UNIVERSITATEA TEHNIC GH. ASACHI FACULTATEA DE INGINERIE CHIMIC I PROTECIA MEDIULUI IAI

Un dusman natural al spumei poliuretanice

Profesor Conf. Dr. Chim. CAMELIA MIHILESCU

STUDENT NEME BOGDAN Specializarea MMIP

CUPRINS1. GENERALITATI ........................................................................................................................................... 3 2. TOXICITATEA UNORA DINTRE MATERIILE PRIME ..................................................................................... 4 2.1. Polioli.................................................................................................................................................. 4 2.2. Diizocianai i prepolimeri izocianici .................................................................................................. 4 2.3. Aditivi i materiale auxiliare ............................................................................................................... 7 2.3.1. Catalizatori .................................................................................................................................. 7 2.3.2. Reticulani i extenderi de lan ................................................................................................... 7 2.3.3. Ageni de expandare i solveni .................................................................................................. 8 2.3.4. Ignifugani, stabilizatori i materiale de umplutur.................................................................... 8 2.3.5. Ageni de demulare din matri.................................................................................................. 8 3. PREVENIREA RISCURILOR UTILIZRII MATERIILOR PRIME, A ADITIVILOR I A MATERIALELOR AUXILIARE ASUPRA SNTII PERSONALULUI MUNCITOR ...................................................................... 9 4. BIODEGRADAREA POLIURETANILOR ....................................................................................................... 10 Bibliografie .................................................................................................................................................. 13

~2~

1. GENERALITatiPoliuretanii reprezint acei compui macromoleculari care conin ca i grupare funcional caracteristic gruparea uretanic (NHCOO). Denumirea de poliuretani are un caracter pur convenional deoarece, pe de o parte, produii nu se obin prin polimerizarea unui monomer cu structur uretanic, iar pe de alt parte, gruprile uretanice nu sunt nici pe departe preponderente n structura materialului. n mod uzual, acetia se obin prin reacia de poliadiie dintre compuii dihidroxilici (polioli poliesterici i polieterici) i diizocianai: (n + 1)HOROH + nOCNR'NCO HO[ROCONHR'NHCOO]nROH Pe lng aceste materii prime principale se mai utilizeaz n cadrul sintezei poliuretanilor i o gam larg de ali compui: care particip direct la formarea structurii poliuretanului: catalizatori, ageni de expandare, ageni de reticulare, extinderi de lan, ageni activi de suprafa; care mbuntesc unele proprieti ale poliuretanilor (aditivi): ignifugani, stabilizatori, pigmeni i colorani.

Lucrrile de pionierat referitoare la poliuretani au fost iniiate de ctre Otto Bayer n anul 1937, n laboratoarele de la I.G. Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, Germania. Datorit caracteristicilor deosebite (elasticitate, rezisten ridicat la produse petroliere, rezisten la agenii degradani, proprieti izolatoare) poliuretanii au devenit de nenlocuit n foarte multe domenii. Aceste materiale uoare, cu porozitate ridicat, pot fi utilizate ca materiale de izolare termic i acustic, ca pri de mobilier n industria mobilei, ca elemente absorbante ale ocurilor n industria auto, ca tlpi n industria de nclminte, ca mulaje ortopedice n medicin, etc. [1]. Din 1937 i pn n prezent, consumul i producia de poliuretan la nivel mondial s-a dezvoltat n mod continuu, cteva repere importante din istoria acestor polimeri fiind urmtoarele:

1940 folosirea pentru prima oar n aeronautic a spumelor poliuretanice rigide; 1941 se prepar n premier adezivi poliuretanici pentru cauciuc, metal i sticl; 1948 prima aplicaie a izolaiilor termice poliuretanice = un butoia pentru bere; 1949 apare cauciucul poliuretanic vulcanizat ce poate fi roluit; 1953 se prepar primele tlpi de nclminte i prima piele sintetic poliuretanic; 1954 se obin primele perne spumate; 1958 se introduc n fabricaie fibrele de tip Spandex; 1960 se confecioneaz panouri din oel i poliuretan de tip sandvi pentru construcii; 1966 se sintetizeaz pentru prima dat poliuretanul cu pelicul integral utilizat n obinerea tlpilor de nclminte; 1969 se utilizeaz n premier poliuretanul pentru obinerea amortizoarelor auto; 1970 se obin primele imitaii de lemn, aplicaii ortopedice i medicale poliuretanice; 1979 se prepar izolaii de tip spray pentru construcii; 1981 se obin primele aplicaii din domeniul sportului (plci pentru surf);

~3~

1985 se prepar n premier spume poliuretanice absorbante de energie pentru sigurana pasagerilor auto; 1993 se obin tuburi medicale cu perei subiri (catetere); 1995 se sintetizeaz cauciucuri pentru biciclet; 2001 se obin cauciucuri auto poliuretanice; 2004 se utilizeaz poliuretan termoplastic pentru obinerea elementelor de etanare n aeronautic [2].

Dei poliuretanii sunt mult utilizai n practic datorit proprietilor fizico-mecanice performante, totui exist o serie de aspecte legate de toxicitatea i riscurile specifice chimiei acestora, o parte fiind consemnate n continuare: unele materii prime prezint un anumit grad de toxicitate; n procesul de fabricaie se nregistreaz costuri ridicate cu energia; la fabricare, prelucrare i folosire se constat n unele cazuri emisii de gaze toxice; degajarea de produi toxici n urma descompunerii n caz de incendiu; utilizarea n procesul de fabricaie a unor compui care accelereaz descompunerea stratului de ozon i accentueaz efectul de ser; reutilizarea deeurilor poliuretanice, problem nc nerezolvat n totalitate.

2. TOXICITATEA UNORA DINTRE MATERIILE PRIMEPrincipalele materii prime utilizate n sinteza poliuretanilor sunt poliolii (polieterici sau poliesterici) i diizocianaii (sau prepolimerii izocianici), o parte dintre acetia avnd diverse grade de toxicitate. Pe lng acestea se mai utilizeaz i aditivi i materiale auxiliare.

2.1. PolioliChiar dac sunt utilizai n conformitate cu reglementrile aflate n vigoare, majoritatea poliolilor puri sunt duntori sntii. Spre exemplu, uleiul de ricin i politiolii urt mirositori folosii n trecut prezint un potenial alergic, deoarece, atunci cnd sunt manipulate aceste componente, poate fi observat durerea de cap i greaa. De asemenea, aminopolieterii pot provoca iritaii ale pielii i ale mucoaselor. De aceea, msurile de precauie care sunt aplicate uzual pentru manipularea chimicalelor trebuie s fie folosite i n cazul poliolilor. Poliolii care ajung accidental pe piele trebuie ndeprtai imediat prin tergere i prin splare cu ap din belug. Poliolii insolubili n ap pot fi ndeprtai cu polietilenglicol, spre deosebire de splarea cu solveni organici (cum ar fi acetona i clorura de metilen) care nu este permis din cauza toxicitii acestora. Dac are loc stropirea ochilor cu poliol, acetia trebuie splai imediat i n mod meticulos cu ap sau cu alte lichide adecvate (de exemplu, cu soluie de acid boric 1 2%), timp de cteva minute, iar dup aceea trebuie consultat medicul.

2.2. Diizocianai i prepolimeri izocianiciAlturi de mediul nconjurtor chimic, reactivitatea deosebit a gruprilor NCO din diizocianat sau prepolimer se manifest i n mediul biologic. Astfel, gruparea NCO poate reaciona cu gruprile NH2 i OH, n prezena catalizatorilor, putnd schimba structura

~4~

proteinelor, realiznd dezactivarea enzimelor, contribuind la stimularea receptorilor i distrugnd celulele. Din punct de vedere al protejrii sntii la locul de munc, principala ngrijorare o constituie iritarea i sensibilizarea aparatului respirator sub aciunea diizocianailor i a prepolimerilor izocianici. Iritarea epiteliului traseului respirator se constat chiar i la concentraii relativ sczute ale diizocianailor i prepolimerilor izocianici, lucru care se observ n tabelul 1, pentru 2,4 i 2,6toluilendiizocianat 80/20 (TDI 80/20). Tabelul 1 Efectele biologice acute ale TDI-ului 80/20 Concentraie (ppm) Efect 0,001 Posibil reacii astmatice la oamenii hipersensibili 0,05 Iritarea ochilor 0,1 Uoar iritare a nasului i a gtului 0,5 Lcrimare, zgrieturi i arsuri ale gtului 1,3 Tuit i bronit 10 Edem pulmonar 50 Periculos pentru via Efectele acestea sunt rezultatul expunerii timp de cteva minute la concentraiile menionate. n contrast, iritarea epiteliului scuamos al pielii are loc doar dup expunerea prelungit la concentraii relativ ridicate ale diizocianailor i prepolimerilor. Traseul digestiv, cu epiteliul su scuamos n partea superioar i cu o cantitate mare de fluid digestiv, este cel mai rezistent la aciunea unor cantiti relativ mari de diizocianai i prepolimeri. n acelai context, toxicitatea oral este relativ sczut (doza letal este de 50 g/kg corp pentru om i 5,8 g/kg n cazul obolanilor pentru TDI 80/20). ntre diizocianaii utilizai industrial exist o diferen semnificativ n ceea ce privete proprietile lor toxicologice, de acest lucru fiind responsabil nu numai gruparea NCO, ci i structura molecular. De exemplu, 1,6hexametilendiizociana- tul (HDI, alifatic i aciclic) cauzeaz o sensibilitate puternic a pielii, dar nu produce nici o sensibilizare respiratorie evident, spre deosebire de ceilali diizocianai care se comport diferit. Toxicitatea la inhalarea poliizocianailor obinui pe baz de HDI, precum i potenialul lor de sensibilizare este semnificativ mai sczut dect cea a HDI-ului nsui. Reactivitatea chimic i efectele biologice ale unor diizocianai nu sunt ntr-o proporionalitate direct. De exemplu, TDI-ul 80/20 i 4,4'difenilmetandiizocianatul (MDI), care sunt diizocianai aromatici, sunt cu mult mai reactivi chimic dect HDI-ul (alifatic), dar iritarea pielii este mai puternic n cazul HDI-ului, lucru ilustrat n tabelul 2. De asemenea, izomerul 2,4 al TDI-ului este mult mai activ chimic dect izomerul 2,6, dar inhibarea acetilcolinesterazei este de 100 de ori mai mare pentru 2,6TDI fa de 2,4TDI. Acesta poate fi unul din motivele pentru iritarea mai puternic a bronhiilor, cauzat de 2,4TDI. Diizocianaii intr n corp, de regul, prin intermediul traiectului respirator sau prin piele, iar metaboliii acetilai sunt ndeprtai mai mult prin urin. Poliizocianaii complet reacionai, care nu conin monomer rezidual, nu mai prezint nici un pericol pentru sntate.

~5~

Tabelul 2 Efectul iritant al diferiilor diizocianai asupra pielii i conjunctivelor oculare Efectul iritrii Substana asupra pielii asupra ochilor Poliizocianai pe baz de HDI Neglijabil Neglijabil 4,4'-Difenimetandiizocianat Slab Neglijabil 4,4'-Diciclohexilmetandiizocianat Neglijabil Neglijabil 2,4- i 2,6-Toluilendiizocianat Ridicat Ridicat Izoforondiizocianat Ridicat Ridicat 1,6-Hexametilendiizocianat Ridicat Ridicat 1,5-Naftalendiizocianat Ridicat Ridicat Alte simptome ale supraexpunerii la diizocianai i prepolimeri izocianici includ arsuri ale ochilor, lcrimarea continu, curgerea nasului, nroirea gtului, arsuri n gt, pierderea vocii (cauzat de inflamarea corzilor vocale) i bronit cu tuse expectorant. Dup expuneri extreme la diizocianai se poate ajunge chiar la edem pulmonar. Simptomele se agraveaz, de regul, dup cteva ore de expunere, iar simptomele necaracteristice (cum ar fi durerea de cap, durerea de piept, durerile de stomac, greaa i vomitatul) se pot produce ca fenomene nsoitoare. Pn n prezent, nu sunt cunoscute cazuri de decese datorate exclusiv inhalrii acute de diizocianat, dar, n schimb, se cunosc cazuri cnd decesul s-a datorat aciunii diizocianailor sub form de sufocare sau cu traume la nivel cerebral. Unele decese s-au datorat astmului pulmonar, iar uneori s-a constatat c iritaiile acute cu diizocianai sau prepolimeri dup expuneri masive, nu se retrag complet, ci doar ocazional, iar atacarea partial a pereilor bronhiilor poate conduce la bronite cronice sau la hipersensibiliti bronhice nespecifice (sindromul disfunciei reactive a traiectului respirator). De regul, o expunere scurt a pielii la aciunea diizocianailor i a prepolimerilor nu cauzeaz vtmri, n schimb, dup o expunere prelungit se produce decolorarea, ptarea, iritare i lezarea serioas a esutului. n schimb, poliuretanul care se ntrete pe piele produc un disconfort, dar nu prezint toxicitate. Intoxicaiile accidentale serioase cu diizocianai i prepolimeri pot avea drept rezultat mai ales mbolnvirea ficatului. Unele studii consemneaz faptul c are loc o scdere lent a funcionrii plmnilor n cazul muncitorilor care au fost expui la concentraii de diizocianat i prepolimeri superioare limitelor maxime admise. n acest caz, problemele principale de sntate constau n diminuarea capacitii ventilatorii a plmnilor i apariia tusei. Iritaia cronic se poate agrava pn la apariia bronitelor cronice. Expunerile mai scurte la concentraii mai mari sunt considerate mai duntoare dect dozele echivalente extinse pe o perioad mai lung de timp. Potenialul mutagenic, cancerigen i teratogenic al diizocianailor i prepolimerilor trebuie s fie privit difereniat. Astfel, diizocianaii alifatici i prepolimerii lor au fost clasificai ca nemutagenici. Pentru diizocianaii i prepolimerii aromatici s-au obinut rezultate contradictorii n diferite teste mutagenice, presupunndu-se c rezultatele pozitive ale acestor teste s-au datorat produselor de reacie ale diizocianailor cu componentele sistemelor introduse cu prilejul efecturii testelor.

~6~

Potenialul cancerigen al diizocianailor a fost studiat pe animale, experimentele de inhalare a TDI-ului 80/20, pe termen lung, fiind negative. Realiznd dozri orale de TDI, pe termen lung au fost depistate cteva tumori benigne la plmni, dar, oricum, dozajele orale nu pot fi luate n considerare ca relevante, din punct de vedere al igienei industriale. Un test de inhalare pe termen lung de aerosoli de MDI pe obolani a avut ca rezultat cteva tumori la plmni (majoritatea benigne) n grupul cel mai ndelungat expus. n 30 de ani de experien industrial, cu mai mult de 1.000.000 de angajai care manipuleaz diizocianati i prepolimeri, nu s-a gsit o soluie eficient pentru a evita 100% riscurile de apariie a cancerului, datorit expunerii. Cu toate acestea, studii sistematice recente nu au detectat o cretere a mortalitii prin cancer a muncitorilor care au procesat diizocianai i prepolimeri.

2.3. Aditivi i materiale auxiliaren continuare vor fi prezentate aspectele toxicologice ale urmtorilor aditivi i materiale auxiliare: catalizatori, reticulani, extenderi de lan, ageni de expandare, solveni, ignifugani, stabilizatori, materiale de umplutur i ageni de demulare din matri.

2.3.1. CatalizatoriMajoritatea catalizatorilor utilizai n domeniul poliuretanilor sunt amine teriare alifatice, pn n prezent fiind folosii aproximativ 30 de astfel de compui. Aceti catalizatori aminici au un miros neplcut i pot cauza mbolnviri, iar din cauza naturii lor caustice au un efect coroziv asupra pielii i a mucoaselor, producnd arsuri cu bici ce se pot infecta. n ochi, vaporii de amine pot cauza umflarea corneei, producnd un edem corneal. Tetrametilbutandiamina are un efect suplimentar asupra ochilor acionnd similar cu atropina i, n consecin, conducnd la dilatarea temporar a pupilelor, rezultnd o slbire a vederii, iar n cazuri singulare se nregistreaz sensibilizri bronice, cu simptome astmatice. n anumite condiii este posibil i absorbia prin piele, putndu-se ajunge la vtmarea ficatului i a rinichilor. n aceleai condiii se poate produce i o sensibilizare a pielii. Trietilendiamina (DABCO) determin reducerea tensiunii arteriale cnd este inhalat n doze reduse (sub 0,1 mg/kg corp), n timp ce n doze mari (peste 2 mg/kg corp) produce creterea peste limitele normale a acesteia. Valorile maxime admise pentru unii catalizatori aminici sunt urmtoarele:

Trietilamin = 40 mg/m3; Dimetiletilamin = 75 mg/m3; Trietanolamin, Netilmorfolin i Nmetilmorfolin = 5 ppm (valori stabilite n Suedia).

Ca i catalizatori pentru poliuretani sunt utilizate i srurile organice ale staniului. Aceste sruri pot penetra pielea i mucoasele prin contact direct i pot cauza inflamaii locale. Dac expunerea este cronic pot avea loc ocazional vtmri ale ficatului.

2.3.2. Reticulani i extenderi de lanDi i poli aminele aromatice utilizate ca reticulani i extenderi de lan trebuie s se gseasc sub o supraveghere medical special n industrie, deoarece expunerea la aceti

~7~

compui conduce la apariia methemoglobinei acute, care const n transformarea fierului bivalent al celulelor roii din snge n fier trivalent. Cum hemoglobina pierde capacitatea de a transporta oxigen, aceasta cauzeaz apariia unei culori albstrui a pielii i a mucoaselor (cianoz). La dozaje mai mari, anumite amine aromatice au demonstrat un potenial cancerigen n cadrul testelor efectuate pe animale, iar cteva amine aromatice pot cauza inflamarea acut a vezicii urinare.

2.3.3. Ageni de expandare i solveniPn nu de mult, ca ageni de expandare n domeniul poliuretanilor au fost utilizai pe scar larg fluorocloroalcanii (freonii), care cauzeaz, prin inhalare, o uoar strangulare a bronhiilor, iar la concentraii ridicate pot conduce la apariia simptomelor narcotice. Pe parcursul pirolizei freonilor este posibil s se formeze carbonildifluorura care are o toxicitate similar cu cea a fosgenului. Aciunea repetat a solvenilor pe piele poate dizolva constituenii ei grai, fapt ce conduce la reducerea rezistenei i provoac rnirea mecanic sau formarea unor compui chimici nocivi. Solvenii care ptrund n organism, datorit absorbiei prin piele sau prin inhalare, se concentreaz n sistemul nervos central i, n consecin, pot conduce la formarea de condiii narcotice, cu simptome identice cu cele ale intoxicaiei alcoolice (slbirea controlului motor i psihic). n plus, este posibil i mbolnvirea ficatului, iar folosirea cronic a solvenilor, mai ales de ctre tineri, poate produce complicaii neurotoxice. Acetatul de etil i acetatul de butil pot cauza iritarea local a ochilor i a traiectului respirator. De asemenea, din cauza posibilitii de afectare a ovarelor de ctre N,Ndimetilformamid, acetat de metilglicol i acetat de etilenglicol, trebuie luate msuri speciale de precauie pentru femeile tinere care lucreaz cu aceti compui.

2.3.4. Ignifugani, stabilizatori i materiale de umpluturn timpul pirolizei anumitor poliuretani care conin compui cu fosfor (ca ignifugani i retardani de flacr) i polioli pe baz de trimetilolpropan, formarea de cantiti foarte mici dintr-un ester al acidului fosforic biciclic (cu toxicitate ridicat) este posibil s determine otrvirea convulsiv a centrilor nervoi. Trioxidul de stibiu (care este ntrebuinat ca ignifugant) poate cauza, n anumite condiii, iritarea pielii i a traseului respirator, precum i mbolnvirea muchilor inimii, iar testele pe animale au indicat faptul c este potenial cancerigen. Antioxidantul 2,6diterbutilpcrezol (BHT) acioneaz ca un iritant i poate cauza sensibilizarea pielii i a mucoaselor. n cazul utilizrii materialelor de umplutur sau a materialelor de armare (de exemplu: creta, barita, fibra de carbon i de sticl) trebuie s fie luat n considerare formarea de praf. Valoarea maxim admis pentru praf este de 6 mg/m3. Fibrele de sticl pot cauza iritarea fizic a pielii, dar n mod curent este negat existena unui efect cancerigen al acestora n cazul ramforsrii materialelor plastice. Carbodiimidele sunt utilizate ca ageni pentru a preveni hidroliza, iar cele cu mas molecular redus prezint o toxicitate considerabil la inhalare i, n plus, au proprieti moderat iritante pentru piele.

2.3.5. Ageni de demulare din matrin cazul manipulrii agenilor de demulare, trebuie luate precauii speciale, deoarece conin ceruri i uleiuri dizolvate n solveni i sunt priai pe suprafeele nclzite ale

~8~

matrielor. Evaporarea spontan a solvenilor produce aerosoli i vapori n concentraii considerabile, care au ca efect iritarea cilor respiratorii. Lezarea prlor inferioare ale plmnilor a fost observat n cazul manipulrii fluorocarburopolimerilor (boala numindu-se alveolit sau febra polimerului). Recent, utilizarea clorurii de metilen a crescut simitor din cauza punctului cobort de fierbere, care-i permite nlocuirea freonilor, ca ageni de expandare. n cazul ei este periculoas depirea valorii maxime admise, care este relativ sczut (360 mg/m 3). Clorura de metilen a fost clasificat ca o substan avnd o prognozare rezonabil a potenialului cancerigen.

3. PREVENIREA RISCURILOR UTILIZRII MATERIILOR PRIME, A ADITIVILOR I A MATERIALELOR AUXILIARE ASUPRA SNTII PERSONALULUI MUNCITORLund n considerare efectele biologice ale diferitelor materiale folosite n cadrul sintezei poliuretanilor pot fi desprinse urmtoarele linii directoare pentru prevenirea riscurilor utilizrii materiilor prime, a aditivilor i a materialelor auxiliare asupra sntii personalului muncitor: a) Evitarea oricrei supraexpuneri; b) Realizarea unei supravegheri medicale industriale; c) Culegerea de informaii cuprinztoare. n mod logic, evitarea oricrei supraexpuneri (care nseamn depirea valorii maxime admise care reprezint concentraia medie de expunere n cadrul a 8 ore) este necesar s stea n centrul tuturor eforturilor care trebuie fcute pentru a preveni riscurile utilizrii materiilor prime, a aditivilor i a materialelor auxiliare asupra sntii personalului muncitor care lucreaz n domeniul poliuretanilor. n cazuri individuale, supraexpunerile pot fi evitate lund urmtoarele msuri:

Utilizarea de materiale cu presiuni de vapori sczute; Controlul valorilor maxime admise i pe termen scurt la locurile de munc; Excluderea anumitor instalaii de producie sau de procesare care nu asigur o protecie corespunztoare; Evitarea procedurilor riscante (acoperirea suprafeelor fierbini, arderea nveliurilor poliuretanice vechi); Asigurarea unei ventilaii corespunztoare n timpul pririi sau nclzirii; Utilizarea mtilor contra gazelor corespunztoare (n caz c se degaj aerosoli se folosesc mti speciale cu cagul i filtre adecvate); Protejarea atent a ochilor i a prilor corpului care pot fi expuse stropirii.

Pentru a menine condiiile de lucru sigure i a trece regulat n revist situaia sntii salariailor este necesar realizarea unei supravegheri medicale industriale. Astfel, pentru manipularea substanelor chimice de toate felurile au fost puse la punct anumite reguli. Asociaia Asigurrii Siguranei de Exploatare pentru Angajaii din Germania a publicat liniile

~9~

directoare pentru examinarea medical a personalului muncitor n cazul depirii anumitor valori limit. Pentru fiecare angajat, nainte de nceperea lucrului, se parcurge un test, pentru determinarea aptitudinilor fizice. Acest lucru este necesar pentru a crea o baz de date pentru verificrile ulterioare i pentru a exclude punerea n pericol a personalului muncitor care manipuleaz n special diizocianai i prepolimeri i alte substane, potenial periculoase pentru sntate. n cazul culegerii de informaii cuprinztoare referitoare la riscurile ntlnite n cazul chimiei poliuretanilor pot fi incluse urmtoarele aspecte: Produsele i formulrile trebuie s fie marcate cu etichete de avertizare i de siguran; Utilizatorilor finali trebuie s li se pun la dispoziie msuri de protecia muncii i de prevenire i de stingere a incendiilor, precum i prospecte cu datele despre material referitoare la riscurile legate de sntate i de condiiile de lucru sigure; Pentru toi utilizatorii de diizocianai i prepolimeri este necesar s se organizeze seminarii despre riscurile asupra sntii; Toi salariaii trebuie s fie informai de necesitatea controlrii regulate a strii de sntate.

Dac se ine cont de toate aspectele prezentate, se pot evita riscurile manipulrii materiilor prime, a aditivilor i a materialelor auxiliare asupra sntii personalului muncitor i se poate procesa fr probleme orice tip de poliuretan [1].

4. BIODEGRADAREA POLIURETANILORDeeurile de spuma poliuretanic reprezint o problem major a managementului de mediu iar pentru rezolvarea acestei probleme prin biodegradare s-a utilizat Pseudomonas chlororaphis ATCC 55729 observandu-se o cretere a concentraiei amoniacului i dietilenglicolului degajat de probele supuse biodegradarii pe o perioada de12 zile. O posibil cale de metabolizare este prezentat n figura 1, ins nu exist destule informatii despre formarea i biodegradarea produilor secundari ca amoniacul sau dietilenglicolul (DEG). Testele au fost efectuate pe spuma poliuretanic utilizat la producerea scaunelor. Bacteria folosit la aceste teste a fost aleas pentru c, n trecut a prezentat o buna capacitate de biodegradare a poliuretanilor. Pentru efecturea acestor teste iniial s-a preparat cultura de bacterii apoi s-au taiat buci de spum poliuretanic de 0,5 x 0,5 x 0,5cm care au fost spalate ci ap distilat si apoi uscate la 90 . Un gram din aceste probe a fost a fost introdus intr-un mediu steril de 200 mL. Au fost folosite 4 probe de PUR, 3 au fost inoculate cu 0,1 mL de inocul cu P. clororaphis i una a fost pastrat ca prob de control. Flacoanele au fost puse apoi la incubat la temperatura de 291 . n total au fost colectai 5,5 mL de soluie care au fost testai pentru determinarea concentraiei DEG i amoniacului.

~ 10 ~

Fig.1

P. clororaphis produce o esteraz extracelulare, PURE, care este asociata cu biodegradarea PUR. In acest studiu a fost masurat activitatea PURE-ului produs n supernatantul culturii n cea de-a 12 zi a incubatiei. Supernatantul a fost centrifugat i filtrat pe filtre cu dimensiunea porilor de 0,45micrometri. PURE produce p-nitrofenol (PNP) i acid acetic. PNP-ul are culoarea galbena si prezint un maxim de absorbie la 405nm. Aa cum este prezentat n figura 2 concentraia amoniacului n flacoanele inoculate a ramas constant n primele 2 zile apoi a crescut n mod constant pentru a atinge un maxim de 40mg/l n cea de-a 12-a zi. Substraturile solubile prezente n mediul de cultur s-au terminat rapid n timpul fazei de cretere, iar bacteriile au atacat spuma de PUR. Generarea amoniacului fiind atribuit biodegradarii spumei poliuretanice. Deasemenea tot n figura 2 se poate observa si o cretere a pH-ului pana la valoarea de 8.6 datorit formrii amoniacului. Analizele gravimetrice nu au aratat piederi de masa semnificative ale probelor. Din figura 3 se poate observa creterea concentraiei de DEG ncepnd tot cu ziua a doua.

~ 11 ~

Pentru exemplificarea acestui fenomen de biodegradare au fost facute i analize microscopice utilizand SEM-ul. Imaginile obinute prezint una din probele noastre nainte de degradare (A), in cea de-a asea zi (B)i n cea d-a dousprezecea zi(C). Se poate observa cu usurin prezena gurilor in structura spumei fapt care indic biodegradarea spumei sub acinea P. chlororaphis.

Se poate afirma cu siguran c spuma poliuretanic este biodegradat cu ajutorul Pseudomonas chlororaphis ATCC 55729.

~ 12 ~

Bibliografie

1. C. Bolcu, I. Seiman, Corina Duda-Seiman, F. Borcan,Tehnologii moderne de obinere a unor tipuri speciale de poliuretani, Ed. Eurostampa Timioara, 2008, p. 8; 2. C. Bolcu, I. Seiman, Corina Duda-Seiman,Chimia poliuretanilor la nceputul mileniului 3, Ed. Eurostampa Timioara, 2003, p. 113 3. R. Gautam, A.S. Bassi, E.K. Yanful, E. Cullen, Biodegradation of automotive waste polyester polyurethane foam using Pseudomonas chlororaphis ATCC55729; 4. Conf. Dr. Ing. Bolcu Constantin, Scurte consideraii privind toxicitatea i riscurile specifice ntlnite n cazul chimiei poliuretanilor

~ 13 ~