Introdução
Artigos esportivos e brinquedos para crianças ou animais de estimação geralmente são feitos de plásticos flexíveis. Alguns exemplos são os brinquedos sensoriais para mastigar, figuras de ação, recursos de aderência macia, bem como bolas de qualquer tipo. Um polímero comum usado é o PVC (cloreto de polivinila), que pode se tornar mais macio e flexível com a adição de plastificantes. Esses compostos não são ligados covalentemente à cadeia do polímero e, por isso, podem evaporar ou ser eliminados pela saliva ou pelo suor. A liberação de gases de plastificantes como os ftalatos pode ser prejudicial. Em alguns casos, isso pode ser reconhecido até mesmo por um cheiro ruim.
A família dos ftalatos é conhecida por causar vários riscos à saúde. Eles agem como hormônios e comprovadamente causam danos ao fígado, infertilidade, diabetes, câncer e muito mais. Por isso, a União Europeia proibiu vários ftalatos em produtos que entram em contato com alimentos, brinquedos, artigos para bebês e suprimentos médicos desde 2007.
Comportamento de decomposição e identificação de plastificantes
A análise térmica pode ajudar a detectar plastificantes em polímeros. Por meio da análise TGA-FT-IR, é possível analisar produtos com relação ao seu conteúdo de plastificante e identificar o tipo de plastificante usado.
No caso de uso a seguir, a camada superficial de diferentes bolas de brinquedo foi cortada em pedaços small e medida com o PERSEUS® TG 209 F1 Libra® de acordo com as condições de medição da tabela 1.
A bola no. 1 apresenta várias etapas de perda de massa durante a PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise, veja a figura 1. Essas etapas de perda de massa resultam da evaporação do plastificante ou de outros aditivos orgânicos e da PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise do polímero na faixa de temperatura entre 200°C e 500°C. A Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição de cargas inorgânicas foi detectada entre 500°C e 700°C. Os picos na curva DTG (taxa de perda de massa) representam as temperaturas das taxas máximas de perda de massa. A curva de Gram Schmidt exibe as intensidades gerais de IR e se comporta como uma imagem espelhada da curva DTG e também mostra intensidades máximas durante as etapas de perda de massa. Isso comprova a interação dos compostos evoluídos com o feixe de IV.
Tabela 1: Condições de medição
| Amostra | Bola no. 1 | Bola nº 2 |
|---|---|---|
| Massa da amostra | 9.08 mg | 10.38 mg |
| Programa de temperatura | RT a 850°C | |
| Taxa de aquecimento | 10 K/min | |
| Atmosfera de gás | Nitrogênio | |
| Taxa de fluxo de gás | 40 ml/min | |
Os dados completos de IR são mostrados na figura 2 em um gráfico 3D dependente da temperatura e do número de onda. A curva TGA é plotada em vermelho na parte posterior e mostra a correlação da perda de massa com o aumento da intensidade de IV. Neste exemplo, apenas a primeira etapa de perda de massa é investigada com mais precisão. Para uma análise detalhada do plastificante contido, um espectro FT-IR 2D foi extraído e comparado com os dados da fase gasosa librapara identificar os compostos evoluídos. Foi encontrada alta similaridade para o espectro a 266°C com os espectros de libradi-n-octilftalato (DOP, azul) e bis(2-etilhexil)ftalato (DEHP, verde). Pode-se presumir que um único composto ou uma mistura de diferentes ftalatos foi liberado. Entretanto, essa comparação indica claramente que a bola no. 1 contém ftalatos prejudiciais. Como a etapa seguinte de perda de massa se sobrepõe ligeiramente à liberação de ftalatos, também foi encontrada alguma small quantidade deCO2 por meio de FT-IR a 266°C.
Uma segunda bola foi investigada sob as mesmas condições de medição. A comparação das duas medições de TGA é mostrada na figura 4. É possível observar uma clara diferença no comportamento da PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise. No entanto, também para a bola nº 2, a primeira etapa de perda de massa foi detectada na faixa de temperatura entre 200°C e 280°C, também com um pico na curva DTG a 266°C. Somente o FT-IR pode fornecer informações detalhadas sobre o plastificante contido.
A comparação dos espectros FT-IR extraídos para as duas amostras de esferas, ambas extraídas a 266°C, mostra um padrão de VibraçãoUm processo mecânico de oscilação é chamado de vibração. A vibração é um fenômeno mecânico em que ocorrem oscilações em torno de um ponto de equilíbrio. Em muitos casos, a vibração é indesejável, desperdiçando energia e criando sons indesejados. Por exemplo, os movimentos vibratórios de motores, motores elétricos ou qualquer dispositivo mecânico em operação geralmente são indesejados. Essas vibrações podem ser causadas por desequilíbrios nas peças rotativas, atrito desigual ou engrenagem dos dentes da engrenagem. Projetos cuidadosos geralmente minimizam as vibrações indesejadas.vibração completamente diferente, veja a Figura 5. A comparação dos espectros a 266°C da bola nº 2 (azul) com a fase gasosa library mostra uma clara concordância com o espectro do citrato de tributil (verde). Na bola nº 2, os plastificantes de ftalato tóxicos foram substituídos por éster cítrico não tóxico, que também atua como plastificante.
Resumo
Os processos de desgaseificação e Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição de polímeros podem ser investigados por análise térmica. A termogravimetria indica a liberação de gases já abaixo de 300°C. Somente a análise de gás evoluído, como o FT-IR, pode identificar os gases liberados. Nesse exemplo, foi possível identificar os diferentes plastificantes usados e, portanto, distinguir entre aditivos tóxicos e não tóxicos. O PERSEUS® TG 209 F1 Libra® é perfeitamente adequado para resolver essa tarefa.