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      塑料受熱溶出有機(jī)物的分析研究

      2016-12-31 00:00:00楊翔宇孫國(guó)建石曉菁王晶晶
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年28期

      摘 要:塑料是合成的高分子聚合物,由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等添加劑組成。隨著塑料的使用越來越廣泛,人們對(duì)于塑料制品在使用過程的安全性問題的關(guān)注度也有所提升。本研究擬通過在水域中加熱塑料的方法,對(duì)塑料溶出物中的有機(jī)物進(jìn)行分析。以TOC(總有機(jī)碳,Total Organic Carbon)作為評(píng)價(jià)參數(shù),獲得不同材質(zhì)塑料、不同溫度、不同加熱時(shí)間、不同pH值下溶出有機(jī)物的特點(diǎn)。

      關(guān)鍵詞:塑料;溶出物;TOC

      所謂塑料,是合成樹脂中的一種,形狀跟天然樹脂中的松樹脂相似,但又因通過化學(xué)的力量而合成的而被稱之為塑料[1]。中國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)的起步雖然很晚,但是它的成長(zhǎng)壯大卻是非???。在塑料制品處理方面,一些地方采取焚燒的方法燒毀塑料袋等制品,使得燃燒產(chǎn)生的二 英擴(kuò)散到空氣中污染空氣。本課題擬通過改變加熱溫度、加熱時(shí)間、溶液pH值對(duì)1號(hào)塑料溶出有機(jī)物進(jìn)行分析研究;測(cè)定不同材質(zhì)塑料加熱溶出有機(jī)物的量,將其進(jìn)行比較,得出結(jié)論。

      1 主要試劑及儀器

      1.1 主要試劑

      1、2、4、5、6號(hào)塑料、濃硫酸(分析純)、氫氧化鈉(分析純)

      1.2 主要儀器

      集熱式磁力攪拌器、TOC-VCPN Total Organic CarbonAnalyzer、電子天平(FA1604型)、氣質(zhì)聯(lián)機(jī)(7890A-5975C)

      2 實(shí)驗(yàn)方法

      2.1 塑料材質(zhì)的預(yù)處理

      將礦泉水瓶用蒸餾水清洗過后用酒精浸泡一定時(shí)間,倒出酒精后備用。

      2.2 有機(jī)物溶出實(shí)驗(yàn)

      取500ml蒸餾水于500ml燒杯中,加熱至所需溫度,將一定質(zhì)量的經(jīng)預(yù)處理的塑料片(規(guī)格為5mm×5mm)加入其中,恒溫下攪拌至所需時(shí)間,取出清夜測(cè)定其TOC值并與攪拌前TOC值進(jìn)行比較,計(jì)算溶出的有機(jī)物的量。

      2.3 測(cè)試方法

      用TOC-VCPN Total Organic Carbon Analyzer進(jìn)行清液中TOC的測(cè)定。將反應(yīng)后剩余溶液進(jìn)行過濾濾去溶液中的塑料片后,裝入干凈的棕色試劑瓶中,以備對(duì)溶液中的物質(zhì)進(jìn)行定性測(cè)定。

      3 影響塑料溶出物的因素

      3.1 時(shí)間

      取500ml蒸餾水于500ml燒杯中,加熱至40℃,將質(zhì)量為5±0.001g經(jīng)預(yù)處理的1號(hào)塑料片加入其中,恒溫?cái)嚢柚?0、20、30、45、60min時(shí)取出清液測(cè)定其TOC并對(duì)時(shí)間作圖,如圖1。

      實(shí)驗(yàn)測(cè)得蒸餾水的TOC值為0.8517mg/L,0min時(shí)TOC值為0.8552mg/L,這說明經(jīng)過預(yù)處理的塑料片是符合實(shí)驗(yàn)使用標(biāo)準(zhǔn)的。結(jié)合圖1可知,隨著加熱時(shí)間的增加,TOC值也隨著增加。

      3.2 溫度

      取500ml蒸餾水于500ml燒杯中,加熱至20、40、60、80、100℃,將質(zhì)量為5±0.001g的1號(hào)塑料片加入其中,恒溫下攪拌20min,取出清液測(cè)定其TOC值并對(duì)溫度作圖。如圖2。

      由圖2可知,隨著加熱溫度的升高,有機(jī)物的溶出量和TOC的值受加熱溫度的影響,隨著溫度的升高而升高。到100℃時(shí)TOC值達(dá)到了7.209mg/L,在此溫度下塑料片溶出的有機(jī)物最多。其結(jié)構(gòu)如圖3,由圖可知這兩種物質(zhì)分別是2-甲基萘和1-甲基萘,有致癌性、致突變型、生殖毒性。

      3.3 塑料材質(zhì)

      取500ml蒸餾水于500ml燒杯中,加熱至所需溫度(20℃、80℃),將質(zhì)量為5±0.001g的不同材質(zhì)塑料片(1、2、4、5、6號(hào))加入其中,恒溫下攪拌20min,取出清液測(cè)定其TOC并與不同材質(zhì)塑料作圖,如圖4。

      由圖4可知,1號(hào)塑料的TOC值達(dá)到了最高;5號(hào)塑料的TOC值最低。故跟其它材質(zhì)塑料相比較,1號(hào)塑料在高溫條件下溶出的有機(jī)物最多,因此不適宜在高溫下使用;5號(hào)塑料溶出的有機(jī)物最少,它在高溫下使用的安全性最好。

      3.4 pH

      取500ml蒸餾水于500ml燒杯中,用稀H2SO4和NaOH溶液調(diào)節(jié)至不同的pH(pH=3、5、9、10、11),加熱至20℃,將質(zhì)量為5±0.001g經(jīng)預(yù)處理的1號(hào)塑料片加入其中,恒溫條件下攪拌20min,取出清液測(cè)定其TOC并對(duì)pH作圖,如圖5。

      由圖5可知,隨著pH值的增加TOC值先減小,pH=7時(shí)達(dá)到最小值后又上升。pH=3時(shí),TOC達(dá)到最大值。實(shí)驗(yàn)測(cè)得PH=7的蒸餾水中TOC值為0.8817mg/L。綜上所述,在常溫時(shí),在酸性和堿性條件下塑料中均有有機(jī)物溶出,且pH=3時(shí)塑料中溶出的有機(jī)物最多;中性條件下幾乎無有機(jī)物溶出。

      4 結(jié)論

      (1)1號(hào)塑料(PET)溶出有機(jī)物的量隨受熱溫度的升高而升高。

      (2)在100℃時(shí),1號(hào)塑料(PET)溶出物中測(cè)出了兩種其它溫度下未測(cè)出的有害人體健康的有機(jī)物(1-甲基萘和2-甲基萘)。

      (3)1號(hào)塑料(PET)在80℃溫度下有大量的有機(jī)物溶出,它不適宜在高溫下使用;5號(hào)塑料(PP)在高溫下使用的安全性最好。

      不同材質(zhì)塑料溶出有機(jī)物的量的順序是:1號(hào)(PET)>6號(hào)(PS)>4號(hào)(LDPE)>2號(hào)(HDPE)>5號(hào)(PP)。

      (4)在常溫下,1號(hào)塑料在pH=3酸性條件下,塑料中溶出有機(jī)物最多。

      參考文獻(xiàn)

      [1]廖正品.2008年我國(guó)塑料工業(yè)主要子行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r[J].中國(guó)塑料,2009,23(6):1-6.

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