Molekülgröße, Flüchtigkeit und Gefahr

Zwei Quellen der Gefahr

Wie stark ein reaktiver Rohstoff den Beschäftigten gefährdet, hängt an zwei Dingen: erstens an der Wirkung des Stoffes selbst, wie sie sich aus seiner Einstufung nach Gefahrstoffrecht und dem Sicherheitsdatenblatt ergibt; zweitens am Weg in den Körper — über die Atemluft (Flüchtigkeit) oder durch die Haut. Ein Strukturmerkmal wie eine Isocyanat-, Amin- oder Acrylatgruppe ist dabei ein Hinweis auf mögliche Wirkungen, aber kein eigenständiger Gefahrenindikator: Es legt weder Gefahrenklasse noch Kategorie fest. Die Molekülgröße wirkt vor allem auf den zweiten Punkt, die Exposition.

Warum kleine Moleküle besonders relevant sein können

Kleine Moleküle besitzen häufig höhere Dampfdrücke als strukturell vergleichbare größere Moleküle; der Dampfdruck hängt jedoch wesentlich von Molekülstruktur und intermolekularen Kräften ab. Eine geringe Molekülgröße kann die Hautpenetration begünstigen; Hautgängigkeit und Reaktivität sind jedoch stoff- und strukturabhängige Eigenschaften und nicht zwangsläufig gekoppelt. So ist ein monomeres Diisocyanat oder ein kleines Amin wie Diethylentriamin meist flüchtiger und hautgängiger als sein größeres Folgeprodukt. Die gesundheitliche Gefährdung muss jedoch für den jeweiligen Stoff bzw. das Gemisch anhand seiner spezifischen Eigenschaften beurteilt werden.

Was das Vergrößern bringt — und was nicht

Setzt man die Monomere zu Oligomeren, Addukten oder Präpolymeren um, sinkt der Dampfdruck drastisch — es steht kaum noch Dampf zum Einatmen in der Luft. Das ist der große Sicherheitsgewinn. Was nicht verschwindet, ist die reaktive Gruppe: Ist der Stoff entsprechend eingestuft, wirkt sie weiter, sobald sie den Körper erreicht — vor allem als Spritznebel (feine Tröpfchen) oder als Staub. Diese Aerosole und Stäube gelangen unabhängig vom Dampfdruck in die Lunge. „Größer“ heißt also weniger flüchtig, nicht harmlos.

Das Muster über die Stoffklassen

Dasselbe Prinzip zieht sich durch den ganzen Lack: Isocyanate — monomer (flüchtig, giftig) über Oligomer (Trimer, Biuret) bis zum Präpolymer (siehe L-26). Amine — kleines Diethylentriamin über Addukt und Polyaminoamid bis ins ausgehärtete Netz (siehe L-29). Acrylate — niedermolekulare Reaktivverdünner sind stark hautsensibilisierend und reizend, oligomere und polymere Acrylate deutlich milder (siehe L-24, L-147). Auch beim Epoxid ist das niedermolekulare Bisphenol-A-Harz kritischer als ein höhermolekulares Festharz — Bisphenol A ist als reproduktionstoxisch Kategorie 1B eingestuft und steht auf der REACH-Kandidatenliste (siehe L-28), und Styrol wirkt als flüchtiges Monomer im UP-Harz (siehe L-23).

Erst das Abreagieren macht sicher

Die Gefährdung durch eine reaktive Gruppe kann durch vollständige chemische Umsetzung deutlich sinken: Im weitgehend ausgehärteten, vernetzten Film ist sie überwiegend verbraucht und fest gebunden; Restmonomere, Extrahierbares und mögliche Abbauprodukte müssen dennoch berücksichtigt werden. Bis dahin zählt der Rest-Monomeranteil (bewusst niedrig gehalten, teils gesetzlich beschränkt), und die eigentliche Belastung kommt aus Spritznebel, Schleifstaub und Hautkontakt.

Was das für die Praxis heißt

Für den Arbeitsschutz folgt daraus: Nicht nur der Dampf ist das Problem, sondern gerade das Aerosol beim Spritzen und der Staub beim Schleifen. Deshalb spritzt man geschlossen in der Kabine mit Frischluft- oder Atemschutz, saugt ab, trägt Handschutz, wählt monomerarme beziehungsweise oligomere Qualitäten und lässt den Lack vollständig aushärten.

Geruch ist kein Maß für die Gefahr

Eine typische Prüfungsfalle: Ein geruchsarmer Lack ist nicht automatisch gesundheitlich unbedenklich. Geruchsschwelle und toxikologische Wirkung sind zwei voneinander unabhängige Größen. Manche Stoffe werden schon weit unterhalb jeder gesundheitlich relevanten Konzentration wahrgenommen — sie riechen unangenehm, ohne in dieser Konzentration gefährlich zu sein. Andere sind nahezu geruchlos, obwohl die Konzentration in der Luft den Arbeitsplatzgrenzwert bereits überschreitet; Isocyanate sind dafür das bekannte Beispiel. Hinzu kommt die Geruchsermüdung: Die Nase gewöhnt sich innerhalb kurzer Zeit an einen Geruch, die Exposition bleibt jedoch unverändert. Maßgeblich sind deshalb immer Sicherheitsdatenblatt, Arbeitsplatzgrenzwert und Messung — niemals der Eindruck der Nase.

Merksatz