I SOLVENTI
Tutti i solventi organici sono tossici
↓
IL RISCHIO DIPENDE DALLA SOSTANZA,
LA MODALITA’ E LA DURATA DELL’ESPOSIZIONE
Le sostanze pericolose si assorbono per tre vie
1° - Ingestione
2° - Respirazione
3° - Contatto cutaneo (la pelle delle nostre mani ha subito
l’eliminazione del grasso naturale che la protegge)
I SOLVENTI SONO PERO’ INDISPENSABILI
PER ALCUNE APPLICAZIONI
RIDURRE IL RISCHIO
UTILIZZARE MENO SOLVENTI
UTILIZZARE SOLVENTI MENO TOSSICI
UTILIZZARE PROTEZIONI ADATTE
RIDURRE LA VOLATILITA’
E’ IMPORTANTE LA DETERMINAZIONE DEI
PARAMETRI DI TOSSICITA' PER
DETERMINARE SE LA SOSTANZA PRESENTA
RISCHI DI TOSSICITA’
CRONICA O ACUTA
Alcuni solventi hanno una azione depressiva sul
Sistema Nervoso Centrale (SNC)
PARAMETRI DI TOSSICITA’
DL50 – dose letale per il 50% delle cavie sottoposte al
trattamento. Possono essere ratti, conigli, e la sostanza può
essere inoculata per bocca, o per inalazione (si ottiene il
CL50, concentrazione letale), o via cutanea.
TLV – THRESHOLD LIMIT VALUE = valore limite di soglia
TWA – TIME WEIGHTED AVERAGE = valore medio nel
tempo = limite per molto tempo (8 ore x 5 giorni alla sett.)
STEL – SHORT TIME EXPOSURE LIMIT = limite di
esposizione per breve tempo (15')
ALTRI PARAMETRI MENO UTILIZZATI
C-REL – CEILING RECOMMENDED EXPOSURE LIMIT =
limite MASSIMO di esposizione
IDLH – IMMEDIATELY DANGEROUS TO LIFE OR
HEALTH = pericolo immediato per la vita o la salute
Conversione tra ppm e mg/m3 e viceversa
ppm = mg/m3 x 24,45
P.M.
mg/m3 = ppm x P.M.
24,45
Dove P.M. = peso molecolare della sostanza
Precauzioni
Richiedere le schede tecniche e di sicurezza al
momento di acquistare un nuovo prodotto che non si
conosce e leggerle con attenzione.
Ridurre la quantità dei vapori di solvente
nell’ambiente, utilizzando contenitori di piccola
dimensione e con bocca stretta.
Lavorare con i solventi in aree ventilate per
minimizzare la quantità di vapori.
Utilizzare maschere protettive e guanti specifici per i
solventi in uso: i guanti in lattice da chirurgo possono
essere affiancati da quelli in nitrile, di colore azzurro.
Non utilizzare lenti a contatto: i vapori possono
interagire con le lenti stesse.
MASCHERE
Utilizzare maschere con filtri specifici:
Filtri A1 marroni per solventi e vapori organici
Filtri B2 grigi per vapori acidi
Filtri E2 gialli per anidride solforosa
Filtri K2 verdi per vapori ammoniacali
Filtri P2 o P3 per polveri
Filtri combinati, che hanno però minor capacità
filtrante, inversamente proporzionale al numero di
filtri
Ricorda! I filtri non sono eterni!
SOLVENTI MOLTO TOSSICI
nome
TLV/TWA
(ppm)
tipologia di rischio
DIMETILFORMAMMIDE
10
forte assorbimento cutaneo, per idrolisi libera
dimetilammina, che è cancerogena
CLOROFORMIO
10
Cancerogeno, tossico per fegato e reni
TETRACLORURO DI
CARBONIO
5
Potente tossico epatico e renale
BUTILAMMINA
5
cancerogena, caustica, forte assorbimento
cutaneo, distruttiva per le mucose
PIRIDINA
5
Sospetto cancerogeno
BENZENE
0,3
cancerogeno e mutageno, causa depressione
del midollo osseo e leucemia
SOLVENTI TOSSICI
nome
TLV/TWA
(ppm)
tipologia di rischio
ALCOOL METILICO
200
molto infiammabile, danni alla vista
DIACETONALCOOL
ALCOOL BUTILICO
AMILE ACETATO
50
alta ritenzione
CLORURO DI METILENE
50
sospetto cancerogeno
DILUENTE NITRO
n.d.
contiene idrocarburi aromatici (40-50%)
TRIELINA (tricloroetilene)
50
sospetto cancerogeno
TOLUOLO
100
può contenere fino al 10% di benzene
XILOLO
100
può contenere piccole % di benzene
SOLVENTI MENO TOSSICI
nome
TLV/TWA
(ppm)
tipologia di rischio
ALCOOL ETILICO
1000
infiammabile
ALCOOL ISOPROPILICO
400
infiammabile
ACETONE
750
Facilmente infiammabile, molto volatile
METILETILCHETONE
200
facilmente infiammabile
WHITE SPIRIT (acquaragia)
100
Contiene solventi aromatici???
ESSENZA di TREMENTINA
100
lenta evaporazione, forte ritenzione,
eczemi
SOLVENTI A BASSA TOSSICITA’
nome
TLV/TWA
(ppm)
IMPIEGATO PER…
DIMETILSOLFOSSIDO
300
Sostuituto DMF e alcool butilico
CITROSOLV
290
Sgrassaggio, bassa polarità
ETILE ACETATO
400
Solvente di alcune resine sintetiche
BUTILE ACETATO
150
Solvente di alcune resine sintetiche
ETIL LATTATO
n.d.
Solvente per colori a vernice
DOWANOL PM
100
Solvente di alcune resine sintetiche
“Bacco, tabacco e Venere
riducon l’uomo in cenere”
Bacco
Non bere:
gli alcolici possono avere effetti
sinergici con alcuni solventi
Tabacco
Non fumare:
il pericolo del fumo viene aumentato
attraversando la zona di combustione della sigaretta
Venere
L’azione sul SNC causa
depressione, dolori di testa, irritazione, nausea: tutti
sintomi che possono creare problemi per un buon
rapporto con l’altro sesso
Velocità di evaporazione
Questo parametro regola molti fenomeni pratici:
Nelle operazioni di pulitura può essere correlato alla
ritenzione negli strati pittorici
Applicando un consolidante un solvente molto
volatile può creare un fenomeno di trasporto verso
la superficie del polimero che stiamo applicando,
con conseguente fenomeno di “lucido” o di crosta
Nell’applicazione di una vernice possiamo giocare
con le volocità di evaporazione per ottenere film più
brillanti (con solventi più lenti) o effetti matt (solventi
rapidi). Un solvente troppo rapido causa un brusco
raffreddamento della superficie, con condensa
dell’umidità e opacizzazione del film (bloom)
Il concetto di polarità
Due atomi di differente polarità danno origine ad un
dipolo: nella chimica organica sono classici gruppi
polari:
- OH
ALCOLICO
- C=O
CARBONILICO
- COOH ACIDO CARBOSSILICO
- NH2
AMMINO
Solventi che contengono questi gruppi (alcoli, chetoni,
ammine…) sono polari, mentre quelli apolari sono gli
idrocarburi, che contengono atomi di carbonio e di
idrogeno.
Non ha quindi senso parlare di un solvente “forte” o
“debole”, perché la forza dipenderà dal tipo di
interazione con il soluto, secondo il principio “il simile
scioglie il simile”
Triangolo delle solubilità
Possiamo determinare il “carattere” di un solvente
quantificando tre tipi di interazioni che contribuiscono
alla formazione dei legami intermolecolari:
fh = legame a idrogeno
fd = legame dipolo indotto
(Van der Waals)
fp = legame dipolo-dipolo
(dipolo permanente)
Questi tre parametri (di
Hansen) possono essere
visualizzati graficamente
come i tre vertici di un
triangolo, detto “di Teas”
Come possiamo applicare questi concetti
alla pulitura di un dipinto?
Dovremo individuare per
ogni sostanza da
rimuovere (o da
conservare!) delle aree di
solubilità, e riportarle sul
triangolo.
Quindi trovare all’interno di
queste aree dei solventi, o
delle miscele di solventi, e
operando una scelta in
base alla velocità di
evaporazione, tossicità….
Il test di Feller
Feller mise a punto un semplice
test, che permette, utilizzando 11
miscele di cicloesano, toluene e
acetone in diverse proporzioni, di
determinare una scala di polarità:
ad ogni miscela è associato un
valore di fd.
Partendo dalla miscela più apolare
(solo cicloesano, fd = 96), si
effettuano prove di rimozione,
procedendo con miscele sempre
più polari, fino ad identificare
quella ottimale, a minima polarità.
Trasformare i solventi
Lavorare con solventi in forma libera presenta due rischi:
Penetrazione del solvente all’interno degli strati pittorici,
e ritenzione anche per i solventi più volatili come
l’acetone.
Evaporazione del solvente con rischi di tossicità per
l’operatore
Sono stati utilizzati vari sistemi per “intrappolare” i solventi:
Addensarli con eteri di cellulosa (Klucel G, etilcellulosa)
Disperderli in una emulsione supportante (emulsione
cerosa)
Gelificarli con acido poliacrilico e basi dall’effetto
tensioattivo (solvent gels)
CURVE DI EVAPORAZIONE / RITENZIONE
L. MASSCHELEIN-KLEINER, 1980, IRPA-KIK, BRUXELLES
mg
20
10
1
5
8
6
2
1
0,1
0
0
MINUTI
1
1. CICLOESANO
10
30
2
12
ORE
5. WHITE SPIRITS
6. TREMENTINA
10
GIORNI
8. TOLUENE
60
Solventi addensati
Gli eteri di cellulosa possono legarsi con alcuni
solventi di polarità adatta. I più usati sono:
Klucel G_ Idrossipropilcellulosa, solubile in
acqua e alcoli, dimetilsolfossido e pochi altri.
Con acetone e solventi di polarità inferiore non
addensa.
Etilcellulosa_ Riesce ad addensare anche i
solventi a polarità medio-bassa, come gli acetati,
gli idrocarburi aromatici e clorurati. Non arriva ad
addensare gli idrocarburi alifatici
Solvent gels
Questi sistemi di pulitura si basano sulla capacità di certe
macromolecole (acido poliacrilico) di creare dei reticoli
all’interno dei quali possono essere intrappolate le
molecole di solvente.
Sulla catena acrilica sono innestati gruppi acidi
carbossilici: neutralizzandoli con tensioattivi basici (gli
Ethomeen) si creano delle cariche negative (-COO-) che
respingendosi porteranno ad uno sviluppo della catena,
che occuperà tutto lo spazio a sua disposizione.
Si ha un’alta viscosità del sistema anche con l’ 1% di
solido.
L’ Ethomeen C/25 crea dei legami con i solventi polari, l’
Ethomeen C/12 con quelli apolari.
Con questa tecnica TUTTI i solventi possono essere
gelificati.
www.ctseurope.com
[email protected]
[email protected]
336 472711