Développement d’un nouveau dispositif d’échantillonnage des aérosols de diisocyanate-4,4’ de diphénylméthane (MDI) utilisé lors de la pulvérisation de mousse isolante

Auteurs

Silvia Puscasu, IRSST
Simon Aubin, IRSSTFollow
Yves Cloutier, IRSST
Philippe Sarazin, IRSSTFollow
Huu Van Tra, Université du Québec à Montréal
Sébastien Gagné, IRSSTFollow

Type de document

Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2016

Langue

Français

Résumé

La pulvérisation de produits à base de MDI est une pratique commune à laquelle s’adonnent de nombreux travailleurs. Un exemple d’application de produits à base de MDI est le revêtement de mousse isolante commercial et résidentiel. Durant l’application de ce type de produit, les travailleurs sont exposés aux aérosols de MDI. Le MDI est un produit chimique reconnu comme étant un agent sensibilisant pouvant provoquer l’asthme professionnel. Afin de minimiser l’exposition des travailleurs au MDI, une surveillance environnementale doit être réalisée en milieu de travail afin de cartographier les zones contenant du MDI résiduel et de déterminer les secteurs et les tâches où des améliorations sont requises en matière de prévention. Les cartographies actuelles de certains milieux de travail ne sont pas aussi exactes qu’elles le devraient. Ce manque de précision est principalement dû au fait que les dispositifs d’échantillonnage par filtre n’ont pas la capacité requise pour détecter le MDI avec exactitude. Les systèmes par filtre, donc sans solvant, comme l’Iso-Chek^® et celui de la méthode OSHA 47, sous-estiment les niveaux d’exposition réels et ont des durées d’échantillonnage permises trop courtes. De leur côté, les méthodes d’échantillonnage utilisant des barboteurs présentent un risque d’exposition à des solvants (utilisés dans les barboteurs), un risque d’explosion et de feu, ainsi que des risques de bris, de débordement ou d’évaporation à sec du milieu capteur. Les futures évaluations-terrains pourraient être améliorées par l’utilisation d’un dispositif d’échantillonnage plus efficace. Les objectifs du projet étaient d’établir, en laboratoire, des conditions d’analyse optimales et compatibles avec le dispositif CIP10M et de comparer les méthodes d’évaluation utilisant les dispositifs CIP10M et l’ASSET^TM EZ4-NCO avec la méthode utilisant le barboteur lors d’applications de mousse isolante polyuréthane.

Une solution de rechange utilisant un capteur individuel de particules avec la configuration microbiologique (CIP10M) a été investiguée pour l’échantillonnage du MDI lors de l'application de mousse isolante. Le milieu aqueux utilisé normalement avec le CIP10M a été remplacé par un cosolvant non volatil dans lequel l'agent de dérivation 1-(2-méthoxy-phényl) pipérazine (MOPIP) est introduit. Lorsque le CIP10M est en fonction, l'air contenant l'aérosol de MDI est aspiré à travers l'entrée de l’appareil et dirigé vers la coupelle rotative contenant le cosolvant. Une fois que les aérosols impactent sur le cosolvant par force centrifuge, ceux-ci sont dissous et stabilisés immédiatement par le MOPIP. Le domaine de linéarité de la méthode dans l'air s’étale de 0,8 à 26 ug/m³, en supposant un échantillonnage de 60 min à 10 L/min. L’échantillonnage comparatif a été réalisé dans un environnement réel de pulvérisation de mousse MDI avec des CIP10M, des barboteurs contenant du toluène/MOPIP (méthode de référence) et des ASSET^TM EZ4-NCO. Les résultats obtenus montrent que le CIP10M procure des niveaux de MDI monomère légèrement plus faibles et des niveaux d'oligomères de MDI plus élevés que ceux obtenus en utilisant des barboteurs. Le biais négatif moyen observé pour les monomères de MDI est de 14 % (IC 95 % : 2 - 26 %) alors que le biais positif observé pour les oligomères de MDI est de 94 % (IC 95 % : 76 - 113 %). Pour sa part, l’ASSET^TM EZ4-NCO sous-estime significativement les niveaux de MDI présents. Le CIP10M semble être une approche prometteuse pour l’évaluation de l'exposition aux aérosols de MDI dans les applications de mousse isolante.

Abstract

Spraying of MDI-based products is a common practice for many workers. The application of spray foam to insulate commercial or residential buildings is one example. During such applications, workers are exposed to MDI aerosols. MDI is a known chemical sensitizer that can cause occupational asthma. To minimize occupational exposure to MDI, the workplace environment must be monitored to map areas containing residual MDI and identify sectors and tasks where improvements in prevention are required. The current mapping of some workplaces is not as precise as it should be, mainly because the filter sampling devices used are unable to detect MDI with precision. Filter-based sampling systems (that is, solvent-free systems) such as Iso-Chek^® and OSHA Method 47, underestimate real exposure levels and permissible sampling times are too short. With bubbler sampling systems, on the other hand, there is a risk not only of exposure to solvents (used in the bubblers) but also of explosion or fire as well as bubbler breakage or overflow or evaporation to dryness of the absorbing solution. A more effective sampling device could improve field evaluations. The purpose of this project was to identify optimal testing conditions, in the laboratory, using the CIP 10-M sampler, and to compare the CIP 10-M and ASSET^TMEZ4-NCO samplers with a bubbler sampling system during the application of polyurethane foam insulation.

An alternative solution using a personal microbiological sampler (CIP 10-M) was investigated for sampling MDI during the application of foam insulation. The aqueous collection fluid normally used with the CIP 10-M was replaced by a non-volatile cosolvent into which the derivatization agent 1-(2-methoxyphenyl) piperazine (MOPIP) was introduced. When the CIP 10-M is in operation, air containing MDI aerosols is aspirated through its air inlet and enters the rotating cup containing the cosolvent. The aerosols are driven by centrifugal force onto the cosolvent, where they dissolve and are immediately stabilized by the MOPIP. The method’s linearity range is 0.8 to 26 ug/m³ in air, assuming 60 minutes of sampling at 10 L/min. Comparative sampling was performed in a real MDI foam spraying environment with CIP 10-Ms, bubblers containing toluene/MOPIP (reference approach) and ASSET^TMEZ4-NCOs. The results show that the CIP 10-M yields slightly lower MDI monomer levels and higher MDI oligomer levels than those obtained with the bubblers. Mean negative bias for the MDI monomers was 14% (IC 95%: 2 - 26%) whereas positive bias for the MDI oligomers was 94% (IC 95%: 76 - 113%). The ASSET^TM EZ4-NCO significantly underestimated MDI levels. The CIP 10-M seems to be a promising approach for testing exposure to MDI aerosols in the application of spray foam insulation.

ISBN

9782896318964

Mots-clés

Diisocyanate de diphénylméthane, Diphenylmethane diisocyanate, CAS 101688, Aérosol, Aerosol, Isocyanates, Échantillonnage et analyse, Sampling and analysis, Essai du matériel, Equipment testing, Analyse par comparaison, Comparative analysis, Isolant thermique, Thermal insulating material, Québec

Numéro de projet IRSST

2013-0056

Numéro de publication IRSST

R-924

Citation recommandée

Puscasu, S., Aubin, S., Cloutier, Y., Sarazin, P., Van Tra, H. et Gagné, S. (2016). Développement d’un nouveau dispositif d’échantillonnage des aérosols de diisocyanate-4,4’ de diphénylméthane (MDI) utilisé lors de la pulvérisation de mousse isolante (Rapport n^° R-924). IRSST.