ПРИНЦИПИ САНІТАРНО-ХІМІЧНОЇ ОЦІНКИ ПЛАСТМАС

САНІТАРНО-ХІМІЧНОГО АНАЛІЗУ ПЛАСТМАС

План

6.1 Принципи санітарно-хімічної оцінки пластмас

6.2 Характеристика модельних розчинів, застосованих для імітації різних харчових продуктів

Література: [3].

Ключові поняття і терміни: мономери, каталізатори, ініціатори, емульгатори, пластифікатори, стабілізатори, наповнювачі, барвники, отверджувачі, антистатичні добавки, гігієнічні властивості полімерів, гранично допустима концентрація (ГДК), допустима кількість міграції (ДКМ), допустимий рівень міграції (ДР).

Сучасні полімерні матеріали – високоякісні замінники природної сировини з цінними властивостями, багато з яких не притаманні звичайним матеріалам. Полімери мають і ряд гігієнічних переваг: вироби з них менше забруднюються, легше очищуються, більш стійкі при діянні радіації тощо.

Але, незважаючи на величезний економічний ефект, який досягається під час впровадження в промисловість і побут полімерних матеріалів, не слід забувати про виникнення можливої хімічної небезпеки при їх застосуванні.

Зараз у безпосередньому й опосередкованому контакті з людиною перебуває великий асортимент полімерів: поліолефіни, поліметилметакрилат, полівінілхлорид, полістирол, поліуретани, полівінілацетат, епоксидні смоли тощо. Усі названі полімери містять чимало хімічних сполук, які у процесі синтезу, переробки й експлуатації виробів систематично виділяються, забруднюючи оточуючі людину повітря, питну воду або продукти харчування, проникають в організм людини крізь шкіру з косметичними засобами та одягом.

Застосовані в синтезі і при переробці полімерів хімічні речовини можуть бути віднесені до наступних груп: 1) основні вихідні речовини – мономери; 2) речовини, які мають допоміжне значення у процесі полімеризації – каталізатори, ініціатори, емульгатори, розчинники; 3) речовини, необхідні для надання полімерам визначених властивостей – пластифікатори, стабілізатори, наповнювачі, барвники, отверджувачі й антистатичні добавки.

Слід зазначити, що поряд із переліченими хімічними речовинами у складі рецептури полімерів, із них можуть виділятися у навколишнє середовище продукти їх перетворення і деструкції, або речовини, їх забруднюючі.

Щоб уберегти населення від потенціальної небезпеки синтетичних матеріалів, необхідно навчитись поряд з економікою враховувати й гігієнічні властивості полімерів, а також забезпечувати їх ще при створенні нового виду (марки) пластмаси, при розробці технологічного регламенту. Роль санітарно-хімічного дослідження надзвичайно важлива. За картиною міграції хімічних речовин можна судити про потенціальну небезпеку випробуваних матеріалів.

Санітарно-хімічний аналіз дозволяє виявити:

1) виділяє чи не виділяє досліджуваний полімер речовини, використані під час його синтезу і переробки або добуті в процесі переробки й експлуатації виробів;

2) якісну і кількісну характеристику компонентів, які виділяються;

3) характер міграції хімічних речовин із полімеру в контактуюче середовище залежно від тривалості використання і ряду інших факторів.

Шкідливість полімерних матеріалів у першу чергу залежить від кількості мономеру, який мігрував. Мономери, як правило, мають активні функціональні групи, реактивні і біологічно агресивні. В деяких випадках токсичність мономерів залежить від забруднюючих їх домішок. Іноді токсичність мономерів (наприклад, флуоролефінів) може бути обумовлена продуктами взаємодії цих мономерів із киснем повітря.

Хімічна небезпека при добуванні і застосуванні полімерів і пластмас обумовлюється токсичними властивостями не тільки мономерів, але й допоміжних речовин.

Каталізаторами звичайно слугують лужні і лужноземельні метали, мінеральні солі, основи, кислоти. Про наявність залишків каталізаторів у полімерному матеріалі можна судити за його зольністю.

Ініціаторами полімеризації є перекиси, персульфати, азосполуки, алкільні похідні металів; регуляторами – меркаптани.

Як розчинники застосовують метиловий або ізопропіловий спирт, бензин та інші речовини.

Стабілізатори (антиоксиданти), як правило, уводяться в склад полімерних композицій у невеликих кількостях – від сотих часток відсотка до 5%. Вони механічно пов’язані з компонентами композиції, можуть мігрувати на поверхню полімерного матеріалу і отже потрапляти у контактуючі з виробами середовища (воду, повітря, харчові продукти).

Зараз вивчено властивості стабілізаторів, які належать до амінів, фенолів й інших класів хімічних сполук.

Пластифікатори, уведені в деякі полімерні композиції в значній кількості (від 10 до 60%), звичайно не вступають у хімічний зв’язок із полімером і легко мігрують на поверхню матеріалу. Як пластифікатори використовують переважно естери з низьким тиском парів і високою температурою кипіння (естери ортофосфатної, фталевої, адипінової, себацинової й інших кислот). Пластифікатори добре розчиняються в жирах і маслах, тому мігруючий на поверхню полімерного виробу пластифікатор може легко перейти в продукти, які містять жири. Активність переходу пластифікатора в контактуючу рідину особливо зростає при нагріванні або посуванні її. При механічному діянні на поверхню полімерного матеріалу (наприклад, при стиранні декоративної плівки для підлоги) пластифікатор може ставати предметом забруднення повітря приміщень.

Наявність у полімерних матеріалах пластифікатора полегшує міграцію інших низькомолекулярних сполук, нерідко більш токсичних, ніж він сам. Відомо, що токсичні станум-органічні стабілізатори можуть мігрувати в значній кількості в харчові продукти в присутності навіть малих кількостей пластифікатора.

Барвники і пігменти, застосовані для забарвлення пластмас, випотівають іноді в значних кількостях. Попередити це явище можна в результаті застосування органічних і неорганічних барвників, які не розчиняються в полімері і тому в основному не мобільні. Але завжди важко підібрати барвник, який би не мігрував у воду і харчові продукти. Барвники уводяться в полімерну композицію у невеликих кількостях (0,3-1%), причому тільки 0,01-0,002% від вмісту барвника (залежно від виду упаковки) може перейти в харчовий продукт.

Призначення мастил і антистатичних добавок – цілком розчинюватись в полімері і мігрувати до поверхні матеріалу в процесі експлуатації, тому вони повинні бути нетоксичними.

Під час переробки полімерні матеріали зазнають деяких змін внаслідок діяння на них високої температури, кисню повітря, тиску тощо. Склад добутих під час термоокисної деструкції речовин часто невідомий. Парогазові суміші, утворені при термоокисній деструкції полімерів, містять речовини, як використані під час синтезу, так і утворені в процесі термічного розпаду. При термічній обробці полімерних матеріалів можуть виділятись: 1) залишкові мономери; 2) продукти деполімеризації до мономерів включно; 3) продукти деструкції полімерів, мономерів, пластифікуючих речовин і інших компонентів, які входять до складу полімерного матеріалу. В продуктах термоокисної деструкції полімерних матеріалів, як правило, міститься Карбон (II) оксид.

Хімічна небезпека речовини, уведеної в полімерну композицію, яка мігрує з полімеру, залежить не тільки від її токсичності, але і від її кількості.

Роль санітарно-хімічних досліджень у прогнозуванні небезпеки і визначенні умов, що сприяють активації або уповільненню процесу міграції, є суттєвою.

У ряді випадків, особливо якщо говорять про матеріали класу полімерів, для остаточних гігієнічних висновків достатньо вивчених санітарно-хімічних випробувань без спеціальних токсикологічних досліджень, а тільки на основі допустимої кількості міграції (ДКМ) і гранично допустимої концентрації (ГДК) і даних про токсичність компонентів, які входять у полімер.

Попередні санітарно-хімічні дослідження значно скорочують витрати на весь експеримент по оцінці гігієнічних властивостей синтетичного матеріалу, бо з меншими зусиллями і в більш короткий час дозволяють відібрати найбільш представницький зразок полімерного матеріалу або кращу його модифікацію.

Санітарно-хімічні дослідження зараз входять у систему випробувань готової продукції, призначеної для використання в харчовій промисловості, водопостачанні, побуті, медицині і інших галузях застосування.

Для гігієнічної оцінки пластмас «харчового» призначення найбільш раціональним було б якісне і кількісне визначення компонентів полімеру, які мігрують у питну воду і харчові продукти. Але аналіз хімічних компонентів, які мігрують із пластмас в харчові продукти, є важким завданням завдяки складності харчових продуктів. Наприклад, молоко і молочні продукти є складними хімічними і біологічно активними системами, які не тільки заважають визначенню окремих компонентів пластмас, але і здатні змінювати первісні властивості цих компонентів. Молоко є складною колоїдною системою (білок, жир, плазма), в склад якої входять нітрогеновмісні речовини: казеїн, альбумін, амінокислоти тощо. Рослинні олії (соняшникова, оливкова, кукурудзяна та ін.) не менш складні.

В арахісовій олії, наприклад, присутні наступні кислоти: пальмітинова, стеаринова, олеїнова, ліноленова та ін. Такими є й інші харчові продукти (вершкове масло, мед, фруктові соки тощо).

Найбільш зручним середовищем для якісного і кількісного визначення хімічних речовин є вода, бо її склад відносно простий і більш-менш стабільний.

Відсутність методів визначення хімічних речовин, які мігрують із полімерів, у харчових продуктах примусило замінити їх умовними модельними середовищами, імітуючими окремі види харчових продуктів за найбільш характерними ознаками. Умовно харчові продукти можна розділити на кілька груп: рідкі (нейтральні і кислі), масла і жири, жировмісні продукти, алкогольні напої і сухі продукти.

Єдиних принципів гігієнічної оцінки пластмас і загальноприйнятих методів вивчення міграції хімічних компонентів у контактуючі з пластмасами харчові продукти немає. Подібні питання в різних країнах вирішують неоднаково.

При використанні полімерних матеріалів для труб господарсько-питного водопостачання і для виготовлення виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами, найважливішими критеріями нешкідливості і повноцінності з технічної сторони є:

1) відсутність переходу з полімерних матеріалів у воду, харчові продукти й інші контактуючі середовища токсичних речовин у кількостях, небезпечних для здоров’я людини. Виділення мономерів, добавок і продуктів деструкції, які неможливо запобігти, повинні бути настільки малими, щоб не робити негативного діяння на живий організм навіть при тривалому контакті; при цьому повинна бути виключена можливість кумуляції цих речовин;

2) відсутність переходу в контактуюче з полімерним матеріалом середовище речовин, що погіршують його органолептичні показники (запах, колір, смак, прозорість);

3) відсутність видимих змін досліджуваних зразків полімерних матеріалів (тріщини, помутніння поверхні, зміна форми виробу, випотівання пластифікатора і барвника тощо);

4) відсутність стимулюючої дії на розвиток мікрофлори у питній воді, харчових продуктах або модельних середовищах.

Санітарно-хімічне дослідження полімерних матеріалів можна поділити на чотири етапи:

1. Попереднє вивчення полімерного матеріалу для визначення можливості використання його у контакті з харчовими продуктами і питною водою. Досліджуються як готові вироби, так і напівфабрикати (гранули, бісер тощо). На даному етапі можна обмежитися тільки органолептичним аналізом.

2) Оцінка полімерних матеріалів, призначених для одноразового контакту з питною водою, напоями і харчовими продуктами, провадиться на любих виробах, добутих тим способом, що й вироби для масового використання. Для цього вироби заливають водою або відповідними імітуючими середовищами одноразово. Досліджується попередньо усереднений матеріал із п’яти партій однієї марки. Крім органолептичного здійснюється хімічний аналіз на якісний і кількісний вміст необхідних компонентів.

3) Дослідження полімерного матеріалу, призначеного для тривалого безпосереднього або опосередкованого контакту з людиною. Дослідження необхідно проводити всебічно і тривалий час. Поведінку одного і того ж зразка у тій чи іншій модельній рідині необхідно вивчати протягом 0,5-1 року. На даному етапі необхідно з’ясувати:

– кінетику міграції хімічних компонентів, залежно від тривалості контакту полімерного матеріалу з водою, харчовими продуктами або іншими засобами;

– динаміку міграції хімічних компонентів залежно від температури й інших чинників. Виконують ретельний органолептичний і хімічний аналіз середовищ на якісний і кількісний вміст компонентів, які мігрують.

4) Полімерні матеріали, призначені для виготовлення обладнання харчових підприємств, піддають тривалому випробуванню у відповідності зі специфічними умовами їх використання.

6.1 ХАРАктеристика модельних розчинів,

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ПРИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПОЛІМЕРІВ	\|	Застосованих для імітації різних харчових продуктів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.