, как хлор. Выбросы хлора, как правило, происходят от продуктов горения и отходов, содержащих хлоропреновые полимеры. Скрубберы производят кислотные выбросы, которые, возможно, придется нейтрализовать перед сбросом.
Почти все резиновые смеси содержат наполнители того или иного типа, такие как сажа, глины, карбонаты кальция или гидратированные соединения кремнезема. При сжигании этих резиновых смесей образуется зола, эквивалентная содержанию наполнителя в резиновой смеси. Зола собирается либо мокрыми скрубберами, либо сухими скрубберами. Оба метода должны быть проанализированы на наличие тяжелых металлов перед утилизацией. Мокрые скрубберы, скорее всего, будут производить сточные воды, содержащие от 10 до 50 частей на миллион цинка. Сброс такого большого количества цинка в канализационную систему создаст проблемы на очистных сооружениях. Если это происходит, то необходимо установить систему очистки для удаления цинка. Затем в этой системе обработки образуется цинкосодержащий шлам, который необходимо отправить на утилизацию.
Сухие скрубберы производят золу, которую необходимо собрать для утилизации. Как с влажной, так и с сухой золой трудно обращаться, и утилизация может быть проблемой, поскольку большинство полигонов не принимают этот тип отходов. Как влажная, так и сухая зола может быть очень щелочной, если сжигаемые резиновые смеси содержат большое количество карбоната кальция.
Наконец, количества вырабатываемого пара недостаточно для обеспечения полного объема, необходимого для работы завода по производству каучука. Поставки резинового лома непостоянны, и в настоящее время предпринимаются усилия по сокращению количества лома, что приведет к сокращению поставок топлива. Стоимость обслуживания мусоросжигательного завода, предназначенного для сжигания резинового лома и резиновых изделий, также очень высока.
Если принять во внимание все эти затраты, сжигание резинового лома может оказаться наименее рентабельным методом утилизации.
Заключение
Возможно, лучшим решением экологических проблем и проблем со здоровьем, связанных с производством резиновых изделий, был бы хороший технический контроль за производством и смешиванием порошкообразных химикатов, используемых в резиновых смесях, а также программы переработки всех невулканизированных и отвержденных технологических отходов и продуктов из резины. Порошкообразные химикаты, собранные в системах пылеулавливания, можно было бы добавлять обратно в резиновые смеси с помощью соответствующих технических средств контроля, что исключило бы захоронение этих химикатов на свалках.
Контролировать проблемы окружающей среды и здоровья в резиновой промышленности можно, но это не будет легко или бесплатно. Стоимость, связанная с решением экологических проблем и проблем со здоровьем, должна быть добавлена обратно к стоимости резиновых изделий.
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».