Afgivelse af stoffer fra produkter af chloropren

4 Screeningsanalyser

4.1 Indledning

Erfaringsmæssigt er det mest hensigtsmæssigt at analysere for afgivelse af flygtige stoffer fra gummi ved en headspace GC/MS analyse (Rubber Fume) idet man ved denne metode hurtigt kan danne sig et overblik over hvilke flygtige stoffer eller omdannelsesprodukter, der kan afgives fra gummiet.

Til mindre flygtige forbindelser eksempelvis antiældningsmidler og blødgørere er en ekstraktion af gummiproduktet efterfulgt af GC/MS den mest hensigtsmæssige metode i kombination med tyndlagschromatografi (TLC).

Sidstnævnte TLC metode har den fordel at man med forskellige reagenser kan foretage farvereaktioner, der kan fortælle om stofklasser.

Til screening for evt. tungmetaller er røntgenanalyse direkte på produktet den mest hensigtsmæssige metode. Samtidig fås der oplysninger om andre grundstoffer som chlor, svovl, calcium, magnesium og aluminium, der indgår i en gummirecept eller som for chlors vedkommende direkte i chloroprenpolymeren.

Der er foretaget screeningsanalyser på de indkøbte produkter i chloropren ved røntgenanalyse for uorganiske grundstoffer, herunder eventuelle tungmetaller, tyndtlagschromatografi for indhold af antiældningsmidler og GC/MS-analyse ved headspaceteknik for organiske flygtige forbindelser samt GC/MS på ekstrakt af gummiet i dichlormethan/isopropanol 90/10 vol% for også at få mere tungtflygtige forbindelser i form af blødgørere fastlagt.

Analyseprogrammet blev stoppet for det ene af de produkter der viste sig ikke at være af chloropren, nemlig for nr. 3 (dykkerhandsker). Det andet sæt nr.7 (dykkerhandsker) der senere ved en røntgenanalyse viste sig heller ikke at indeholde chloropren, indgik i hele analyseprogrammet. Importøren og forhandleren af produktet havde ved Teknologisk Instituts henvendelse efter konstateringen af at handskerne ikke indeholdt chloropren, ingen forklaring på hvorfor der ikke var chloropren i produktet der markedsføres som Titanium neoprene handsker. Leverandøren i England kunne heller ikke give en fyldestgørende forklaring herpå. Producenten af gummitekstilkompositten er ifølge importøren beliggende i fjernøsten. Han forventede ikke at det er muligt at få nærmere oplysninger fra producenten.

4.2 Beskrivelse af analysemetoder og prøveforberedelse

I det følgende gives en kort beskrivelse af de analysemetoder der er anvendt i screeningsfasen.

4.2.1 Røntgenanalyse

Analysen er udført på et bølgelængdedispersivt Phillips PV 2400 instrument. Analysen er udført direkte på selve cellegummiet uden forbehandling. For enkelte prøver hvor der viste sig at være chlor til stede i så små mængder at der ikke kunne være tale om et chloroprenprodukt (trods det at det var markedsført som sådant), blev der foretaget en ekstra analyse ikke alene af selve gummiet, men også på tekstil og gummi.

4.2.2 Gaschromatografi med massespektrometrisk detektion

4.2.2.1 Headspaceanalyser

En delmængde på ca. 0,25 g af hver gummiprøve klippes ud i mindre stykker og anbringes i et 10 ml hætteglas med låg med PTFE belagt gummilukke. Prøven opvarmes 2 timer ved 100°C hvorefter en luftprøve udtages med gastæt sprøjte og analyseres ved GC-MS.

Indhold af afgasningsprodukter er blevet kvantitativt/semikvantitativt bestemt over for standarder af udvalgte forbindelser der i Pyrexflasker opvarmes til fordampning og analyseres som gummiprøverne. De benyttede forbindelser er carbondisulfid, diethylamin, toluen, anilin, phenol, DMF og 2-methoxyethanol.

Benyttet udstyr og parametre:

GC: HP 5890
Kapillarkolonne: 30 m x 0,25 mm x 1,0 µm Zebron ZB-1 (100 %
dimethylpolysiloxan)
Temperaturprogram: 40°C (2,0 min.), til 70°C med 6°C/min., til 280°C med 14°C/min., holdes 5,0 min.
Injektionstemperatur:   220°C
Interface: 300°C
Bæregas: Helium, inlettryk 12 psi
MS: HP 5971A
Detektion: m/z 25-300

4.2.2.2 Andre GC/MS-analyser

Prøverne blev ekstraheret med dichlormethan/isopropanol 90:10 vol%.

Instrument: HP 5890II/5971
GC-kolonne: CP-Sil 5 CB, 50 m x 0,25 mm i.d., df: 0,25 µm
Injektor: 275°C
Bæregas: Helium, konstant tryk: 7 psi
Ovnprogram:   40 hold i 0,5 min., 14 C/min. til 280°C hold i 10 min.
MS: 50-500 m/z, solvent delay: 2 min., autotune

4.2.3 Tyndlagschromatografisk screening for antiældningsmidler

Der afvejes 2 g gummi. Prøven anbringes i 100 ml glaskolbe og ekstraheres med 50 ml dichlormethan en time på rystebad. Opløsningsmidlet/ekstraktet dekanteres fra. Der tilsættes yderligere 10 ml dichlormethan til gummiet som rystes kort. Herefter dekanteres igen.

Dichlormethanekstraktet inddampes på rotationsfordamper ved maks. 30°C til ca. 1 ml. Herefter overføres det opkoncentrerede ekstrat til lille reagensglas med tætsluttende låg. Der skylles efter med dichlormethan, så det samlede rumfang bliver på 2 ml.

Den tyndtlagschromatografiske screening for tilstedeværelse af antiældningsmidler er foretaget efter principperne i ISO 4645 (1995) ”Rubber and rubber products - Guide to the identification of antidegradants – Thin layer chromatographic methods”. Der har været anvendt to forskellige elueringsvæsker. Den ene (I) svarer til metode A i standarden: n-heptan:ethylacetat 90:10 (volumenprocent). Den anden (II) elueringsvæske bestod af toluen:acetone:ammoniumhydroxidopløsning (standardens pkt. 4.3.13) 100:20:0,2 (volumenprocent).

Ved denne sidste metode er det muligt at screene for tilstedeværelsen af ETU der som allerede nævnt ifølge litteraturen anvendes som accelerator i chloroprenrecepter.

Tyndlagspladerne der har været anvendt til analysen er Merck (artikel 1.11798) 20 x 20 cm Silica gel 60 F 254 med koncentrationszone. Der påsættes 5 ìl af de opløsninger og standarder hvis fremstilling beskrives nedenfor. Efter eluering afdamper elueringsvæsken i stinkskab inden visuel vurdering.

Pladerne er først gransket under UV-lys og siden efter nedsænkning i chromatografikammer med jodkrystaller. Resultaterne fra de jodbehandlede plader er fotodokumenteret.

De anvendte referencestoffer ved den tyndtlagschromatografiske screening fremgår af Tabel 4.1:

Tabel 4.1 Anvendte referencer ved TLC-screeningen

Prøvemærke CAS-nummer Forkortelse Kemisk betegnelse
A 26603-23-6 ODPA Oktyleret diphenylamin
B -   Bisdiphenylamin
C - DPPD N,N’-diphenyl- p-phenylenamin
D - 6PPD (1,3-dimethyl-butyl) N’-isopropyl-N’-phenyl-p-phenylendiamin
E 101-72-4 IPPD N’-isopropyl-N’-phenyl-p-phenylendiamin
F - BPH 2,2`-methylen-bis(4-methyl-6-tert-butyl-phenol)
G 96-45-7 ETU Ethylenthiourinstof/ Imidazolin-2-thion

Referencestofferne A, B, C, D, E og F blev opløst i dichlormethan som 1 % opløsninger (0,1 g i 10 ml). Referencestof G (ETU) blev opløst i methanol (0,1 g i 10 ml) og fortyndet 1:4 i dichlormethan. Referencestof A (ODPA) blev yderligere fremstillet i 2 % og 5 % styrke (0,2 g og 0,5 g i 10 ml målekolbe) af hensyn til den semikvantitative vurdering.

4.2.4 Estimerede detektionsgrænser

Detektionsgrænser for de forskellige analyseteknikker er meget afhængig af hvilke forbindelser der analyseres for, interfererende komponenter samt hvilken metode der anvendes. I Tabel 4.2 angives erfaringsbaserede og typiske detektionsgrænser for de anvendte analysemetoder.

Tabel 4.2 Erfaringsbaserede detektionsgrænser

Stof Detektionsgrænse Usikkerhed % rel.
Grundstofanalyse ved røntgenanalyse 0,0005 %w/w 10
Antiældningsmidler ved TLC 0,05 % w/w 20
Phthalater 0,2-1 µg/g 10
Organiske forbindelser ved GC/MS 0,001 %w/w 10

For headspaceanalysen der har været anvendt til screeningen for de mere flygtige bestanddele af gummiet, er der foretaget en kvantitativ/semikvantitativ. bestemmelse af mængden af udvalgte enkeltkomponenter der er bestemt ved analysen ved eksponeringstemperaturen på 100°C og 2 timers eksponeringstid. Resultaterne fremlægges og diskuteres under resultatafsnittet.

4.3 Resultater af screeningen

4.3.1 Røntgenanalysen

Røntgenanalysen giver et godt overblik over hvilke grundstoffer der indgår i chloroprengummiet (fra aluminium og opefter i atomvægt). Metoden er egnet til at screene for tungmetaller i gummiet, eksempelvis bly og nikkel, men også grundstoffer der indgår i evt. miljøproblematiske stoffer, såsom tin i organotinforbindelser og arsen i arsentrioxid, vil give sig til kende ved analysen. Endvidere vil man kunne få et mål for indholdet af selve chloroprenrågummiet i produktet og andre elementer som svovl, zink, calcium, magnesium, aluminium og silicium der typisk indgår i de tilsætningsstoffer der indgår i en chloroprenrecept.

Resultaterne fra røntgenscreeningsanalysen fremgår af Tabel 4.3 og Tabel 4.4.

Tabel 4.3 Resultater af røntgenanalyse (vægtprocent)

Klik her for at se Tabel 4.3

Tabel 4.4 Resultater af røntgenanalyse (vægtprocent)

Klik her for at se Tabel 4.4

Resultaterne for overflader medtager en ukendt mængde af indholdet i selve gummiet, idet overfladelaget (tekstil) er tyndt.

Det er bemærkelsesværdigt at to af produkterne ud af de otte indkøbte kun indeholder spor af grundstoffet chlor. Det gælder for de to typer dykkerhandsker nr. 3 og 7. Det betyder at selv om produkterne er indkøbt som neoprenprodukter, er det en anden gummitype der har været anvendt ved fremstillingen af handskerne. Som nævnt under afsnit 3 ”Indkøbte/anskaffede prøver” har importørerne af de to handsketyper ikke kunnet nå frem til en egentlig forklaring på hvorfor handskerne ikke indeholder neopren.

Det kunne evt. være en opskummet EPDM-gummi da denne gummitype er meget vejrbestandig og meget brugt i gummiindustrien.

Det skal dog påpeges at det ikke er bevist at det drejer sig om EPDM-gummi. Men da prøverne begge indeholder grundstofferne svovl og zink som er karakteristiske stoffer for svovlvulkaniserede gummityper, tyder tilstedeværelsen af disse grundstoffer i hvert fald på at man anvender en anden gummitype end chloropren i disse handsker.

I de prøver hvor chlorindholdet er påfaldende lavt (dykkersokker og waders), kan der også ud fra indholdet af zink og svovl gættes på at chloropren anvendes sammen med en anden gummitype. Det skal tilføjes at chloropren hører til de mellemdyre gummityper, og at der derfor vil være en besparelse ved at bruge billigere gummityper som EPDM og SBR.

Det understøttes af nedennævnte betragtninger som er baseret på at chloropren har sumformlen C4H5Cl hvis den fremstilles ud fra polymerisation af 2-chlor-1,3-butadien alene. Indholdet af chlor i polymeren vil da være 40,1 % w/w beregnet ud fra sumformlen.

For svovlmodificerede typer vil chlorindholdet være lavere på grund af de indbyggede polysulfidgrupper.

En prøve af chloropren rågummi modtaget fra en dansk gummifabrik viser et indhold af chlor ved røntgenanalysen på 34 % w/w . Det kunne passe på en svovlmodificeret type omend svovlindholdet er lavt.

Tager man herefter udgangspunkt i den standardreceptur der er anført i bilag B, er indholdet af chloropren i denne recept 45,5 % w/w. Det svarer til en chloroprentype som den der er kørt som reference( prøve 9) (prøven fra gummifabrikken), til at indholdet af chlor i en dykkerdragt skulle ligge på ca. 15,5 % ud fra sumformlen for chloropren.

For dykkersokkerne og waders (nr. 5 og 6) viser røntgenanalysen et indhold på 1,9 og 1,8 % w/w chlor. Det svarer til et indhold af chloroprenrågummi i recepten på kun ca. 6-7 % w/w hvis der tages udgangspunkt i referenceprøven på de 34 % chlor og dykkerdragtrecepten i Bilag B.

Der er god overensstemmelse med det chlorindhold der er fundet i prøve 2 (underbensbeskyttelse) og prøve 8 (dykkerdragt) på henholdsvis 12 og 14 % w/w i forhold til en standardrecept.

Prøve 1 (knæbandage) og prøve 4 (dykkerhætte) har et chlorindhold på henholdsvis 7,0 og 9,7 % w/w hvilket stadig tyder på et pænt og ikke atypisk indhold af chloropren i recepterne.

Med hensyn til produkterne med det lave chlorindhold har der været rettet henvendelse til DuPont Dow Elastomers og Nordica Elastomers. Resultatet af drøftelserne med sidstnævnte som DuPont Dow Elastomers henviste til var at man ikke kunne pege på et typisk chlorindhold i et chloroprenprodukt, idet andre gummityper også kunne indeholde chlor, eksempelvis CSM (chlorsulfoneret polyethylen).

Men det blev oplyst at i dykkerkredse er Neopren synonymt med kvalitet, og at det kunne være årsagen til den misvisende varebetegnelse for produkter helt uden chlor. Endvidere blev der givet udtryk for at de produkter der indeholdt få procent chlor, måske var tilsat en lille mængde chloropren for at retfærdiggøre betegnelsen Neopren.

Med hensyn til tungmetaller må det konstateres at der ikke er fundet bly i et eneste af produkterne. Det er ellers kendt at blyoxid anvendes i stedet for zinkoxid som accelerator for særligt vandbestandige chloroprentyper.

Derimod er der fundet mindre mængder af nikkel i prøverne 1, 2, 4 og 8 (knæbandage, underbensbeskyttelse, dykkerhætte og dykkerdragt). Niveauet er på 0,01 % w/w til 0,06 % w/w. Det er karakteristisk at nikkel findes i alle de prøver der har et højt indhold af chlor (7-14 %). Nikkel findes ikke i reference råchloropren fra Codan Gummi. En mulig kilde til forureningen kunne tænkes at være sliddele fra mixeren hvor gummiblandingen fremstilles, idet der i dette procestrin er en meget intim kontakt mellem kammervæggen og rotorerne der kan være fremstillet i en stållegering med nikkel.

Nikkelindholdet er så lavt i gummiet at det ikke findes sandsynligt at grænseværdien for nikkelafgivelse for nikkelholdige produkter som har længere tids kontakt til huden på 0,5 µg pr. uge pr. cm² vil blive overskredet ved kontaktforsøg (Bekendtgørelse om nikkel, 2000). Det er således beregnet ud fra en målt vægtfylde på det opskummede chloropren på 0,11 g pr. cm³ at indholdet pr. cm² gummi af nikkel vil ligge på 1-6 µg totalt i de fire prøver hvor nikkel er konstateret. [3]

I prøve nr. 3 (dykkerhandske) blev der ved den gentagne analyse fundet chrom i en mængde på 0,0067 % w/w på overfladen af det indvendige tekstil. For den anden testede handske blev der ligeledes fundet chrom i mængder på 0,0087 % w/w for prøve 7 dykkerhandsker. Det er lokaliseret til tekstilet og ikke til gummiet.

Der knytter sig bortset fra magnesiumindholdet ikke særlige kommentarer til de øvrige grundstoffer der er bestemt, idet de som nævnt indledningsvis alle kan stamme fra fyldstoffer der sættes til gummiet. Magnesium indgår i form af oxid i en chloroprengummirecept. Det sker for at sikre at gummiet ikke anvulkaniserer (dvs. vulkaniserer i utide) som følge af fraspaltning af chlorbrinte. Magnesiumoxidet fungerer således som syrefanger.

Det må bemærkes at magnesium indgår i størst mængde i de produkter der har et højt chlorindhold på nær waders der med et indhold på 1,4 % w/w ligger i top. Da indholdet af silicium også er højt for waders, tyder det på at man har tilsat fyldstoffet magnesiumsilikat til dette produkt.

Det skal sluttelig bemærkes at der ikke er fundet spor af grundstoffet tin i produkterne. Der er således på baggrund af røntgenscreeningen ingen indikation af at der skulle have været anvendt organotinforbindelser i de undersøgte produkter som mug- og skimmelhæmmer.

4.3.2 GC/MS headspaceanalysen

GC/MS headspaceanalysen er blevet gennemført ved 100°C. Det er naturligvis langt over brugstemperatuen for produkterne men det er en hensigtsmæssig testtemperatur til bestemmelse af hvilke flygtige forbindelser, der findes i gummiet.

I alle undersøgte prøver fandtes der afgasning af en række flygtige forbindelser i løbet af forsøgstiden på to timer.

Med hensyn til headspaceanalysen ved GC/MS blev der i alle prøver fundet en lang række forskellige organiske forbindelser som afgasses ved eksponeringstemperaturen på de 100°C i løbet af forsøgsperioden på to timer. Dog blev kun den ene prøve af dykkerhandsker (prøve nr. 7) undersøgt ved screeningen, idet Teknologisk Institut udelod prøven af handske nr. 3 efter aftale med Miljøstyrelsen da den kun indeholdt chlor på sporniveau.

Chlorindholdet i dykkerhandske (prøve nr.7) var også ganske lavt, men analysen var udført da ovennævnte aftale blev indgået.

I Tabel 4.5 er det forsøgt at give et overblik over i hvilke prøver de forskellige stofkomponenter optræder i afgasningen og inden for hvilke stofgrupper.

Tabel 4.5 Resultater fra GC/MS-headspacescreening (

Prøvenummer Knæ-
ban-
da-
ge
(1)
Un-
der-
bens-
be-
skyt-
tel-
se (2)
Dyk-
ker-
hæt-
te
(4)
Dyk-
ker-
sok-
ker
(5)
Wa-
ders
(6)
Dyk-
ker-
hand-
sker
(7)
Dyk-
ker-
dragt
(8)
Komponent [4] CAS nummer              
Lavtkogende svovlholdige stoffer og gasarter
Carbonylsulfid 463-58-1 5 5          
Carbondisulfid 75-15-0   3       4 1
Isobutylen 115-11-7     4        
Organiske syrer
Eddikesyre 64-19-7     4        
Isocyanater og isothiocyanater
Ethylisocyanat 109-90-0   4     4 4  
Ethylisothiocyanat 542-85-8 4 3 4 2      
Komponent [5] CAS nummer              
Alifatiske aminer
Diethylamin 109-89-7   4 4 4   4 2
Dibutylamin 111-92-2 3 4 2        
Dicyclohexylamin 101-83-7       4      
Aldehyder og ketoner
Butanal 123-72-8   4 4        
Isophoron 78-59-1           2  
Hexanal 66-25-1   4         4
2-butanon 78-93-3         4    
Glykoller og derivater
Propylenglycol 504-63-2 4           4
Diethylenglycol 111-46-6     3 2      
Diethylenglykol monoacetat -       4      
Dipropylenglykol monomethylether 20324-32-7
13429-07-7
          2  
Aromatiske kulbrinter
Toluen 108-88-3 4 4 4   1 4 4
Xylener           4 4 4
Naphtalen 91-20-3              
Aromatiske aminer og phenoler
Anilin 62-53-3 3 4 2     2 3
BHT 128-37-0         4    
Di-BHT 489-01-0 4   4   4    
Phenol 108-95-2         4 2  
4-tert-butylphenol 98-54-4         4    
Chlorerede opløsningsmidler
Perchlorethylen           4    
Formamid derivater
Dimethylformamid 68-12-2         5    
Diethylformamid             4 4
Dibutylformamid 761-65-9 4 4 4     4 4
Urinstofderivater
N,N-diethylurinstof 634-95-7   4         4
N,N’-diethylurinstof 623-76-7 4 4         4
Diverse
2,2,4-trimehtyl-1,3-propandiol diisobutyrat 6846-50-0 4            
Diisobutylsuccinat 925-06-04 4            
1,6-Dichlor-1,5-dicyclooctadien 29480-42-0   4         4
2-Phenoxyethanol 122-99-6         4    

Der ses endvidere en mindre afgasning af kulbrinter fra alle prøverne. Afgasningen er størst fra prøve 2 (underbensbeskyttelse) og prøve 4 (dykkerhætte). Afgasningen fra prøverne 1 knæbeskyttelse og 2 (underbensbeskyttelse) samt prøverne 6 (waders) og 8 (dykkerdragt) består primært af kulbrinter med 15-20 kulstofatomer (prøve 6 dog 12-20 kulstofatomer), dog er der nogle forskelle mellem prøverne i den nøjagtige sammensætning af kulbrinteafgasningen.

Afgasningen fra prøve 4 (dykkerhætte) og prøve 5 (dykkersokker) er af en anden type og består af 2 fraktioner. Den ene fraktion er isomere af dodecylbenzen, mens den anden fraktion er isomere af butyleret dodecylbenzen. De isomere dodecylbenzener synes primært at være forgrenet omkring den benzyliske position.

Som supplement til inddelingen efter en skala fra 1-5 som er sket ud fra antal counts pr. chromatografisk top, er der foretaget en kvantitativ/semikvantitativ

bestemmelse af afgasningsniveauet for et repræsentativt udvalg af de stoffer der er detekteret i screeningsanalysen. Resultaterne fremgår af Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Afgasningsniveauer fra gummiprøver opvarmet 2 timer ved 100°C

Komponent dtektionssgrænser [6] Prøve 1
Knæ-bandage
Prøve 2
Underbens-beskyttelse
Prøve 4
Dykkerhætte
Carbonylsulfid [7] 0,5 µg/g 1,5 µg/g 2,3 µg/g 4,0 µg/g
Carbondisulfid 0,5 µg/g - [8] 1,7 µg/g -
Ethylisothiocyanat[7] 0,5 µg/g 0,7 µg/g 1,0 µg/g 0,6 µg/g
Diethylamin 1 µg/g - 1,8 µg/g 3,6 µg/g
Dibutylamin [9] 0,5 µg/g 0,9 µg/g 0,5 µg/g 2,1 µg/g
Toluen 0,1 µg/g 0,1 µg/g 0,4 µg/g 0,1 µg/g
Anilin 0,1 µg/g 0,4 µg/g < 0,1 µg/g 1,1 µg/g
Phenol 0,1 µg/g - - -

Tabel 4.6 fortsat

Komponent Prøve 5
Dykkersokker
Prøve 6
Waders
Prøve 7
Dykkerhandsker
Prøve 8
Dykkerdragt
Carbonylsulfid[7] < 0,5 µg/g < 0,5 µg/g < 0,5 µg/g 2,1 µg/g
Carbondisulfid -8 < 0,5 µg/g < 0,5 µg/g 7,3 µg/g
Ethylisothiocyanat[7] 3,3 µg/g 1,6 µg/g 0,7 µg/g < 0,5 µg/g
Diethylamin 2,0 µg/g - < 1 µg/g 9,3 µg/g
Dibutylamin[9] - - - -
Toluen - 21 µg/g 0,2 µg/g 0,2 µg/g
Anilin - - 0,4 µg/g 0,5 µg/g
Phenol - 0,2 µg/g 0,8 µg/g -

De generelle afgasningsniveauer af øvrige forbindelser må vurderes til at være omkring 1 µg/g (1 ppm) eller lavere.

For isophoron er niveauet dog ca. 3 µg/g, for glykoller er det på 3 – 6 µg/g og for toluen i nr. 6 waders på 21µg/g. Dette sidste resultat er langt den højeste værdi for de identificerede stoffer i afgasningen.

Mange af de kemiske stoffer der er fundet i afgasningen er fundet ved undersøgelse af andre gummityper, hovedsagelig EPDM-gummi. Det gælder således nedbrydningsprodukter fra thiuramdisulfider som er meget anvendt ved svovlvulkanisering af gummi (men ikke chloropren). Dog anvendes thiuramer ved fremstilling af de svovlmodificerede chloroprentyper til at styre indbygningen af svovl.

Det er kendt både fra litteraturen (Rubber Fume, R. Badura) og fra Teknologisk Instituts egne undersøgelser at termisk nedbrydning af thiuramdisulfider fører til dannelse af carbonylsulfid, carbondisulfid, sekundære aminer, urinstoffer og thiourinstoffer, isothiocyanater og formamider. Tilsvarende må det forventes at isothiocyanterne ved reaktion med zinkoxid kan omdannes til isocyanater. Antiældningsmidler kan give anledning til dannelse af ketoner. Det vides også at der kan ske afgasning af anilin fra gummivulkanisater. Det kan stamme fra antiældningsmidler.

Niveauet af afgasning fra chloroprenprodukterne i nærværende undersøgelse er ikke højere end det Teknologisk Institut har konstateret for andre gummityper end chloropren (hovedsagelig EPDM).

4.3.3 GC/MS-analysen på ekstrakt

Nedenfor er angivet resultatet af GC/MS-screeningen af dichlormethan-/ isopropanolekstrakterne fra de undersøgte prøver af chloroprenprodukter. Til forskel fra GC/MS-headspaceanalyserne er der i denne analyse tale om bestemmelse af stoffer i selve produktet.

Tabel 4.7 Resultatet af GC/MS-screeningen af dichlormethan-/isopropanolekstrakterne [10]

Komponent CAS-nr. Knæ-
ban-
da-
ge
(1)
Un-
der-
bens-
be-
skyt-
tel-
se
(2)
Dyk-
ker-
hand-
sker
(3)
Dyk-
ker-
hæt-
te
(4)
Dyk-
ker-
sok-
ker
(5)
Wa-
ders
(6)
Dyk-
ker-
hand-
sker
(7)
Dyk-
ker-
dragt
(8)
Antiældningsmidler
ODPA 26603-23-6 + + - + + + + +
Tert-butylphenol 585-34-2 - Spor Spor - - Spor - -
BHT 128-37-0 - Spor + - + + - +
2,6-di-tertbutyl-4-methoxyphenol 498-01-0 - - - Spor - Spor - -
Phenylethylphenol 4237-44-9 - - - Spor Spor + Spor -
Bisphenylethylphenol 2769-94-0 - - - - - + - -
Blødgøringsmidler
DEHP 117-81-7 Spor - Spor - - - + -
Dibutylphthalat 84-74-2 Spor - + - + - - -
Isocyanater
Ethylisothiocyanate 542-85-8 Spor Spor Spor Spor Spor Spor - -
Alifatiske aminer
Methenamin 100-97-0 - - + - - - - -
Aldehyder og ketoner
Isophoron 78-59-1 - - - - - - Spor -
Aromatiske kulbrinter
Toluen 108-88-3 Spor Spor - Spor - Spor Spor -
Ethylbenzen 100-41-4 - - - - - Spor Spor -
Xylener - - - - - - Spor Spor -
Aromatiske aminer og phenoler
Anilin 62-53-3 Spor - - Spor - - Spor -
Phenol 108-95-2 - - - - - - Spor -
Formamidderivater
Dibutylformamid 761-65-9 Spor Spor - Spor - - Spor -
Diverse
Diisobutylsuccinat 985-06-4 + - - - - - - -
2-phenoxyethanol 122-99-6 - - - - - Spor - -

Resultatet af GC/MS-screeningen understøtter fundet af nogle af de nedbrydningsprodukter fra acceleratorer og antiældningsmidler der allerede er identificeret ved headspaceanalysen, eksempelvis ethylisothiocyanat, dibutylformamid og BHT. Antallet af identificerede stofkomponenter er dog væsentligt lavere.

Metoden har det fortrin at den giver supplerende oplysninger om tungtflygtige komponenter i form af blødgøringsmidler og antiældningsmidler.

Således er der supplerende konstateret tilstedeværelse af phthalatblødgøreren DEHP i prøverne nr. 1 (knæbandage), nr. 3 (dykkerhandsker) og nr. 7 (dykkerhandsker). Mængderne i 1 og 3 er på sporniveau hvorimod koncentrationerne i nr. 7 (dykkerhandsker) er væsentlig over sporniveau. Der er fundet dibutylphthalat i prøverne nr. 1 (knæbandage), nr. 3 (dykkerhandsker) og nr. 5 (dykkersokker). I prøve 1 er der tale om spor, mens der er mængder væsentligt over sporniveau i prøve 3 (dykkerhandsker) og nr. 5 (dykkersokker).

Det har ikke været muligt at analysere for chlorparaffiner i prøverne på grund af indhold af blødgørere i form af mineralske olier. Omvendt tyder det meget lave indhold af chlor i røntgenscreeningen ikke på at der indgår chlorparaffiner i produkterne.

Selv i de få prøver hvor chlorindholdet nærmer sig det forventede niveau for en typisk chloroprenrecept, er indholdet ikke så højt at der vil være særlig mistanke om indhold af chlorparaffiner.

Der er fundet ODPA som er et antiældningsmiddel i alle prøver på nær prøven af handsker nr. 3.

4.3.4 TLC-screeninger

Resultaterne af TLC-screeningerne er vist i Tabel 4.8. Metoden har været benyttet til at screene for indhold af antiældningsmidler og ETU (ethylenthiourinstof).

Tabel 4.8 Resultaterne af TLC-screeningerne

Standarder   A
ODPA
B
Bisdi-
phenyl-
amin
C
DPPD
D
6PPD
E
IPPD
F
BPH
G
ETU
Prøve nr. Prøvebenævnelse              
1 Knæbandage + * - - - - -
2 Underbensbeskyttelse + * - + + - -
3 Dykkerhandsker - - - - - - -
4 Dykkerhætte + * - - - - -
5 Dykkersokker - - - - - - -
6 Premium neoprene waders + * - - - - -
7 Dykkerhandsker + * - - + - -
8 Dykkerdragt + * - - + - -

Karaktererne er således at ”+” betyder påvist og ”–” betyder ikke-påvist. En stjerne * betyder at TLC-metoden ikke kan skelne mellem ODPA og Bisdiphenylamin. Når plus er sat på ODPA, skyldes det at det er denne stofkomponent GC/MS verificerer i prøverne.

Det er ved den tyndtlagschromatografiske screening bekræftet at der er tilsat antiældningsmidler i form af enten ODPA eller bisdiphenylamin (reference A og B). Koncentrationen i prøverne er ud fra kørsel af standarder af A i forskellig koncentration vurderet til at ligge på ca. 0,5 % w/w i gummiet.

Der er ikke fundet ODPA i prøve 3 (dykkerhandsker) og i nr. 5 (dykkersokker). Der var positivt fund af ODPA i GC/MS-analysen for de samme produkter hvor det var konstateret ved TLC-screening og yderligere i prøve nr. 5.

Der er opnået positivt resultat for tilstedeværelsen af 6PPD i prøve 2 (underbensbeskyttelse). For prøve 2 (underbensbeskyttelse), prøve 7 (dykkerhandsker) og prøve 8 (dykkerdragt) er der positivt resultat for IPPD.

Koncentrationsniveauet for disse antiældningsmidler er væsentligt lavere end for ODPA og er næppe over 0,1 % w/w.

Der er ikke konstateret tilstedeværelse af ETU i en eneste af prøverne under screeningen.

Det er kendt fra litteraturen at ETU under vulkaniseringsprocessen af chloropren omdannes til dets tilsvarende urinstof (uden svovl) (Röthenmeyer).

Foto 4-1 Eksempel på TLC i elueringssystem II af referencestoffer og ekstrakter af prøver efter fremkaldelse med jod.

Foto 4-1 Eksempel på TLC i elueringssystem II af referencestoffer og ekstrakter af prøver efter fremkaldelse med jod.


Fodnoter

[3] Det er sent i projektforløbet konstateret at nikkelsaltet af dimethyldithiocarbamaminsyre eller dibutyldithiocarbaminsyre i visse gummirecepter finder anvendelse som effektiv antiozonant ( R. Kuschel, Rubber Handbook). Der er derfor i ”real life”-dykkereksperimentet målt for nikkelafgivelse på baggrund af den nye viden.

[4] De fundne organiske forbindelser er kun detekteret i de produkter hvor de er tildelt en karakter fra 1-5. Tallene angiver en relativ fordeling af toppene i chromatogrammerne. Tallet 1 angiver at koncentrationen er høj i forhold til de øvrige toppe. Tallet fire og fem angiver at koncentrationen er relativt lille i chromatogrammet.

[5] De fundne organiske forbindelser er kun detekteret i de produkter hvor de er tildelt en karakter fra 1-5. Tallene angiver en relativ fordeling af toppene i chromatogrammerne. Tallet 1 angiver at koncentrationen er høj i forhold til de øvrige toppe. Tallet fire og fem angiver at koncentrationen er relativt lille i chromatogrammet.

[6] Detektionsgrænsen er sat som den nedre grænse hvor en ”fornuftig” kvantitativ værdi kan bestemmes.

[7] Indholdet er semikvantitativt bestemt i forhold til carbondisulfid. For carbonylsulfid betyder dette at de anførte værdier formentlig er maksimumværdier, mens det ikke umiddelbart er muligt at vurdere om værdierne for ethylisothiocyanat er minimum- eller maksimumværdier.

[8] Et minus (-) betyder ikke-detekteret

[9] Indholdet er semikvantitativt bestemt i forhold til diethylamin. Da det erfaringsmæssigt vides at responsfaktorerne for en given forbindelsestype stiger som funktion af antallet af methylengrupper (op til en vis grænse), må det anførte niveau betragtes som en maksimumværdi. Den lavere kvantiseringsgrænse skyldes en bedre chromatografi af dibutylamin i forhold til diethylamin.

[10] Et ”+” betyder at komponenten er fundet i et forventet koncentrationsområde.
Et ”-” betyder ikke-påvist.
”Spor” betyder at stofferne er konstateret i relativt lave koncentrationer.

 



Version 1.0 September 2005, © Miljøstyrelsen.