Inledning
Denna festliga tid på året är för många säsongen för att baka kakor och kex. Smör. Socker. Mjöl. Mixer. Kavel. Utskärare... Men sedan måste vi bestämma oss: Pergamentpapper eller silikonbakmatta?
Många föredrar silikonbakmattan på grund av dess non-stick bakyta som är tillverkad av silikon av livsmedelskvalitet och det faktum att den är återanvändbar - till skillnad från pergamentpapper som är en engångsartikel.
Silikoner eller silikongummi tillhör klassen tvärbundna polymerer. Ryggraden i alla silikoner är baserad på omväxlande kisel- (Si) och syre- (O) atomer; två organiska grupper är bundna till varje Si-atom. Den vanligaste silikonen är polydimetylsiloxan (PDMS). Beroende på molekylstruktur och tvärbindningsdensitet kan silikonerna ha en fysisk form som varierar från styv till flexibel. De har många bra egenskaper som gör dem lämpliga för en mängd olika tekniska tillämpningar, men deras utmärkta värmebeständighet på upp till 260°C - och vissa kvaliteter till och med över 300°C - gör dem till ett utmärkt val för bakformar, mattor och spatlar.
De flesta kunder och våra analysexperter på NETZSCH Applications Laboratory undrar dock om de är säkra att använda?
Under vulkanisering är cykliska och linjära siloxanoligomerer vanliga biprodukter. Därför är det bra att undersöka om några av processhjälpmedlen eller biprodukterna frigörs under bakningsprocessen, samt att upptäcka potentiellt farlig avgasning under uppvärmning - t.ex. frigöring av mjukgörare eller giftiga pyrolysprodukter - som kan överföras till bakverken.
Termisk analys som ett lämpligt verktyg för att fastställa Produktsäkerhet
Termisk analys kan användas för att upptäcka frisättning av ämnen under bakningsprocessen. Med hjälp av TGAFT-IR-analys är det möjligt att Identify typ och temperatur för frisättning.
För att besvara denna fråga skar våra TGA-FTIR-specialister en silikonbakmatta och silikonbelagt pergamentpapper i bitar och lade flera bitar av varje material i degeln. Mätningarna utfördes med en PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® vid en temperatur på 230°C, vilket är maxtemperaturen för denna matta.
Tabell 1 visar mätförhållandena i detalj.
Tabell 1: Mätförhållanden
| Instrument | PERSEUS® TG 209 Libra® |
| Provets massa | ≈ 130 mg (båda proverna) |
| Temperaturprogram | RT till 230°C, hålls konstant i 60 min |
| Uppvärmningshastighet | 10 K/min |
| Atmosfär | Luft |
Bestämning av massförlusten i de två proverna
Silikonbakmattan (grön) förlorar 0,4 % av sin massa under uppvärmningscykeln. Pergamentpappret (rött), å andra sidan, förlorar 5,1% av sin ursprungliga massa under uppvärmningen och ytterligare 4,3% under den isotermiska behandlingen. Massaförlusten är inte avslutad efter 60 minuter i något av de två fallen (figur 1).
Analys av de gaser som utvecklas från silikonbakmattan
De utvecklande gaserna transporteras direkt från termobalansen till FT-IR ovan med hjälp av kopplingen och identifieras i spektrometerns gascell.
De utströmmande gaserna överförs och identifieras med hjälp av Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR, se bild 2). I fallet med silikonmattan (spektrum vid 230°C i rött) hittades utsläpp avCO2 (blått) och spår av nedbrytningsprodukter av silikongummi (grönt), som också kan vara oligomera biprodukter från produktionen. Mer information om de enskilda komponenter som frigörs kan erhållas genom GC-MS koppling.
Analys av de gaser som utvecklas från pergamentpapperet
Pergamentpapper släpper endast ut vatten, vilket sker i temperaturområdet upp till 150°C. Figur 3 visar det uppmätta spektrumet vid 100°C i rött i jämförelse med databasspektrumet för vatten (blått).
Spektrumet för pergamentpapper (rött) vid 230°C, som visas i figur 4, visar att CO (orange),CO2 (grön) och small spår av metanol (svart) och myrsyra (blå) frigörs. Dessa nedbrytningsprodukter har troligen uppstått vid den termiska nedbrytningen av papperet. Efter mätningen kan en brun missfärgning av papperet observeras.
Slutsats
Avgasning av vatten, CO ochCO2 är ofarlig eftersom de lämnar ugnen i gasform. Mängderna metanol och myrsyra är sannolikt mycket små small. Dessutom är nedbrytningsprodukterna av silikon troligen också obetydliga eftersom de är ofarliga. Trots detta är det säkert en förnuftig åtgärd att värma upp en silikonbakmatta utan bakverk innan den används första gången.