Hur man upptäcker skadliga ämnen i sportartiklar och leksaker

Sportartiklar och leksaker för barn eller husdjur är ofta tillverkade av flexibel plast. Några exempel är sensoriska tuggleksaker, actionfigurer samt bollar av olika slag. En vanlig polymer som används för dessa ändamål är PVC (polyvinylklorid), eftersom den kan göras mjukare och mer flexibel genom tillsats av mjukgörare. Dessa föreningar är inte kovalent bundna till polymerkedjan. Därför kan de avdunsta eller sköljas ut av saliv eller svett. Denna avgasning eller diffusion av mjukgörare kan vara skadlig.

Ett sådant exempel är ftalater, som är kända för att orsaka ett antal hälsorisker. De fungerar som hormoner och har visat sig orsaka leverskador, infertilitet, diabetes, cancer och mycket mer. Därför har EU förbjudit ett antal ftalater i produkter som kommer i kontakt med livsmedel, i leksaker, i babyartiklar och i medicinsk utrustning i sin REACH-förordning som gäller sedan 2007.

Skadliga komponenter kan upptäckas genom termisk analys

Termisk analys kan användas för att upptäcka mjukgörare i polymerer. Med hjälp av TGA-FT-IR-analys är det möjligt att inte bara Identify vilken typ av mjukgörare som används, utan också analysera produkter med avseende på deras mjukgörarinnehåll.

I följande användningsfall skars ytskiktet på olika leksaksbollar i small bitar och mättes med PERSEUS^®TG 209 F1 Libra^®. Följande tabell ger en översikt över mätförhållandena:

Detektera innehåll av mjukgörare med TG 209 F1 Libra^®

Figur 1 visar att den inspekterade kulan uppvisar flera massförluststeg under pyrolysen. Dessa massförluststeg är resultatet av avdunstningen av mjukgörare eller andra organiska tillsatser och slutligen pyrolysen av polymeren i temperaturområdet mellan 200°C och 500°C.

Gram Schmidt-kurvan (i rött) visar de totala IR-intensiteterna och fungerar som en spegelbild av DTG-kurvan. Den visar också maximala intensiteter under massförluststegen. Detta bevisar att de utvecklade föreningarna interagerar med IR-strålen.

Mer detaljerade sammansättningsresultat med ett FT-IR-spektrum

För detaljerad analys av mjukgöraren extraherades ett 2D FT-IR-spektrum och jämfördes med gasfasbibliotek för Identify de utvecklade föreningarna. Spektret vid 266°C uppvisade stor likhet med biblioteksspektra för di-n-oktylftalat (DOP, blå) och bis(2-etylhexyl)ftalat (DEHP, grön). Man kan anta att en enda förening eller en blandning av olika ftalater har frigjorts. Denna jämförelse visar dock tydligt att bollen innehåller skadliga ftalater. Ytterligare analyser krävs för att Identify mjukgörarna.

En andra kula undersöktes under samma mätförhållanden. En tydlig skillnad kan observeras i pyrolysbeteendet. Jämförelsen av de extraherade FT-IR-spektra för de två kulproverna, som båda extraherades vid 266°C, visar helt olika vibrationsmönster (se figur 3).

Jämförelsen av spektrumen vid 266°C för boll nr 2 (blå) med gasfasbiblioteket ger en tydlig överensstämmelse med spektrumet för tributylcitrat (grön). För boll nr 2 ersattes de giftiga ftalatmjukgörarna med giftfri citronsyraester, som också fungerar som mjukgörare.

Gör sportartiklar och leksaker säkrare!

Avgasnings- och nedbrytningsprocesser hos polymerer kan undersökas med termisk analys. Termogravimetri indikerar att gaser frigörs redan under 300°C. Endast utvecklad gasanalys som FT-IR kan Identify de gaser som frigörs.

Exemplet ovan förklarar hur man Identify de olika mjukgörare som används och därmed kan skilja mellan giftiga och icke-toxiska tillsatser. PERSEUS^®TG 209 F1 Libra^® är perfekt lämpad för att bidra till att göra sportartiklar och leksaker säkrare för oss och våra barn.