1. Теоретические аспекты методов определения токсичности пластиковой продукции
1.1. Пластиковая продукция и её токсичность: основные понятия
Пластмассы - это органические материалы, основой которых являются полимерные соединения. В последнее время в России открывается достаточно большое количество малых предприятий, которые производят различный ассортимент изделий из пластмасс. Производственные линии по производству продукции из пластмассы недороги, в течение кратчайшего времени предприниматель может изменить ассортимент своей продукции. Впервые пластмасса была получена более 150 лет назад, в настоящее время большинство изделий, применяемых людьми в быту, изготавливается из пластмассы.
Технология производства пластмассы находится в постоянном развитии, в настоящее время ученые разработали огромный ассортимент пластмасс с заданными свойствами, которые могут применяться в различных областях техники. Пластмассы обладают высокой коррозионной и огневой стойкостью, могут быть использованы для хранения токсичных веществ или же применяться в медицине, не нанося вреда человеческому организму. Кроме того, пластмассы являются отличными диэлектриками, что привело к активно применению пластмассовых изделий в электрической промышленности. Современный ассортимент пластмасс, представленный на российском рынке, позволяет подобрать материал, который наилучшим образом подойдет для изготовления определенного изделия или детали.
Пластмассы легко поддаются механической и термической обработке, в настоящее время разработано большое количество клеев, которые могут применяться для склейки различных видов пластмасс. Пластмассы могут поставляться в виде листов, втулок, или иных заготовок, которые могут быть подвергнуты последующей обработке. Отходы большинства пластмасс могут быть переработаны для вторичного использования.
Утилизация изделий из пластмасс является одной из важнейших задач современной экологии, многие пластмассовые изделия не разлагаются с течением времени и могут нанести существенный вред окружающей среде. Развитие промышленности пластических масс объясняется их способностью служить заменителями самых разнообразных и ответственных материалов.
Начало развития промышленности пластических масс в нашей стране относится к 1925 г., когда был введен в действие первый в СССР цех по производству пластиков, выпустивший первую партию целлулоида. К этому же периоду относится организация производства бакелитовых смол - фенопластов. Три года спустя, в 1928 г., советской промышленностью было освоено производство белкового пластика, получавшегося конденсацией казеина с формальдегидом, - галалита. В последующие годы промышленность пластических масс наращивала свои мощности и к началу Великой Отечественной войны стала для своего времени относительно развитой отраслью народного хозяйства, успешно справившейся с обеспечением военной промышленности и нужд фронта необходимыми изделиями и материалами.
Без развития органической химии развитие промышленности пластических масс было бы немыслимо. Таким образом, для обеспечения серьезной конкурентоспособности фенольных пластиков на современном этапе развития промышленности пластических масс необходимо коренным образом усовершенствовать технологию их производства, улучшить качество продукции, а сырьевую базу ориентировать на нефтехимию.
Качество изделий из пластических масс зависит от целого ряда факторов, связанных как со свойствами используемых для их изготовления материалов, так и от правильности выбора конструкции изделия и соблюдения технологического режима их формирования. Одним из факторов, формирующих качество, являются исходные материалы. Сырьем, применяемым для производства пластмасс, являются полимеризационные полимеры и пластмассы на их основе.
Полиэтилен - в тонком слое прозрачный, может быть полупрозрачным, окрашивается в разные цвета, стоек к ударам, изгибам, морозоустойчив. По внешнему виду и на ощупь похож на парафин. В пламени полиэтилен размягчается, капает и горит синеватым пламенем, выделяя запах парафина. Температура плавления полиэтилена 110-130 градусов.
Полипропилен - по внешнему виду сходен с полиэтиленом, отличается высокой теплопроводностью(170 градусов), механически прочен, устойчив к загрязнению. Недостатки: склонность к старению, низкая морозоустойчивость. Применяют полипропилен для изготовления ведер, термосов, фляг, волокон и нитей, труб, галантерейных изделий. У изделий из пропилена блестящая поверхность, а пленки из него прозрачнее полиэтиленовых.
Поливинилхлорид - полупрозрачный, прозрачный, стоек к истиранию, химически стоек, механически прочен. Выпускается жесткий (без пластификатора) - винилпласт и мягкий, эластичный (с пластификатором) - пластификат. Винилпласты отличаются высокой стойкостью к ударным нагрузкам, из них вырабатывают плиты, трубы, листы, галантерейные изделия. Из пластификата изготавливают шланги, трубы, пленки, линолеум. Поливинилхлорид обладает высокой химической стойкостью, высокими электроизоляционными свойствами, но низкой термоустойчивостью. При температуре 60-70 градусов он размягчается и плавится. Плохо загорается, горит только в пламени, окрашенном в зеленый цвет, выделяя резкий запах хлора. Изделия из поливинилхлорида при температуре -20 градусов теряют эластичность, становятся ломкими. Используется поливинилхлорид в изделиях в виде винипласта или пластиката.
Полистирол - прозрачный, бесцветный или окрашенный в яркие цвета, химически стойкий, при ударе издает металлический звук. Применение полистирола ограничено из-за токсичности. Применяется для галантерейных товаров, радиодеталей, корпусов авторучек. Устойчив к действию воды, слабых кислот и щелочей. Легко размягчается при температуре 70-85 градусов и вытягивается в нити. Горит ярким коптящим пламенем, источая сладковатый запах. Полистирол - хрупкий пластик, легко разрушается при ударе, поэтому для изготовления изделий применяют также ударопрочный полистирол - сополимер стирола и каучука. Он более прочен механически и стоек к старению, выдерживает значительные ударные нагрузки. Используется для выработки различных хозяйственных, галантерейных и других.
Полиметилметакрилат - прозрачный, может быть окрашен, обладает высокой светопрозрачностью, пропускает ультрафиолетовые лучи, термостойкость более 100 градусов, устойчив к старению, нетоксичен. Применяется для изготовления галантерейных изделий, волокон, посуды, лаков, эмалей, школьных и канцелярских принадлежностей, стекол для приборов и часов. Легко поддается механической обработке. Полиметилметакрилат в чистом виде, а также в сочетании с красителями и наполнителями применяют для изготовления товаров широкого потребления, в том числе галантерейных - пуговиц, пудрениц, расчесок, бус, брошей.
Фторопласты - широко применяется фторопластефлон с жирной на ощупь поверхностью, химически стоек, прочен, гибок, эластичен, имеет высокую теплостойкость. Из фторопласта изготовляют детали машин, волокно, внутренние покрытия кастрюль, сковородок и другой посуды.
Фенопласты - механически прочные, твердые, теплостойкие, имеют электроизоляционные свойства. Изделия из фенопластов окрашивают в черный и коричневый цвет. Под действием горячей воды фенопласты выделяют токсичный фенол. Фенопласты применяют для изготовления электроустановочных и галантерейных изделий. Фенопласты относятся к термореактивным пластикам, не горят, не размягчаются в пламени, обугливаются, выделяя запах фенола. Поскольку фенопласты на свету краснеют, их окрашивают в темные цвета. Используя порошковый наполнитель, получают прессовочные фенопласты. Изделия из них (пуговицы, пряжки, курительные приборы) обычно окрашены в темные цвета: черный, коричневый, темно - красный, бордо. Волокнистые и слоистые пластики на основе фенопластов применяют для изготовления курительных принадлежностей, бритвенных приборов.
Полиамиды - окрашиваются в разные цвета, твердые, могут быть эластичными, при температуре 180-250 градусов плавятся, стойкие к истиранию, химически стойкие к щелочам и органическим растворителям. Из полиамидов вырабатывают хозяйственные изделия, синтетический ворс для щеток, пленки, синтетические волокна.
Полиуретаны - обладают высокой стойкостью к истиранию, химической стойкостью. Их применяют в производстве обувных материалов - каблуков, подошв; клеев, лаков, в виде поролона - для сидений у мягкой мебели. К качеству изделий из пластмасс предъявляются требования, касающиеся состава композиции, используемой для формования, конструкции изделия, его внешнего вида и соответствия свойств изделия требованиям нормативных документов. Изделия из пластмасс изготавливают в соответствии с нормативной документацией (НД) на соответствующее изделие или группу изделий и образцами-эталонами. При этом в нормативной документации на изделие должны быть указаны материалы, применяемые для изготовления. Все материалы и добавки, вводимые в композиции, должны быть разрешены к применению Госкомсанэпиднадзором РФ, а нормативная документация на такие изделия должна быть согласована с органами СанЭпидемНадзора. Размеры, форма, цвет, вместимость (емкость) изделия, эстетические и функциональные показатели указываются в нормативных документах. По своей конструкции изделие должно обеспечивать удобство пользования, отвечать эстетическим требованиям.
С точки зрения обеспечения надежности, долговечности и высоких прочностных свойств форма изделия должна иметь обтекаемые формы, закругленные углы и грани, что обеспечивает большую прочность изделия. При конструировании изделий следует избегать резких переходов в толщинах изделий во избежание возникновения внутренних напряжений в материалах при его охлаждении на заключительной стадии формования. Повышение прочности и надежности изделий целесообразно увеличивать не за счет больших толщин, а за счет внесения в конструкцию усиливающих элементов: кромок, ребер жесткости, бортиков и т.д.
Для получения материалов и изделий из пластмасс используют следующие методы переработки: литье под давлением; экструзия (профильные изделия, провода, пленки); экструзионно-выдувное формование (полые изделия, бутылки и др.); горячее и холодное прессование (реактопласты); термоформование из листовой заготовки (ванны, контейнеры, тазы, лотки, мелкая упаковка); каландрование (пленки, листы). Литьё полимеров под давлением - технологический процесс переработки пластмасс путем впрыска расплава полимера под давлением в пресс-форму с последующим его охлаждением. Термин «литье под давлением» отражает особенность процесса формования, когда для компенсации объемной и линейной усадки используются значительные давления расплава при заполнении и охлаждении в оформляющей полости (литьевой форме).
Все эти емкости содержат бисфенол А (BPA) - вредное химическое соединение, которое выделяется из пластика при многократном использовании или частом мытье тары.
Токсичность или ядовитость — токсикометрический показатель, вычисляемый как величина, обратная средней смертельной дозе или средней смертельной концентрации токсичного вещества.
Сами по себе полимеры инертны, нетоксичны и не "мигрируют" в пищу. Но вот промежуточные вещества, технологические добавки, растворители, а также продукты химического распада способны проникать в пищу и оказывать токсическое воздействие на человека.
Этот процесс может происходить во время хранения продуктов или при их нагревании. Кроме того, полимерные материалы подвержены изменению (старению), в результате чего из них выделяются продукты разрушения. Причем различные виды пластика становятся токсичны при различных условиях - одни нельзя нагревать, другие мыть и т.д.
1.2 Требования ГОСТ Р 50962 – 96 к пластиковой продукции
Изделия изготовляют из пластмасс в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по нормативному документу (НД) или техническому документу (ТД), или чертежу на соответствующее изделие или группу изделий. Внешний вид образца-эталона должен соответствовать требованиям.
В случае допущения изготовления изделий из производственных отходов из пластмасс это указывают в НД или ТД на изделие или группу изделий. Применение производственных отходов из пластмасс для изготовления изделий, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами, и изделий детского ассортимента не допускается.
Размеры, форма, цвет, вместимость (при необходимости) изделия, эстетические и функциональные показатели назначения изделия должны быть указаны в НД или ТД, или чертеже на конкретное изделие или группу изделий.
Изделия не должны иметь острых (режущих, колющих) кромок, если это не определено функциональным назначением изделия. Следы от формующего инструмента не должны иметь острых (режущих, колющих) краев. Не допускается выступание литника над опорной поверхностью.
Дополнительные требования и показатели, не влияющие на безопасность изделий, не предусмотренные настоящим стандартом, указывают в НД или ТД на конкретное изделие или группу изделий.
По показателю "количества миграции вредных веществ, мигрирующих в модельные среды" изделия должны соответствовать гигиеническим нормативам, указанным в таблице 1.
Таблица 1
Допустимое количество миграции вредных веществ
Производитель обязан предоставлять информацию о том, из какого типа пластика было произведено изделие. На некоторых упаковках в России можно такового не обнаружить, что может свидетельствовать не только об использовании некачественного пластика, но и ставит под вопрос соответствие нормам самой продукции.
Маркировка должна быть расположена на дне изделия и представляет собой графический символ - треугольник, состоящий из трёх стрелок, в середине которого находится цифра от 1-7, соответствующая типу пластика из которого изготовлено изделие. Под треугольником обычно пишут сокращённое наименование пластика, но его может и не быть.
PETE (1) Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ) - очень распространённый термопластик, из которого в России производят большую часть одноразовой тары для напитков. Имеет повышенные пропускные свойства, что означает возможность проникновения в тару ультрафиолетовые лучи и кислород. Не стоит использовать этот пластик повторно: нагревать, использовать для хранения продуктов, мыть горячей водой или в посудомоечной машине, потому что данный пластик может выделять токсичные химические вещества.
HDPE (2) Полиэтилен высокой плотности/низкого давления (ПНД) - термопластичный полимер этилена. Применяется для производства полужесткой тары. Данный материал прост в переработке, может использоваться повторно. Считается, одним из самых безопасных пластиков.
PCV (3) Поливинилхлорид (ПВХ) - бесцветная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Очень прочный и долговечный. При его производстве чаще всего используют свинец, но он не опасен для человека, поскольку находится в связанном состоянии и не выделяется в окружающую среду. Отдельно об этом пластике в нашей статье - подробно про ПВХ. Опасным может быть данный пластик только при горении: очень токсичен. При обычных условиях эксплуатации вреда ПВХ нанести не может. Этот пластик очень часто используется для производства строительных материалов, в частности окон и дверей.
LDPE (4) Полиэтилен низкой плотности/высокого давления (ПВД) - термопластичный полимер этилена, отличающимся от HDPE (2) способом производства и характеристиками. Он более плотный и менее эластичный. Считается достаточно безопасным пластиком, но не таким как HDPE (2) или PP (5). Может использоваться повторно.
PP (5) Полипропилен (ПП) - термопластичный полимер пропилена, безопасный и часто встречающийся пластик. Используется в частности для производства пластиковых контейнеров для еды. Самый безопасный пластик. Может быть использован повторно и многократно.
PS (6) Полистирол (ПС) - термопластичный полимер. Широко применяется в пищевой промышленности и для производства бытовой техники. Очень токсичен про сжигании и при нарушении целостности изделия из данного пластика. Не считается безопасным пластиком. Токсичен.
OTHER (7) Большая группа пластиков, которая включает в себя все остальные пластики, менее распространённые, чем предыдущие 6. Самым вредным пластиком этой группы считается BPA, бисфенол А. Он часто применяется в производстве некачественных детских игрушек, пустышек, бутылочек, посуды. Очень токсичный, очень вредный. Лучше избегать использования бисфенола, поскольку его вред доказан, во многих странах он запрещён для использования.
