Introducere
Această perioadă festivă a anului este pentru mulți sezonul de copt prăjituri și biscuiți. Unt. Zahăr. Făină. Mixer. Rulou. Cookie Cutter... Dar apoi, trebuie să ne decidem: Hârtie pergament sau covoraș de silicon?
Mulți preferă covorașul din silicon datorită suprafeței sale de coacere antiaderente din silicon alimentar și faptului că este reutilizabil - spre deosebire de hârtia pergament care este un articol de unică folosință.
Siliconii sau cauciucurile siliconice fac parte din clasa polimerilor reticulați. Coloana vertebrală a oricărui silicon se bazează pe o alternanță de atomi de siliciu (Si) și oxigen (O); două grupe organice sunt legate de fiecare atom de Si. Cel mai comun silicon este polidimetilsiloxanul (PDMS). În funcție de structura lor moleculară și de densitatea de reticulare, aceste silicoane variază în formă fizică de la rigid la flexibil. Acestea au multe proprietăți excelente care le fac potrivite pentru o varietate de aplicații tehnice; cu toate acestea, rezistența lor termică excelentă de până la 260°C - și unele grade chiar peste 300°C - le fac o alegere excelentă pentru matrițe de copt, covorașe și spatule.
Cu toate acestea, majoritatea clienților și experții noștri în analize din cadrul Laboratorului de aplicații NETZSCH se întreabă dacă acestea pot fi utilizate în siguranță?
În timpul vulcanizării, oligomerii siloxanici ciclici și liniari sunt subproduse comune. Prin urmare, este util să se studieze dacă oricare dintre adjuvanții de prelucrare sau subprodusele sunt eliberate în timpul procesului de coacere, precum și să se detecteze emanațiile potențial periculoase în timpul încălzirii - de exemplu, eliberarea de plastifianți sau produse de piroliză toxice - care pot fi transferate la produsele de coacere.
Analiza termică ca instrument adecvat pentru determinarea siguranței produselor
Analiza termică poate fi utilizată pentru a detecta eliberarea de substanțe în timpul procesului de coacere. Prin intermediul analizei TGAFT-IR, este posibil să se identifice tipul și temperatura de eliberare.
Pentru a răspunde la această întrebare, specialiștii noștri TGA-FTIR au tăiat în bucăți un covoraș din silicon și hârtie pergament acoperită cu silicon și au pus mai multe bucăți din fiecare material în creuzet. Măsurătorile au fost efectuate cu un PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® la o temperatură de 230°C, temperatura maximă pentru acest covoraș.
Tabelul 1 detaliază condițiile de măsurare.
Tabelul 1: Condiții de măsurare
| Instrument | PERSEUS® TG 209 Libra® |
| Masa probei | ≈ 130 mg (ambele probe) |
| Program de temperatură | RT la 230°C, menținut constant timp de 60 min |
| Viteza de încălzire | 10 K/min |
| Atmosferă | Aer |
Determinarea pierderii de masă în cele două eșantioane
Covorașul din silicon (verde) își pierde 0,4% din masă în timpul ciclului de încălzire. Hârtia pergament (roșie), pe de altă parte, pierde 5,1% din masa sa inițială în timpul încălzirii și încă 4,3% în timpul tratamentului izoterm. Pierderea de masă nu este completă după 60 de minute în niciunul dintre cele două cazuri (figura 1).
Analiza gazelor emanate de covorașul din silicon
Gazele care evoluează sunt transportate direct de la termobalanță la FT-IR de mai sus prin intermediul cuplajului și sunt identificate în celula de gaz a spectrometrului.
Gazele care se scurg sunt transferate și identificate prin intermediul spectrometriei în infraroșu cu transformată Fourier (FT-IR, a se vedea figura 2). În cazul covorului de silicon (spectrul la 230 °C în roșu), s-au constatat eliberarea deCO2 (albastru) și urme ale produselor de degradare a cauciucului siliconic (verde), care ar putea fi, de asemenea, subproduse oligomerice din producție. Mai multe detalii cu privire la componentele individuale eliberate ar putea fi furnizate prin cuplarea GC-MS.
Analiza gazelor rezultate din hârtia pergament
Hârtia pergament eliberează doar apă, ceea ce se întâmplă în intervalul de temperatură de până la 150°C. Figura 3 prezintă spectrul măsurat la 100°C în roșu în comparație cu spectrul bazei de date pentru apă (albastru).
Spectrul pentru hârtia pergament (roșu) la 230°C, prezentat în figura 4, arată eliberarea de CO (portocaliu),CO2 (verde) și small urme de metanol (negru) și acid formic (albastru). Se presupune că acești produse de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere provin din descompunerea termică a hârtiei. După măsurare, se poate observa o decolorare maro a hârtiei.
Concluzie
Emanarea de apă, CO șiCO2 este inofensivă, deoarece acestea părăsesc cuptorul în formă gazoasă. Cantitățile de metanol și acid formic conținute sunt probabil foarte mari small. În plus, produsele de degradare a siliconului sunt probabil, de asemenea, nesemnificative, deoarece sunt inofensive. Cu toate acestea, încălzirea unui covoraș din silicon fără produse de copt înainte de prima sa utilizare ar fi cu siguranță o măsură rezonabilă.