Jak odhalit škodlivé látky ve sportovních potřebách a hračkách

Sportovní potřeby a hračky pro děti nebo domácí mazlíčky se často vyrábějí z pružných plastů. Příkladem jsou smyslové žvýkací hračky, figurky a míče různých druhů. Běžným polymerem používaným pro tyto účely je PVC (polyvinylchlorid), protože přidáním změkčovadel jej lze učinit měkčím a pružnějším. Tyto sloučeniny nejsou kovalentně vázány na polymerní řetězec. Proto se mohou odpařovat nebo být vyplaveny slinami či potem. Toto odplyňování nebo difúze změkčovadel může být škodlivé.

Jedním z takových příkladů je skupina ftalátů, o níž je známo, že způsobuje řadu zdravotních rizik. Působí jako hormony a bylo prokázáno, že způsobují poškození jater, neplodnost, cukrovku, rakovinu a další. Evropská unie proto ve svém nařízení REACH, které platí od roku 2007, zakázala řadu ftalátů ve výrobcích, které přicházejí do styku s potravinami, v hračkách, v dětských předmětech a zdravotnických potřebách.

Škodlivé složky lze zjistit termickou analýzou

Termickou analýzu lze použít k detekci změkčovadel v polymerech. Pomocí TGA-FT-IR analýzy je možné nejen Identify druh použitého změkčovadla, ale také analyzovat výrobky z hlediska obsahu změkčovadla.

V následujícím případě použití byla povrchová vrstva různých hraček rozřezána na small kousky a měřena pomocí PERSEUS^®TG 209 F1 Libra^®. Následující tabulka uvádí přehled podmínek měření:

Zjištění obsahu změkčovadel pomocí TG 209 F1 Libra^®

Obrázek 1 ukazuje, že kontrolovaná koule vykazuje během pyrolýzy několik stupňů úbytku hmoty. Tyto kroky úbytku hmotnosti jsou důsledkem odpařování změkčovadla nebo jiných organických přísad a nakonec pyrolýzy polymeru v teplotním rozmezí 200 °C až 500 °C.

Gramova Schmidtova křivka (červeně) zobrazuje celkové IR intenzity a chová se jako zrcadlový obraz křivky DTG. Ukazuje také maximální intenzity během kroků ztráty hmoty. To dokazuje interakci vyvíjených sloučenin s IR paprskem.

Podrobnější výsledky složení s FT-IR spektrem

Pro podrobnou analýzu obsaženého změkčovadla bylo extrahováno 2D FT-IR spektrum a porovnáno s knihovnami plynné fáze na adrese Identify uvolněných sloučenin. Byla zjištěna vysoká podobnost spektra při 266 °C s knihovními spektry di-n-oktylftalátu (DOP, modrá) a bis(2-ethylhexyl)ftalátu (DEHP, zelená). Lze předpokládat, že se uvolnila jedna sloučenina nebo směs různých ftalátů. Toto srovnání však jasně ukazuje, že míček obsahuje škodlivé ftaláty. Je zapotřebí provést další analýzu na Identify změkčovadel.

Druhá koule byla zkoumána za stejných podmínek měření. V chování při pyrolýze lze pozorovat zřetelný rozdíl. Srovnání extrahovaných FT-IR spekter obou vzorků kuliček, obou extrahovaných při 266 °C, ukazuje zcela odlišné vibrační vzorce (viz obrázek 3).

Srovnání spekter při 266 °C kuličky č. 2 (modrá) s knihovnou plynné fáze dává jasnou shodu se spektrem tributylcitrátu (zelená). U kuličky č. 2 byla toxická ftalátová změkčovadla nahrazena netoxickým esterem citronu, který rovněž působí jako změkčovadlo.

Zajistěte větší bezpečnost sportovních potřeb a hraček!

Procesy odplyňování a rozkladu polymerů lze zkoumat pomocí termické analýzy. Termogravimetrie ukazuje uvolňování plynů již při teplotách pod 300 °C. Uvolněné plyny lze zjistit pouze analýzou vývinových plynů, jako je FT-IR Identify.

Výše uvedený příklad vysvětluje, jak Identify různá použitá změkčovadla, a tedy rozlišit mezi toxickými a netoxickými přísadami. PERSEUS^®TG 209 F1 Libra^® se dokonale hodí k tomu, aby pomohl učinit sportovní zboží a hračky bezpečnějšími pro nás i naše děti.