13.05.2020 by Milena Riedl

Spor Malzemeleri ve Oyuncaklardaki Zararlı Maddeler Nasıl Tespit Edilir?

Çocuklar veya evcil hayvanlar için spor malzemeleri ve oyuncaklar genellikle esnek plastiklerden yapılır. Bazı örnekler duyusal çiğneme oyuncakları, aksiyon figürleri ve çeşitli türlerde toplardır. Bu uygulamalar için kullanılan yaygın bir polimer PVC'dir (polivinilklorür), çünkü plastikleştiriciler eklenerek daha yumuşak ve esnek hale getirilebilir. Bu nedenle buharlaşabilir veya tükürük ya da ter ile durulanabilir. Plastikleştiricilerin nasıl tespit edileceğini ve tanımlanacağını öğrenin!

Uygulama Uzmanı Dr. Carolin Fischer ve İş Alanı Polimer Müdürü Dr. Natalie Rudolph tarafından

Çocuklar veya evcil hayvanlar için spor malzemeleri ve oyuncaklar genellikle esnek plastiklerden yapılır. Bazı örnekler duyusal çiğneme oyuncakları, aksiyon figürleri ve çeşitli türlerde toplardır. Bu uygulamalar için kullanılan yaygın bir polimer PVC'dir (polivinilklorür), çünkü plastikleştiriciler eklenerek daha yumuşak ve esnek hale getirilebilir. Bu bileşikler polimer zincirine kovalent olarak bağlı değildir. Bu nedenle buharlaşabilir veya tükürük ya da ter ile durulanabilirler. Bu gaz çıkışı veya plastikleştiricilerin yayılması zararlı olabilir.

Bunun bir örneği, bir dizi sağlık riskine neden olduğu bilinen ftalat ailesidir. Hormon gibi hareket ederler ve karaciğer hasarı, kısırlık, diyabet, kanser ve daha fazlasına neden oldukları gösterilmiştir. Bu nedenle Avrupa Birliği, 2007 yılından bu yana yürürlükte olan REACH yönetmeliğinde gıda ile temas eden ürünlerde, oyuncaklarda, bebek eşyalarında ve tıbbi malzemelerde bir dizi ftalatı yasaklamıştır.

Zararlı bileşenler termal analiz ile tespit edilebilir

Termal analiz, polimerlerdeki plastikleştiricileri tespit etmek için kullanılabilir. TGA-FT-IR analizi sayesinde sadece kullanılan plastikleştiricinin türünü belirlemek değil, aynı zamanda ürünleri plastikleştirici içerikleri açısından analiz etmek de mümkündür.

Aşağıdaki kullanım örneğinde, farklı oyuncak topların yüzey katmanı small parçalara kesilmiş ve PERSEUS® TG 209 F1 Libra® ile ölçülmüştür. Aşağıdaki tablo ölçüm koşullarına genel bir bakış sunmaktadır:

TG 209 ile plastikleştirici içeriğini tespit edin F1 Libra®

Şekil 1, incelenen bilyenin PirolizPiroliz, organik bileşiklerin inert bir atmosferde termal olarak ayrışmasıdır.piroliz sırasında birkaç kütle kaybı adımı sergilediğini göstermektedir. Bu kütle kaybı adımları, plastikleştirici veya diğer organik katkı maddelerinin buharlaşmasından ve son olarak 200°C ile 500°C arasındaki sıcaklık aralığında polimerin pirolizinden kaynaklanmaktadır.

Gram Schmidt eğrisi (kırmızı) genel IR yoğunluklarını gösterir ve DTG eğrisinin ayna görüntüsü gibi davranır. Ayrıca kütle kaybı adımları sırasında maksimum yoğunlukları gösterir. Bu, evrimleşen bileşiklerin IR ışını ile etkileşimini kanıtlamaktadır.

Şekil 1: 1 numaralı bilyenin sıcaklığa bağlı kütle değişimi (TGA, yeşil), kütle değişim hızı (DTG, siyah) ve Gram Schmidt eğrisi (kırmızı). 1

FT-IR spektrumu ile daha ayrıntılı kompozisyon sonuçları

İçerdiği plastikleştiricinin ayrıntılı analizi için 2D FT-IR spektrumu çıkarılmış ve evrimleşen bileşikleri tanımlamak için gaz fazı libraries ile karşılaştırılmıştır. 266°C'deki spektrum için di-n-oktilftalat (DOP, mavi) ve bis(2-etilheksil)ftalat (DEHP, yeşil) library spektrumlarına yüksek benzerlik bulunmuştur. Tek bir bileşiğin veya farklı ftalatların bir karışımının salındığı varsayılabilir. Ancak bu karşılaştırma, topun zararlı ftalatlar içerdiğini açıkça göstermektedir. Plastikleştiricilerin belirlenmesi için daha fazla analiz yapılması gerekmektedir.

Şekil 2: 266°C'de (kırmızı) ölçülen spektrumun library di-n-oktilftalat (DOP, mavi) ve bis(2-etilheksil)ftalat (DEHP, yeşil) spektrumlarıyla karşılaştırılması

İkinci bir bilye aynı ölçüm koşulları altında incelenmiştir. PirolizPiroliz, organik bileşiklerin inert bir atmosferde termal olarak ayrışmasıdır.Piroliz davranışında açık bir fark gözlemlenebilir. Her ikisi de 266°C'de çıkarılan iki bilye numunesi için çıkarılan FT-IR spektrumlarının karşılaştırılması tamamen farklı TitreşimMekanik bir salınım sürecine titreşim denir. Titreşim, bir denge noktası etrafında salınımların meydana geldiği mekanik bir olgudur. Birçok durumda titreşim istenmeyen bir durumdur, enerjiyi boşa harcar ve istenmeyen sesler yaratır. Örneğin, motorların, elektrik motorlarının veya çalışan herhangi bir mekanik cihazın titreşim hareketleri tipik olarak istenmeyen hareketlerdir. Bu tür titreşimlere dönen parçalardaki dengesizlikler, eşit olmayan sürtünme veya dişli dişlerinin birbirine geçmesi neden olabilir. Dikkatli tasarımlar genellikle istenmeyen titreşimleri en aza indirir.titreşim modelleri göstermektedir (bkz. Şekil 3).

Şekil 3: 1 numaralı bilyenin (yeşil) ve 2 numaralı bilyenin (mavi) sıcaklığa bağlı kütle değişimi (TGA) ve kütle değişim hızı (DTG). 1 (yeşil) ve 2 numaralı bilyenin (mavi)

Top no 2'nin 266°C'deki spektrumunun (mavi) gaz fazı library ile karşılaştırılması tribütil sitratın (yeşil) spektrumu ile açık bir uyum göstermektedir. 2 numaralı top için toksik ftalat plastikleştiricilerin yerini, aynı zamanda plastikleştirici olarak da işlev gören toksik olmayan sitrik ester almıştır.

Spor malzemeleri ve oyuncakları daha güvenli hale getirin!

Polimerlerin gaz çıkışı ve Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma süreçleri termal analiz ile araştırılabilir. Termogravimetri, gazların 300°C'nin altında salındığını gösterir. Sadece FT-IR gibi gelişmiş gaz analizleri salınan gazları tanımlayabilir.

Yukarıdaki örnek, kullanılan farklı plastikleştiricilerin nasıl tanımlanacağını ve dolayısıyla toksik ve toksik olmayan katkı maddelerinin nasıl ayırt edileceğini açıklamaktadır. PERSEUS® TG 209 F1 Libra® spor malzemeleri ve oyuncakların bizler ve çocuklarımız için daha güvenli hale getirilmesine yardımcı olmak için mükemmel bir şekilde uygundur.