Úvod
Toto sváteční období roku je pro mnohé obdobím pečení sušenek a cukroví. Máslo. Cukr. Mouka. Mixér. Váleček. Vykrajovátka na sušenky... Ale pak se musíme rozhodnout: Pergamenový papír nebo silikonová podložka na pečení?
Mnozí dávají přednost silikonové podložce na pečení díky nepřilnavému povrchu na pečení z potravinářského silikonu a skutečnosti, že je možné ji opakovaně používat - na rozdíl od pergamenového papíru, který je na jedno použití.
Silikony neboli silikonové kaučuky patří do třídy zesíťovaných polymerů. Základem páteře každého silikonu jsou střídavě atomy křemíku (Si) a kyslíku (O); na každý atom Si jsou vázány dvě organické skupiny. Nejběžnějším silikonem je polydimethylsiloxan (PDMS). V závislosti na své molekulární struktuře a hustotě zesíťování mají tyto silikony různou fyzikální formu od tuhé po pružnou. Mají mnoho skvělých vlastností, díky nimž jsou vhodné pro různé technické aplikace; jejich vynikající tepelná odolnost až do 260 °C - a některé druhy dokonce nad 300 °C - z nich však činí skvělou volbu pro pečicí formy, podložky a špachtle.
Většinu zákazníků i našich odborníků na analýzy v Aplikační laboratoři NETZSCH však zajímá, zda je jejich použití bezpečné?
Při vulkanizaci jsou běžnými vedlejšími produkty cyklické a lineární siloxanové oligomery. Proto je užitečné zkoumat, zda se při pečení neuvolňují některé z pomocných látek nebo vedlejších produktů, a také zjišťovat potenciálně nebezpečné zplodiny při zahřívání - např. uvolňování změkčovadel nebo toxických produktů pyrolýzy - které mohou přecházet do pečiva.
Termická analýza jako vhodný nástroj pro stanovení bezpečnosti výrobků
Termickou analýzou lze zjistit uvolňování látek během pečení. Pomocí TGAFT- IR analýzy je možné Identify typ a teplotu uvolňování.
Pro zodpovězení této otázky naši TGA-FTIR specialisté rozřezali silikonovou podložku na pečení a pergamenový papír potažený silikonem na kousky a několik kousků každého materiálu vložili do kelímku. Měření byla provedena pomocí přístroje PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® při teplotě 230 °C, což je maximální teplota pro tuto podložku.
V tabulce 1 jsou podrobně popsány podmínky měření.
Tabulka 1: Podmínky měření
| Přístroj | PERSEUS® TG 209 Libra® |
| Hmotnost vzorku | ≈ 130 mg (oba vzorky) |
| Teplotní program | RT až 230 °C, konstantní teplota po dobu 60 min |
| Rychlost zahřívání | 10 K/min |
| Atmosféra | Vzduch |
Stanovení úbytku hmotnosti ve dvou vzorcích
Silikonová podložka na pečení (zelená) ztratí během ohřevu 0,4 % své hmotnosti. Naproti tomu pergamenový papír (červený) ztratí během ohřevu 5,1 % své původní hmotnosti a dalších 4,3 % během IzotermickýZkoušky při kontrolované a konstantní teplotě se nazývají izotermické.izotermického zpracování. Úbytek hmotnosti není dokončen po 60 minutách ani v jednom z obou případů (obrázek 1).
Analýza plynů uvolňovaných ze silikonové podložky na pečení
Vyvíjející se plyny jsou pomocí spojky přenášeny přímo z termováhy do FT-IR a identifikovány v plynové komoře spektrometru.
Unikající plyny se přenášejí identifikované pomocí infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FT-IR, viz obrázek 2). V případě silikonové rohože (spektrum při 230 °C červeně) bylo zjištěno uvolňováníCO2 (modře) a stopy degradačních produktů silikonového kaučuku (zeleně), což by mohly být také vedlejší produkty oligomerů z výroby. Podrobnější informace o jednotlivých uvolňovaných složkách by mohla poskytnout spojka GC-MS.
Analýza plynů uvolněných z pergamenového papíru
Pergamenový papír uvolňuje pouze vodu, a to v teplotním rozmezí do 150 °C. Na obrázku 3 je červeně znázorněno naměřené spektrum při 100 °C v porovnání s databázovým spektrem pro vodu (modře).
Spektrum pergamenového papíru (červené) při 230 °C, znázorněné na obrázku 4, ukazuje uvolňování CO (oranžové),CO2 (zelené) a small stop metanolu (černé) a kyseliny mravenčí (modré). Tyto produkty rozkladu pravděpodobně vznikají při tepelném rozkladu papíru. Po měření lze pozorovat hnědé zabarvení papíru.
Závěr
Vypouštění vody, CO aCO2 je neškodné, protože opouštějí pec v plynné formě. Množství obsaženého metanolu a kyseliny mravenčí je pravděpodobně velmi small. Kromě toho jsou pravděpodobně nevýznamné i produkty rozkladu silikonu, protože jsou neškodné. Nicméně zahřátí silikonové podložky na pečení bez pečiva před jejím prvním použitím by jistě bylo rozumným opatřením.