Boya Sektöründe Solvent Kullanımı: Iş Güvenliği Açısından Tehlikeleri Ve Alınması Gereken Önlemler

Konu, 'Kimyasallar ile Çalışmada Emniyet' kısmında Musa Kamil Ekin tarafından paylaşıldı.

  1. Musa Kamil Ekin

    Musa Kamil Ekin Yönetim Grubu

    Mesajlar:
    1.849
    Diğer maddeleri fiziksel olarak çözebilen maddeler anlamına gelen solventler, gerek sanayi ürünlerinin üretiminde ara ürün, gerekse günlük yaşamda son ürün olarak yaygın şekilde ve yüksek miktarlarda tüketilmektedir. Solventler boya, cila, yapıştırıcı gibi kimyasal maddelerden, ayakkabı ya da mobilya gibi son ürünlerin üretimine kadar çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.
    Solventlerin bu şekilde yaygın olarak kullanılması solventlere ya da solvent buharlarına maruziyeti kaçınılmaz kılmaktadır.
    İşyerlerinde solventlere başta solunum ve deri teması yoluyla yüksek düzeyde ve uzun süreli maruziyet söz konusu olmaktadır.
    Solventler sağlık açısından tehlikelere sebep olmakla birlikte yanıcı, uçucu, kolay buharlaşır özelliğe sahip olduklarından işyeri ortamında solvent buharlarının patlayıcı karışımlar oluşturma ihtimali çok yüksektir. İşyeri ortamında bulunan solventler yangın ve patlamalara neden olabilmektedir.
    Solventlerin en yaygın olarak kullanıldığı sektörlerden biri de boya sektörüdür. Boyanın bir bileşeni olan solventler boyanın akma direncini ayarlamak ve reçineyi çözelti haline getirmek için kullanılır.
    Bu makalede, solventlerin boya sektöründe kullanımı, iş güvenliği açısından solventlerin tehlikeleri ile solventlerin güvenli kullanım ve depolanmasına ilişkin önlemler hakkında bilgiler yer almaktadır.

    Solventler diğer maddeleri fiziksel olarak çözebilen daha dar bir tanımla gaz, sıvı ve katı haldeki diğer maddeleri çözen organik ve inorganik sıvılardır. Çözünme sırasında ne solvent ne de çözünen kimyasal bir değişikliğe uğrar. Organik ve inorganik solventler mevcuttur. Amonyak, karbon dioksit,fosfor tribromür ve su inorganik solventlerdir. Karbon içeren solventler ise organik solventler olarak adlandırılmaktadır. Organik solventlere örnek olarak hidrokarbon solventler, alkoller, eterler,esterler ve aminler verilebilir. Solventler endüstride çeşitli amaçlarla kullanılırlar. Boya ve matbaa mürekkebi yapımı, tekstil ve kağıt sanayiinde elyafın yayılabilir bir hamur haline getirilmesi, bazı katı maddelere, şekil alabilir plastik hamur özelliğini kazandırma, yağ ekstraksiyonu, metallerin yağlı maddelerden arıtılması, kuru temizleme işleri, kimyasal maddeleri çözerek etkileşmelerini sağlayacak reaksiyon ortamının oluşturulması ençok kullanıldığı işlerdir. Solventlerin en yaygın olarak kullanıldığı sektörlerden biri de boya sektörüdür. Solventler boyada, boya üretimini ve boyanın uygulanmasını kolaylaştırmak için kullanılmaktadır. Boya bir bağlayıcı içine katılmış değişik maddelerin bir araya gelmesinden oluşan bileşik bir malzemedir.

    Boyanın içeriğini bağlayıcı, pigment,solventler ve diğer katkı malzemeleri oluşturur. Boyanın bir bileşeni olan solventler boyanın vizkozitesini ayarlamak, katı veya çok kalın olan reçineyi çözelti haline getirmek böylece boya üretimini ve boyanın uygulanmasını kolaylaştırmak için kullanılmaktadır.
    Solventler uçucudur, boya tabakasının bir parçası olmazlar. Solventler akıcılığı ve boyanın uygulanma özelliğini ve boyanın sıvı haldeki kararlığını etkiler. Solventlerin temel fonksiyonu boyadaki uçucu olmayan bileşenler için taşıyıcı olmaktır. Boyanın içindeki solvent buharlaştıktan sonra boyanın geri kalan kısmı yüzeye sabitlenir. Solvent bazlı boyalar çeşitli solventlerin kombinasyonunu içerebilirler, örneğin alifatik, aromatik, alkoller ve ketonlar gibi. Pigmentler; boyaya renk, örtücülük özelliklerini veren ve boyanın katılaşmasına yardımcı solventlerde ve bağlayıcılarda çözünmeyen tanecikli katılardır.
    Bağlayıcı ya da reçine, pigment ve dolgu maddelerinin içinde homojen olarak dağıldığı ve boyanın film oluşturan bileşenidir. Bağlayıcı yapışmayı sağlar, pigmentleri birbirine bağlar ve kalıcılık, esneklik ve sertlik gibi boyanın birçok özelliğini etkiler. Boyadaki bu üç temel bileşenin yanısıra boyanın yüzey gerilimini, akışkanlık özelliklerini, bitmiş haldeki görünümünü ya da UV ışınlarına direnç veya bakteri oluşumunu engelleyici vb. özellikleri sağlamak için başka katkı maddeleri de eklenebilir.

    Boyada Kullanılan Solventler...
    Boyada kullanılan solventlerin birinci görevi boyaya sürülebilir veya püskürtülebilir bir kıvam sağlamak ve boyanın uygulanmasından sonra uçup giderek boyanın yüzeye ince bir tabaka halinde yapışmasını sağlamaktır. Bunun dışında solventler boyayı oluşturan değişik organik bileşenlerin birbirleri içinde çözünmelerini, boyanın düzlenmesini, kuruma zamanını ve yüzeye yapışma kuvvetini etkiler. Reçineye konulan bir solvent önce zincirler arasına girerek zincirleri birbirinden ayırmaya çalışır. Biraz daha solvent eklenince zincirler birbirinden iyice uzaklaşırlar. Bunun sonucu olarak da kenetlenmiş zincirler birbirlerinden ayrılırlar ve viskosite hızla düşer.

    Boya sanayisinde ençok kullanılan solventler hidrokarbon solventlerdir. Hidrokarbon solventler hem ucuz olmaları hem de yağ, alkit, vernik ve diğer reçineleri iyi çözmeleri nedeniyle tercih edilir. Hidrokarbon solventler grubundan alifatik hidrokarbonlardan n-hekzan ve n-heptan, aromatik hidrokarbonlardan ise toluen, ksilen ve etilbenzen en çok tercih edilen solventlerdir. Bunların yanısıra halojenlenmiş hidrokarbon solventler, alkoller, ketonlar, esterler ve eterler de boya üretiminde kullanılırlar.

    Geçmişte boya sanayisinde aromatik hidrokarbon solventlerden benzen çok yaygın olarak kullanılmaktaydı. Kanserojen olması nedeniyle benzen kullanımı nadir görülmektedir. Günümüzde aromatik hidrokarbon solvent olarak en yaygın olarak kullanılanlar; toluen ve ksilendir. Toluen daha kolay bulunabildiği için ksilenden daha çok kullanılır. Aslında birini diğerinin yerine kullanmak genel olarak bir sorun çıkarmaz. Toluen ve ksilen dışında az da olsa kullanılan diğer aromatik solventler; n-propil benzen (kümen), n-bütil benzen ve izobütil benzendir. Aromatik solventler alifatik solventlere göre çok yüksek çözücü güce sahiptir. Alkoller, esterler, glikol esterleri ve asetatları ve ketonlar oksijenli solventler grubunda olup boya sektöründe hidrokarbonlarda
    çözünmeyen reçineleri çözmek için kullanılmaktadır. Oksijenin bulunması nedeniyle polar özellik kazanan solventin çözücülük kuvveti yükselir. Ancak oksijenli solventler hidrokarbonlardan daha pahalı oldukları için sanayide kullanımı hidrokarbonlara göre daha azdır.

    Alkoller arasında çözücü gücü en yüksek olan metanol toksik etkisi ve çok çabuk buharlaşması nedeniyle çok fazla kullanılmaz. Boya sanayisinde etanolün de kullanımı yaygın değildir

    Glikol eterleri ve asetatları; yağ, doğal reçine, alkit akrilik, nitro selüloz, etil selüloz, polistiren, polivinil asetat gibi polimerleri çözmede kullanılır. Etilen glikollü ürünlere toksik olmaları sebebiyle son yıllarda ilgi azalmıştır, propilen glikol türevlerine ilgi artmıştır.

    upload_2016-1-7_10-30-1.png

    ..............................Parlama Noktası(°C)....Alt Patlama Sınırı....Üst Patlama Sınırı....Kendiliğinden .....................................................................................................................alev alma Sıcaklığı(°C)
    Benzen.......................-11.0........................1.3.......................7.9........................560
    Toluen...........................4.4........................1.27.....................7.0........................535
    o-ksilen........................17.2........................1.1......................7.0........................465
    m-ksilen.......................28.9........................1.1......................6.4........................525
    p-ksilen........................27.2........................1.1......................6.6........................466
    n-pentan......................-49.4........................1.4......................8.3........................285
    n-heptan........................-3.9........................1.0......................7.0........................215
    n-hekzan......................-21.7........................1.2......................7.7........................233
    n-oktan.........................13.3........................1.0......................6.5........................210
    White Spirit....................38..........................0.8......................6.5.........................-

    Tablo 1: Bazı Solventlerin Parlama Noktaları, Patlama Sınırları, Kendiliğinden Alev Alma Sıcaklıkları [3]

    Ketonlar grubundan aseton çok iyi bir çözücü olmasına karşın yüksek buharlaşma hızı nedeniyle pek tercih edilmemektedir. Metil etil keton ana çözücü olarak lake boyalarda kullanılmaktadır. Çözücülük gücü asetona yakındır ve ondan daha yavaş buharlaşır.

    Boya Sektöründe İş Güvenliği...
    Boya fabrikalarında veya imalathanelerde olan kazaların çok büyük bir kısmı solventlerin sebep olduğu yangınlar ve patlamalardır. Solventler hidrokarbon esaslı kolay buharlaşabilen kimyasallar olduğu için kolay yanarlar, patlayabilirler ve az veya orta şiddette toksiktirler. Boya sanayisinde kullanılan solventlerin kuvvetli çözücü olmaları yanında aranan diğer önemli özellikleri de tutuşma, patlama ve toksik etkilerinin düşük olmalarıdır.

    Solventler aşağıda belirtilen özellikleri nedeniyle işyeri ortamında iş güvenliği açısından tehlikelidir.

    Solvent buharlarının işyeri ortamında bulunması patlamaya neden olabilir. Bir patlamanın ya da yangının olabilmesi için üç bileşenin olması gerekmektedir; yanıcı buharlar (solvent buharları),oksitleyici (genellikle havada bulunan oksijen) ve bir alev kaynağı. Bir maddenin yanıcı özelliğe sahip olabilmesi uçuculuğuna ve patlama sınırlarına bağlıdır.

    Belli sıcaklık derecesinde, buhar basıncı yüksek olan bir maddenin uçuculuğu, diğerlerine göre daha fazla demektir. Solventler genel olarak çok uçucu kimyasallardır.

    Yanıcı bir sıvı olan solvent buharları hava ile belli konsantrasyonlarda karışımlar oluşturduğunda ve alev kaynağının bulunması halinde hızlı bir yanma ve patlama gerçekleşebilir. Bu belirli buhar/ hava konsantrasyonu “parlayıcılık aralığı” veya “patlama aralığı” olarak adlandırılır. Parlayıcılık aralığında karışım alev alırsa parlama ya da alev oluşumu olabilir. Parlayıcılık aralığının sınırları Alt Patlama Limiti (LEL) veÜst Patlama Limitidir (UEL).Alt patlama limiti buhar/hava karışımının yanıcı olduğu havadaki en düşük buhar konsantrasyonudur. Üst patlama limiti buhar/hava karışımının yanıcı olduğu havadaki en yüksek buhar konsantrasyonudur. LEL/UEL buharın havadaki hacimsel yüzdesi olarak ifade edilir. LEL ve UEL verileri aksi belirtilmedikçe normal sıcaklık ve basınç değerlerinde belirlenmiştir. Parlayıcılık limitleri basınç ve sıcaklık değişimi ile değişebilir. Genellikle sıcaklık artışı LEL'i düşürken, UEL'i yükseltir.

    Parlama noktası, yanıcı sıvıların sınıflandırılması için daha genel olarak kullanılır. Bir solventin kaynama noktası arttıkça parlama noktası da artar. Parlama noktası, sıvının havada alev kaynağı ile karşılaştığında, alevlenecek bir yanıcı buhar karışımı oluşturmasına kadar ısıtıldığındaki sıcaklık değeri olarak tanımlanmaktadır. Parlama noktasındaki sıcaklıkta sürekli yanma gerçekleşmez. Bu durum daha yüksek bir sıcaklık olan yangın noktasıdır.

    Parlamanın gerçekleştiği sıcaklık; LEL değerine karşılık gelen sıcaklığa çok yakındır. Bu nedenden dolayı birçok durumda bir maddenin parlayıcılık özelliği değerlendirilirken parlama noktası alt parlayıcılık sınırındaki sıcaklık yerine kullanılır. Parlama noktası düşük oldukça, maddenin uçuculuğu, dolayısıyla potansiyel tehlikesi daha yüksek olur. [3]

    Kendiliğinden alev alma noktası, solventlerle yüksek sıcaklıklarda çalışmanın gerektiği proseslerde önem kazanır. Eğer sıcaklık yeterince yüksekse havadaki solvent buhar karışımı alev kaynağı olmadan kendiliğinden alev alır. Kendiliğinden alev alma noktası, yanıcı buhar ve hava karışımının alev kaynağı olmadan alevlendiği minimum sıcaklıktır. Genellikle kendiliğinden alev alma sıcaklığı kimyasalın kaynama noktasının epeyce üzerindeki bir sıcaklık değeridir. Solventlerin kendiliğinden yanma sıcaklığı çok yüksektir. Boyanın depolandığı ve kullanıldığı koşullarda kendiliğinden parlama olayı pek görülmez. Yalnız yanıcı yüzeyler üzerine sürülen alkit boyalarında havanın oksijeni
    ile kuruma sırasında ısı açığa çıkar. Bu ısı yeterli bir şekilde uzaklaştırılmazsa yangına yol açabilir. Her zaman kendiliğinden alev alma sıcaklığının oldukça altında çalışılması tavsiye edilir.

    Solvent seçimi yapılırken, güvenlik açısından, solventlerin parlama noktaları incelenmelidir. Eğer parlama noktası çalışma ortamının sıcaklık derecesinden daha düşük olan bir solventin kullanımı zorunlu ise, çok sıkı güvenlik önlemleri alınmalıdır.

    http://www.isgum.gov.tr/rsm/file/isgdoc/IG5-boya_sektorunde_solvent_kullanimi.pdf
     
    Son düzenleme: 7 Ocak 2016
    Fatih Özcan bunu beğendi.