PVC包裝材料中增塑劑的相容性是其極其重要和基本的一個特性,是在選擇增塑劑時應當首先考慮的基本性質,而PVC制品中增塑劑的遷移與相容性有著密切關系,增塑劑相容性好則遷移性小,反之則遷移性大。國內外多采用食品模擬物作為介質,研究PVC包裝材料中增塑劑在介質中的遷移行為,進而評估增塑劑在PVC制品中使用的安全性。本期就跟大家分享下我們對PVC包裝材料中增塑劑遷移性的分析研究。
一、增塑劑的定義
增塑劑猶如高分子材料的調味劑,是指用于增強塑料成型加工時的流動性,使塑料制品具有柔韌性的一類有機物質,具有高沸點、難揮發、一般不與塑料發生化學反應的特點。在塑料加工中添加該物質,可增強其柔韌性、可塑性和膨脹性,改善塑料成型加工時的流動性,從而使之容易加工。
根據環保性可分為傳統增塑劑和環保型增塑劑兩大類。傳統類以鄰苯二甲酸酯類為主,尤其是鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP),環保增塑劑以檸檬酸酯類、環氧類、環己烷二甲酸酯類等。
增塑劑較PVC大分子來說其分子小,所以增塑劑與PVC材料相容性差,隨著PVC包裝材料使用時間的延長,PVC包裝材料中的增塑劑將會以揮發、溶出、滲出等方式遷移到PVC包裝材料的表面、與其接觸的介質中或者釋放到環境中。
影響增塑劑遷移的因素:
(1) 增塑劑的分子結構和相對分子質量
(2) 介質
(3) 環境溫度
(4) 增塑劑的含量
增塑劑的遷移不僅使PVC包裝材料的使用性能受到影響,而且由于增塑劑釋放到周圍的環境中使環境和人體的健康受到損害。
2011年5月“臺灣塑化劑事件”和2014年“酒鬼酒”中塑化劑超標事件的曝光后,大家談“塑”色變,引起了全球對鄰苯二甲酸酯類增塑劑毒性的關注和研究,增塑劑的遷移所帶來的問題開始引起人們的高度關注,其與PVC包裝材料的相容性研究亟待深入。
三、增塑劑遷移性分析研究
由于遷移實驗費時、復雜、昂貴,并且遷移量較低,檢測難度相對大。目前,為了更加快速準確的研究PVC包裝材料中低分子量物質遷移的問題,國內外大多數采用食品模擬物來測定物質的遷移量,因此,食品模擬物在此過程中起到不可替代的作用。
食品模擬物應能最真實的模擬食品在特定條件下表現的遷移行為,進而可更快速、準確的研究PVC包裝材料中物質的遷移。適合做食品模擬物的物質應具有以下幾個特點:
(1) 模擬物可以反映食品的遷移行為;
(2) 模擬物可以呈現包裝材料與包裝食品之間的相互作用;
(3) 模擬物可以保證遷移物質在真實食品中的穩定性;
(4) 方便準確快速的檢測模擬物內的遷移物質。
對各類食品的包裝材料、食品容器樣品的準備、采樣的方法、模擬物的制備、浸泡時間及條件見表1-1、1-2。
表1-1 浸泡實驗項目及實驗條件
表1-2 EU和FDA推薦的食品模擬物
實驗思路:
然而,情況往往都是復雜的,在產品實際應用和研發過程中,對模擬物、模擬時間、模擬溫度、模擬環境等因素不盡相同,需根據實際使用情況制定實驗分析方案,通過GC-MS、HPLC、LC-MS等大型分析儀器對遷移物開發分析方法,進而對遷移物定性定量分析。
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