Materiały kompozytowe są obecnie szeroko stosowane w wielu sektorach przemysłu. Ich unikalne połączenie lekkości, sztywności i wytrzymałości mechanicznej sprawia, że są to materiały wybierane do produkcji konstrukcji technicznych.
Znajdują zastosowanie w szczególności w:
- przemyśle lotniczym
- przemyśle motoryzacyjnym
- żeglarstwie
- energetyce wiatrowej
- przetwórstwie tworzyw sztucznych
- sprzęcie sportowym
Materiał kompozytowy składa się z dwóch głównych elementów:
- matrycy polimerowej, zazwyczaj żywicy poliestrowej, winyloestrowej lub epoksydowej
- wzmocnienia włóknistego, najczęściej z włókna szklanego lub węglowego
Przetwarzanie tych materiałów wiąże się jednak z kilkoma procesami przemysłowymi, które mogą generować zanieczyszczenia powietrza i pyły przemysłowe.
Sommaire
Procesy produkcji kompozytów
Produkcja części kompozytowych opiera się na różnych procesach przetwórczych.
Najbardziej rozpowszechnione w przemyśle to:
- laminowanie ręczne
- natrysk jednoczesny
- infuzja próżniowa (zobacz studium przypadku)
- formowanie prasowe
- polimeryzacja w piecu
- obróbka mechaniczna
- szlifowanie i wykańczanie
Procesy te umożliwiają nasycenie włókien żywicą, a następnie polimeryzację całości w celu uzyskania sztywnej części.
Jednakże, operacje te mogą generować różne rodzaje emisji zanieczyszczeń.
Główne zanieczyszczenia w warsztatach kompozytowych
W warsztatach produkujących kompozyty można spotkać kilka rodzajów zanieczyszczeń.
Lotne związki organiczne (LZO)
Żywice poliestrowe i winyloestrowe często zawierają styren, reaktywny monomer, który może parować do powietrza podczas produkcji.
Znajdujemy również:
- rozpuszczalniki przemysłowe
- opary żywicy
- emisje katalizatorów lub utwardzaczy
Substancje te należą do rodziny lotnych związków organicznych (LZO).
Pyły kompozytowe
Operacje obróbki i wykańczania wytwarzają pyły składające się z:
- włókien szklanych
- włókien węglowych
- cząstek spolimeryzowanej żywicy
Pyły te mogą być bardzo drobne i pozostawać w zawieszeniu w powietrzu.
Dymy i mgły przemysłowe
Niektóre operacje mogą również generować:
- dymy polimeryzacyjne
- mgły natryskowe żelkotu
- opary chemiczne
Emisje te mogą pogarszać jakość powietrza w warsztatach.
Zagrożenia dla zdrowia w przemyśle kompozytowym
Narażenie na zanieczyszczenia generowane podczas produkcji kompozytów może prowadzić do różnych skutków zdrowotnych u operatorów.
Zgodnie z zaleceniami prewencyjnymi opublikowanymi przez INRS, pyły i substancje chemiczne obecne w niektórych procesach przemysłowych mogą powodować:
- podrażnienia dróg oddechowych
- podrażnienia skóry
- podrażnienia oczu
- bóle głowy
- zmęczenie
- uczulenia alergiczne
Drobne pyły powstające podczas obróbki mogą być również wdychane i przenikać do dróg oddechowych.
Zapobieganie tym zagrożeniom stanowi ważne wyzwanie w warsztatach kompozytowych.
| Substancja / Czynnik | Klasyfikacja (CMR) | NDS (orientacyjna) | Główne zagrożenia | Uwagi |
|---|---|---|---|---|
| Styren | CMR kat. 2 (podejrzewany o rakotwórczość) | 20 ppm (≈ 86 mg/m³) – 8h | Działanie neurologiczne, podrażnienia, podejrzenie raka | Bardzo powszechny w żywicach poliestrowych |
| Pyły włókien szklanych | Nieklasyfikowane jako CMR | 1 włókno/cm³ (orientacyjnie) | Podrażnienia skóry, oczu, dróg oddechowych | Zależy od średnicy i biotrwałości |
| Włókna węglowe | Nieklasyfikowane jako CMR | Brak specyficznego NDS (odn. pyłów: 3 mg/m³ frakcja wdychalna) | Zagrożenia oddechowe (drobne pyły) | Przewodzące, mogą również stwarzać zagrożenia elektryczne |
| Żywice epoksydowe | Nie CMR (zazwyczaj), ale uczulające | Zmienna w zależności od składników | Alergie skórne, astma zawodowa | Wysokie ryzyko w przypadku powtarzającego się kontaktu |
| Aminy (utwardzacze epoksydowe) | Niektóre CMR w zależności od substancji | Zmienna | Podrażnienia, toksyczność, uczulenie | Sprawdzić KChP dla każdego produktu |
| Rozpuszczalniki (aceton itp.) | Nie CMR (zmienna w zależności od rozpuszczalników) | Np. aceton 500 ppm | Działanie neurologiczne, podrażnienia | Silnie zależy od użytych produktów |
| Pyły kompozytowe | Ogólnie nieklasyfikowane | 3 mg/m³ (frakcja wdychalna) | Mieszanka włókien + żywic → skutki oddechowe | Ryzyko niedoszacowane w warsztacie |
Inne studium przypadku: pyły włókien szklanych podczas cięcia kompozytów.
Dlaczego należy wychwytywać zanieczyszczenia kompozytowe?
Wychwytywanie i obróbka zanieczyszczeń przemysłowych umożliwiają:
- ochronę operatorów
- poprawę jakości powietrza w warsztatach
- ograniczenie rozprzestrzeniania się pyłów
- redukcję zapachów przemysłowych
- spełnienie wymogów regulacyjnych
Wychwytywanie u źródła jest jedną z najskuteczniejszych metod ograniczania narażenia.
Rozwiązania OberA do wychwytywania zanieczyszczeń kompozytowych
OberA projektuje rozwiązania przemysłowe dostosowane do środowisk produkcji kompozytów.
Systemy te umożliwiają w szczególności:
- wychwytywanie zanieczyszczeń u źródła
- przemysłowe odsysanie pyłów
- filtrację drobnych cząstek
- obróbkę LZO
- poprawę wentylacji warsztatów
Technologie te przyczyniają się do poprawy warunków pracy i jakości powietrza przemysłowego.
