Come individuare le sostanze nocive negli articoli sportivi e nei giocattoli

Gli articoli sportivi e i giocattoli per bambini e animali domestici sono spesso realizzati in plastica flessibile. Alcuni esempi sono i giocattoli sensoriali da masticare, le statuette d'azione e le palle di vario tipo. Un polimero comunemente utilizzato per queste applicazioni è il PVC (cloruro di polivinile), perché può essere reso più morbido e flessibile con l'aggiunta di plastificanti. Questi composti non sono legati in modo covalente alla catena del polimero. Pertanto, possono evaporare o essere risciacquati dalla saliva o dal sudore. Questo degassamento o diffusione dei plastificanti può essere dannoso.

Un esempio è la famiglia degli ftalati, che notoriamente provoca una serie di rischi per la salute. Agiscono come ormoni ed è stato dimostrato che causano danni al fegato, infertilità, diabete, cancro e altro ancora. Per questo motivo, l'Unione Europea ha vietato una serie di ftalati nei prodotti a contatto con gli alimenti, nei giocattoli, negli articoli per l'infanzia e nelle forniture mediche con il regolamento REACH, in vigore dal 2007.

I componenti nocivi possono essere rilevati con l'analisi termica

L'analisi termica può essere utilizzata per individuare i plastificanti nei polimeri. Con l'analisi TGA-FT-IR è possibile non solo identificare il tipo di plastificante utilizzato, ma anche analizzare i prodotti in base al loro contenuto di plastificanti.

Nel seguente caso d'uso, lo strato superficiale di diverse palline giocattolo è stato tagliato in small pezzi e misurato con PERSEUS^® TG 209 F1 Libra^®. La tabella seguente fornisce una panoramica delle condizioni di misurazione:

Rilevare il contenuto di plastificante con il TG 209 F1 Libra^®

La Figura 1 mostra che la sfera ispezionata presenta diverse fasi di perdita di massa durante la PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi. Queste fasi di perdita di massa derivano dall'evaporazione del plastificante o di altri additivi organici e infine dalla PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi del polimero nell'intervallo di temperatura tra 200°C e 500°C.

La curva di Gram Schmidt (in rosso) mostra le intensità IR complessive e si comporta come un'immagine speculare della curva DTG. Mostra anche le intensità massime durante le fasi di perdita di massa. Ciò dimostra l'interazione dei composti evoluti con il fascio IR.

Risultati più dettagliati sulla composizione con uno spettro FT-IR

Per un'analisi dettagliata del plastificante contenuto, è stato estratto uno spettro FT-IR 2D e confrontato con libraries in fase gassosa per identificare i composti evoluti. Per lo spettro a 266°C è stata riscontrata un'elevata somiglianza con gli spettri libradel di-n-ottilftalato (DOP, blu) e del bis(2-etilesil)ftalato (DEHP, verde). Si può ipotizzare che sia stato rilasciato un singolo composto o una miscela di diversi ftalati. Tuttavia, questo confronto indica chiaramente che la palla contiene ftalati nocivi. Sono necessarie ulteriori analisi per identificare i plastificanti.

Una seconda sfera è stata analizzata nelle stesse condizioni di misurazione. Si può osservare una chiara differenza nel comportamento di PirolisiLa pirolisi è la decomposizione termica di composti organici in atmosfera inerte.pirolisi. Il confronto degli spettri FT-IR estratti per i due campioni di sfere, entrambi estratti a 266°C, mostra modelli di VibrazioniUn processo meccanico di oscillazione è chiamato vibrazione. La vibrazione è un fenomeno meccanico in cui si verificano oscillazioni intorno a un punto di equilibrio. In molti casi, le vibrazioni sono indesiderate, perché sprecano energia e creano suoni indesiderati. Ad esempio, i movimenti vibratori dei motori, dei motori elettrici o di qualsiasi dispositivo meccanico in funzione sono tipicamente indesiderati. Tali vibrazioni possono essere causate da squilibri nelle parti rotanti, da attriti non uniformi o dall'ingranamento dei denti degli ingranaggi. In genere, una progettazione accurata riduce al minimo le vibrazioni indesiderate.vibrazione completamente diversi (vedi figura 3).

Il confronto degli spettri a 266°C della palla n. 2 (blu) con la fase gassosa library mostra una chiara concordanza con lo spettro del tributilcitrato (verde). Per la palla n. 2, i plastificanti tossici ftalati sono stati sostituiti da esteri citrici non tossici, che agiscono anch'essi come plastificanti.

Rendete più sicuri gli articoli sportivi e i giocattoli!

I processi di degassamento e Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione dei polimeri possono essere studiati mediante analisi termica. La termogravimetria indica il rilascio di gas già al di sotto di 300°C. Solo l'analisi dei gas evoluti, come l'FT-IR, può identificare i gas rilasciati.

L'esempio precedente spiega come identificare i diversi plastificanti utilizzati e quindi come distinguere tra additivi tossici e non tossici. Il sito PERSEUS^® TG 209 F1 Libra^® è perfettamente adatto per contribuire a rendere gli articoli sportivi e i giocattoli più sicuri per noi e per i nostri bambini.