Дипломная
работа на тему: «Исследование пожароопасных свойств растворителей
лакокрасочных материалов на основе алифатических и ароматических углеводородов
и разработка предложений по совершенствованию мер пожарной безопасности при
работе с ними»
Содержание
Введение
1. Изучение состава и свойств растворителей
1.1 Лаки, краски и растворители, их пожарная безопасность
.2 Вред для здоровья человека
1.3 Виды растворителей и их назначение
.4 Общая характеристика алифатических и ароматических углеводородов
.5 Растворители на основе алифатических и ароматических углеводородов, их характеристика
2. Определение основных характеристик пожароопасности растворителей
.1 Методика определения температуры вспышки
.2 Методика определения температуры воспламенения
.3 Методика определения температуры самовоспламенения
.4 Методика определения температуры нижнего или верхнего предела воспламенения
. Эмпирическое и неэмпирическое определение основных характеристик пожароопасности растворителей
.1 Пожарные характеристики исследуемых веществ
.2 Перспективы хранения и применения исследуемых веществ
.3 Новые методы тушения пожаров возникающих при воспламенении веществ
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Растворители - жидкости, применяемые для растворения различных веществ, в основном твердых. Все растворители подразделяют на две группы: неорганические и органические. Среди неорганических растворителей наибольшее практическое значение имеет вода является универсальным растворителем. Органические растворители менее универсальными. Каждый из них растворяет лишь ограниченное количество твердых или жидких веществ. Известно большое количество органических соединений, которые применяются в качестве растворителей, из них наиболее распространенными являются: 1) углеводороды - петролейный эфир, бензин, керосин, бензол, толуол, ксилол, пропан и другие; 2) спирты - изопропиловый, амиловый, метиловый, этиловый и т.п.; 3) амины - диметиламин, этиламин, анилин; 4) кетоны - ацетон, метилэтилкетон и т.п.; 5) хлороорганические соединения - четыре хлорид углерода, дихлорэтан, хлороформ и другие; 6) соединения, содержащие азот, - нитрометан, нитробензол и т.п.
Органические растворители широко применяются в различных отраслях промышленности - лакокрасочной, текстильной, производстве пластмасс, взрывчатых веществ, медицине, в сельском хозяйстве и других.
В лакокрасочной промышленности применяются для доведения до рабочей вязкости различных отделочных материалов - грунтовок, шпатлевок и лаков. Кроме того, они используются для мытья аппаратуры, инструментов и рук работающего.
Уайт-спирит (лаковый керосин) образуется в процессе перегонки нефти, занимает промежуточное положение между бензиновой и керосиновой фракции.
Бензол обычно содержит примеси толуола и ксилола, в воде нерастворимый, огнеопасен, образует в воздухом взрывчатые смеси. Пары бензола ядовитые. Хорошо растворяет канифоль, каучук, камфору.
Бутиловый спирт является хорошим растворителем лаков, улучшает их разлив.
Растворители широко используются в химчистках для удаления с одежды пятен различного происхождения.
Часто применяют смеси различных растворителей. Подавляющее большинство органических растворителей являются горючими и летучими (tокип. 30-200оС), поэтому с воздухом они образуют взрывчатые смеси. Почти все они являются ядовитыми. Органические растворители широко применяются в различных отраслях промышленности - лакокрасочной, текстильной, пластических масс, взрывчатых веществ и других, а также в сельском хозяйстве, медицине и т.д.
Такое широкое применение растворителей указывает на актуальность исследования их пожарных свойств, так как они относятся к веществам с высокой пожарной опасностью. Необходимо так же применение новых методов тушения, исходя из исследования выпускаемой продукции растворителей, поскольку их качество может меняться.
Целью работы было исследование пожароопасных свойств растворителей лакокрасочных материалов на основе алифатических и ароматических углеводородов и разработка предложений по совершенствованию мер пожарной безопасности при работе с ними.
В связи с поставленной целью задачами работы было:
изучить состав и свойства растворителей алифатических и ароматических углеводородов;
изучить методики определения основных характеристик пожароопасности растворителей;
- провести эмпирические и неэмпирические определения основных характеристик пожароопасности растворителей;
- оценить пожарные характеристики выбранных растворителей;
предложить меры по совершенствованию пожарной безопасности при работе с выбранными растворителями.
1. Изучение состава и свойств растворителей
.1 Лаки, краски и растворители, их
пожарная безопасность
Историки считают, что слово "лак" родилось на полуострове Индостан. Именно там был изобретен первый лак - шеллак, изготовленный на основе смолистых выделений насекомых, обитающих в огромных количествах на тропических деревьях. Буквально слово "лак" означало "сто тысяч".
Лаки - это почти идеальный материал, создающий надежное препятствие разрушению, проникновению воды и пыли и позволяющий сохранить внешний вид любого материала.
Краски - это более общее, неточное название цветных веществ (пигментов, красителей). В виде красок выступают суспензии из пигментов в плёнкообразующих веществах и применяются в качестве защитных и декоративных покрытий, а также изобразительном искусстве. Они содержат наполнители, растворители, пластификаторы, отвердители.
Краски - суспензии пигментов в пленкообразующих веществах, которые после высыхания образуют непрозрачное однородное покрытие.
Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - многокомпонентная система, которая наносится в жидком или порошкообразном состоянии на предварительно подготовленную поверхность и после высыхания (затвердевания) образует прочную, хорошо сцепленную с основанием пленку. Получившуюся пленку называют лакокрасочным покрытием. ЛКМ применяются для защиты металлических, а также других видов изделий от влияния внешних вредных факторов (влага, газы, воздух и т.д.), придания поверхности декоративных свойств [1].
Свойства лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на физико-химические, химические и малярно-технические.
Физико-химические свойства ЛКМ подразумевают вязкость, укрывистость, плотность, скорость отвердевания (высыхания) пленки.
К химическим свойствам ЛКМ относятся процентное соотношение составных веществ, количество наполнителей, пленкообразующих, водорастворимых солей, растворителей и т.д.
Малярно-технические свойства характеризуют удобство работы с ЛКМ, т.е. стекаемость, перелив, наносимость, степень перетира, плотность.
Лакокрасочное покрытие - покрытие, которое образуется в результате плёнкообразования (высыхания) лакокрасочных материалов, нанесённых на поверхность изделий. Основное назначение лакокрасочных покрытий - защита материалов от разрушения (например, металлов - от коррозии, дерева - от гниения) и декоративная отделка изделий. Существуют также лакокрасочные покрытия специального назначения - электроизоляционные, флуоресцентные, термоиндикаторные, термостойкие, маслостойкие и др. [2].
Свойства лакокрасочного покрытия определяются составом лакокрасочных материалов (типом плёнкообразующих веществ, пигментов и др.), а также структурой покрытий, которые в большинстве случаев состоят из нескольких слоев. Важнейшие требования к лакокрасочным покрытиям - прочное сцепление (адгезия) отдельных слоев друг с другом, а нижнего слоя - также и с подложкой, твёрдость, прочность при изгибе и ударе, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.).
При нанесении лакокрасочного покрытия на поверхность большое значение имеет его вязкость. Условную вязкость определяют вискозиметром. Условной вязкостью лакокрасочных материалов называют время непрерывного истечения в секундах определенного объема материала через калиброванное сопло. растворитель пожароопасность тушение
Важнейшим технологическим показателем является укрывистость лакокрасочного материала, характеризующая расход лакокрасочного материала на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Значение этого показателя определяет равномерность нанесения слоя лакокрасочного материала, что обуславливает его экономическую эффективность.
Укрывистость зависит от оптических свойств пигмента, его дисперсности и объемной концентрации в связующем, а также степени дисперсности лакокрасочного материала. Существенное влияние на укрывистость оказывают также химический состав и цвет пленкообразующего, физико-химические свойства связующего, тип растворителя и др. Однако главным образом укрывистость обусловлена оптическими явлениями, протекающими в пленке [3-5].
Покрытие, образующееся после высыхания краски, выполняет защитно-декоративные функции. Проще говоря, оно должно скрыть под собой поверхность основания (укрывистость), защитить ее от возможных механических воздействий (стойкость) и обеспечить необходимый уровень визуального комфорта (декоративность). Именно эти свойства и определяют пригодность краски для эксплуатации в тех или иных условиях.
Укрывистость - одна из важнейших характеристик материала, позволяющая объективно сравнивать потребительские свойства разных красок. Продукция большинства западноевропейских фирм соответствует международному стандарту ISO 6504/1, согласно которому под укрывистостью подразумевается площадь, которую можно покрыть одним литром краски (м2/л). При этом краска должна на 98% укрывать подложку, окрашенную черными и белыми полосами или квадратами. Чем руководствуются производители из третьих стран, определяя укрывистость своей продукции, в точности неизвестно.
Нередко на упаковке с краской указывается не укрывистость, а расход (м2/п, м2/кг или даже г/м;). Этот параметр является существенно менее определенным, поскольку сильно варьируется в зависимости от свойств поверхности, на которую наносится краска. По этой причине относиться к цифрам, приведенным на упаковке, следует с известной осторожностью. Например, одна и та же краска, имеющая укрывистость 10-13 м2/л (ISO 6504/1) может обеспечивать расход по ранее окрашенной поверхности 10-12 м2/п, по зашпаклеванной поверхности 7-9 м2/л, а по оштукатуренной поверхности 3-5 м2/л. Технология нанесения, применяемый малярный инструмент и квалификация исполнителя также влияют на расход краски.
Под стойкостью подразумевается стойкость к мытью, водостойкость (что не одно и то же), стойкость к истиранию, устойчивость к воздействию химических реагентов и способность противостоять образованию плесени.
Этот показатель является определяющим при выборе краски для конкретных условий эксплуатации. Материал, предназначенный для окрашивания потолков в спальнях и гостиных, допускает, как правило, только легкое мытье и может быть использован для отделки стен лишь в малопосещаемых, сухих помещениях. Стены в гостиных и спальнях должны окрашиваться красками с повышенной стойкостью к мытью, выдерживающими не менее 2 тыс. проходов щеткой, а в помещениях, внутренние поверхности которых подвергаются достаточно интенсивному воздействию (кухни, туалеты, лестничные клетки и т.п.) желательно применять материалы, допускающие не мене 5 тыс. проходов [6].
Химическая стойкость к действию щелочей и кислот. Ряд пигментов изменяет свой цвет или обесцвечивается при соприкосновении с щелочными растворами. Например, малярная лазурь в щелочной среде обесцвечивается, свинцовый железный крон краснеет. Подобные пигменты не применяют для изготовления красочных составов, наносимых на поверхность свежею бетона или цементно-известковой штукатурки. Щелочестойкими являются почти все природные пигменты (охры, мумия, умбра, перекись марганца), а также многие искусственные пигменты (титановые белила, оксид хрома, органические пигменты: алый и оранжевый). Для изготовления специальных кислотостойких красок применяют только кислотостойкие пигменты (графит, титановые белила, оксид хрома). Пигменты, содержащие соединения свинца (свинцовые белила, свинцовые крон и сурик), токсичны и при их применении необходимо соблюдать установленные правила охраны труда.
Механические свойства покрытий во многом определяют уровень защитных свойств, а также в значительной степени влияют на декоративные функции покрытий в течение срока их эксплуатации. К механическим свойствам покрытий относятся твердость, гибкость, прочность на удар, адгезия.
Пигменты придают лакокрасочным материалам различные цвета. Чем лучше пигмент, тем дольше краска сохраняет свой первоначальный цвет, будучи под воздействием осадков, перепадов температур, агрессивных химических веществ, и, конечно же, солнечного света. Качество пигмента непосредственно связано также с чистотой цвета. Вероятно, вы замечали, что некоторые краски привлекательно чистые, они имеют подлинно определенный цвет. Если рассмотреть такую краску, то окажется, что ее оптический спектр весьма узок, она почти монохромна. И если на банке написано "персиковый", то это действительно персиковый. А если сказано "песочный", это значит в самом деле песочный.
И напротив, каждый из нас многократно сталкивался с красками неопределенного цвета, в которых намешаны разнообразные составляющие. Разумеется, не намешаны специально, но и не удалены из состава краски. Получается, что основной цвет не очищен от многих других компонентов, которых не должно было быть. В народе такие краски по праву называются серо-буро-малиновыми. По их выпуску советское производство значительно опережало развитые страны. К сожалению, у нас продолжают фабриковать неочищенные краски, и они по-прежнему "украшают" стены многих домов.
Отметим также, что многие пигменты далеко не безвредны для человека (впрочем, как и для домашних животных), поскольку содержат ядовитые вещества - свинец, хром и другие тяжелые металлы. Это особенно важно учитывать при выборе материалов для внутренних работ. Обычно информацию о количественном содержании (или наоборот - полном отсутствии) вредных веществ производители помещают на упаковке или в каталоге своей продукции. Если вы такую информацию не обнаружите, не пытайтесь выяснить её у продавца. Лучше поищите другой материал, состав которого известен.
И наконец, помимо обязательных составляющих - связующей основы, пигментов и растворителей - в некоторые лаки и краски вводят различные добавки - отвердители, загустители, пластификаторы, стабилизаторы, антисептики. Это делается для придания им каких-либо особых качеств. Однако, внешний вид и основные свойства любых лакокрасочных материалов зависят от того, каков тип и качество главных - обязательных - ингредиентов, которые мы только что описали достаточно подробно.
Растворители и разбавители - летучие органические жидкости, применяемые для растворения пленкообразующих веществ, а также для разбавления лакокрасочных материалов до рабочей вязкости перед нанесением на окрашиваемую поверхность. В процессе изготовления и применения лакокрасочных материалов (получения покрытий) растворители улетучиваются, образуя, как правило, токсичные пары. Поэтому в производственных помещениях должны быть приняты меры по технике безопасности: приточновытяжная вентиляция, герметизация технологических процессов во избежание превышения допустимых концентраций паров растворителей в воздухе.