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Einführung
Bei der Verarbeitung von Kunststoffen in Extrudern treten in den
Abluftleitungen zum Teil beträchtliche Ablagerungen auf, die zu
empfindlichen Störungen des Extrusionsprozesses und daraus
resul-tierend zu erhöhten Wartungsaufwen-dungen und damit
verbundenen Still-standszeiten führen können. Im Rahmen
eines von der Arbeitsgemeinschaft industrieller
Forschungseinrichtungen e.V. (AiF) geförderten
Kooperationspro-jektes der HTWK Leipzig und der Firmen Barlo
Plastics Nischwitz GmbH und UGT 2000 GmbH bestand die Zielstellung,
diese Ablagerungen näher zu untersu-chen und ein geeignetes
Verfahrens zur Abscheidung dieser Substanz unmittel-bar vor dem
eigentlichen Abluftreinigungs-system zu entwickeln. Als
Hauptkompo-nente der Ablagerungen im Abluftreini-gungssystem konnte
die hochtoxische Substanz Tetramethylsuccinodinitril Ver-suchsanlage
zur TMSN-Abscheidung |
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(TMSN) identifiziert werden, deren
Ent-stehung durch die Verwendung des Initiators 2,2'-Azobis(isobutyronitril)
(AIBN) beim Polymerisationsprozess hervorgerufen wird. AIBN wird bei zahlreichen Kunststoffen, wie z. B. Polymethylmethacrylat,
Polyvinylchlo- rid oder in Styrolpolymerisaten, zum Starten der
Polymerisation eingesetzt, wobei neben der Radikalbildung in
einer Nebenreaktion TMSN entsteht. Dieses Nebenprodukt wird in die
Kunststoff matrix eingelagert und bei der weiteren Verarbeitung der
Kunst-stoffe teilweise über die Abluft wieder freigesetzt. Da eine
Stoffeigenschaft dieser Substanz die Desublimation unter Normaldruck
bei 172°C ist, kristallisiert das TMSN insbesondere in den kühleren
Bereichen der Abluftleitungen und bildet zusammen mit verschiedenen
Kondensationspro-dukten breiartige Ablagerungen. |
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Stoffeigenschaften von
Tetramethylsuccinodinitril.
Laut TRGS 900 beträgt der zulässige volumenbezogene Grenzwert für
TMSN in der Luft 0,5 ml/m3 und der massenbezogene Grenzwert 2,8
mg/m3. Vergleichsweise da-zu ist der volumenbezogene MAK-Wert für
Blausäure in der Luft mit 10 ml/m3 20 mal höher. Diese Zahlen
veranschaulichen die Toxizität und das Gefährdungspotenzial von
Tetramethylsuccinodinitril. Diese Substanz ruft besonders starke
akute Vergiftungs-erscheinungen hervor, die mit der Wirkung eines
zentralen Krampfgiftes vergleichbar sind.
Gefährdungen bestehen insbesondere bei der
Kunststoffverarbeitung durch die TMSN-Freisetzung in die Abluft und durch den direkten
Kontakt mitTMSN-Kristallen bei der Reinigung der Abluftleitungen.
Dagegen kann jedoch davon ausgegangen werden, dass Gefährdungen
durch den direkten Kontakt mit Kunststoffen, z. B. bei
Lebens-mitteln, auf Grund des geringen Migrations-verhaltens des TMSN
vernachlässigbar sind.
Analytik
Unter Verwendung der Analysenverfahren Elementaranalyse, IR-Spektroskopie und Thermoanalyse konnten die bei
der Herstellung von Kunststoffplatten aus Poly-methylmethacrylat (PMMA)
abgeschiedenen Kristalle im Abluftreinigungssystem einer
Extrusionsanlage eindeutig als TMSN identifi-ziert werden. Für die
Bearbeitung des Themas war die Nutzung geeigneter Analy-senverfahren
zum Nachweis des TMSN in der Abluft und in Lösungsmitteln eine
notwendige Voraussetzung. Hierfür konnte ein gaschro-matografisches
Analysenver-fahren unter Verwendung eines Flammen-ionisationsdetektors (GC-FID) entwickelt werden. Weiterhin
erfolgte in Zusammen-arbeit mit dem Umweltforschungszentrum
Leipzig-Halle
GmbH die Entwicklung eines Messverfahrens
zur quantitativen Analyse von TMSN-Bestandteilen in Polymer-granulaten mittels Gaschro-matografie in Verbindung
mit Massenspektr-oskopie (GC-MS) sowie mit einem FID.
In Granulaten eines kautschukmodifizierten
Polymethylmethacrylates konnten mit die-sem Messverfahren
TMSN-Anteile zwischen
225 mg/kg und 360 mg/kg nachgewiesen werden. |
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