Как обнаружить вредные вещества в спортивных товарах и игрушках

Спортивные товары и игрушки для детей и домашних животных часто изготавливаются из гибких пластмасс. В качестве примера можно привести сенсорные жевательные игрушки, фигурки, а также мячи различных видов. Чаще всего для этих целей используется ПВХ (поливинилхлорид), поскольку его можно сделать мягче и гибче, добавив пластификаторы. Эти соединения не имеют ковалентной связи с полимерной цепью. Поэтому они могут испаряться или вымываться слюной или потом. Такое газовыделение или диффузия пластификаторов может быть вредной.

Одним из таких примеров является семейство фталатов, которые, как известно, вызывают ряд опасностей для здоровья. Они действуют подобно гормонам и, как было доказано, вызывают повреждение печени, бесплодие, диабет, рак и многое другое. Поэтому Европейский союз запретил использование ряда фталатов в продуктах, контактирующих с пищей, в игрушках, детских товарах и медицинских принадлежностях в соответствии с регламентом REACH, действующим с 2007 года.

Вредные компоненты могут быть обнаружены с помощью термического анализа

Термический анализ может быть использован для обнаружения пластификаторов в полимерах. С помощью ТГА-ФТ-ИК-анализа можно не только определить тип используемого пластификатора, но и проанализировать продукты на предмет содержания в них пластификатора.

В следующем примере поверхностный слой различных игрушечных шариков был разрезан на small кусочки и измерен с помощью PERSEUS^® TG 209 F1 Libra^®. В следующей таблице приведен обзор условий измерения:

Определите содержание пластификатора с помощью TG 209 F1 Libra^®

На рис. 1 показано, что в процессе пиролиза исследуемый шар проходит несколько этапов потери массы. Эти этапы потери массы происходят в результате испарения пластификатора или других органических добавок и, наконец, пиролиза полимера в диапазоне температур от 200 до 500 °C.

Кривая Грамма-Шмидта (красная) отображает общую интенсивность ИК-излучения и является зеркальным отражением кривой DTG. Она также показывает максимальную интенсивность на этапах потери массы. Это доказывает взаимодействие выделившихся соединений с ИК-лучами.

Более подробные результаты состава с ИК-Фурье спектром

Для детального анализа содержащихся пластификаторов был получен двумерный ИК-Фурье спектр, который сравнивался с газофазными libraспектрами для идентификации выделяющихся соединений. Было обнаружено высокое сходство спектра при 266°C со спектрами libraди-н-октилфталата (DOP, синий) и бис(2-этилгексил)фталата (DEHP, зеленый). Можно предположить, что высвободилось одно соединение или смесь различных фталатов. Однако это сравнение ясно указывает на то, что мяч содержит вредные фталаты. Для идентификации пластификаторов требуется дальнейший анализ.

Второй шарик был исследован при тех же условиях. В поведении пиролиза прослеживается явное различие. Сравнение ИК-Фурье спектров двух образцов шариков, полученных при температуре 266°C, показывает совершенно разную картину колебаний (см. рис. 3).

Сравнение спектров при 266°C шарика № 2 (синий) с газовой фазой library дает четкое соответствие со спектром трибутилцитрата (зеленый). В шарике № 2 токсичные фталатные пластификаторы были заменены на нетоксичный лимонный эфир, который также выступает в качестве пластификатора.

Сделайте спортивные товары и игрушки более безопасными!

Процессы газовыделения и разложения полимеров можно исследовать с помощью термического анализа. Термогравиметрия указывает на выделение газов уже при температуре ниже 300°C. Идентифицировать выделяющиеся газы можно только с помощью расширенного газового анализа, например ИК-Фурье.

Приведенный выше пример объясняет, как определить различные используемые пластификаторы и, следовательно, провести различие между токсичными и нетоксичными добавками. Сайт PERSEUS^® TG 209 F1 Libra^® идеально подходит для того, чтобы помочь сделать спортивные товары и игрушки более безопасными для нас и наших детей.