Pemilihan sarung tangan pelindung yang tepat dari studi tentang permeabilitas monomer akrilat yang berbeda
Untuk mendukung program Pemberitahuan Pra-Produksi (PMN) dari Kantor Zat Beracun Badan Perlindungan Lingkungan, tiga bahan sarung tangan dievaluasi ketahanannya terhadap perembesan senyawa akrilat multifungsi melalui program Kantor Penelitian dan Pengembangan. Beberapa laporan PMN baru-baru ini telah membahas akrilat multifungsi, dan data permeasi untuk senyawa tersebut sebagian besar tidak tersedia. Untuk lebih memahami perilaku perembesan, pengujian dilakukan dengan trimetilolpropana triakrilat (TMPTA), 1,6-heksanediol diakrilat (HDDA) dan dua campuran HDDA dengan isooctyl acrylate (EHA). Karena tekanan uap yang rendah dan kelarutan dalam air yang rendah dari senyawa-senyawa ini, pengujian dilakukan dengan menggunakan bahan lembaran karet silikon sebagai media pengumpul dengan menggunakan metode ASTM F739-85. Sarung tangan karet butil, karet alam, dan karet nitril digunakan sebagai bahan uji pada suhu 20°C. Tidak ada senyawa atau campuran akrilat yang ditemukan menembus karet butil atau nitril dalam kondisi pengujian. Penetrasi karet alam diamati dalam pengujian dengan HDDA murni, HDDA 50%/50% EHA, dan HDDA 25%/75% EHA. Penetrasi melalui karet alam juga terdeteksi untuk TMPTA, tetapi terdeteksi hanya sekali dalam tiga pengujian setelah interval pengambilan sampel 360-480 menit. Untuk HDDA murni, penetrasi terdeteksi selama 30-60 menit dengan laju penetrasi kondisi tunak 0,92 mg/cm ~ 2 menit. Untuk campuran HDDA/EHA, penetrasi kedua komponen campuran terdeteksi pada interval pengambilan sampel yang sama untuk setiap pengujian. penetrasi terdeteksi selama 30-60 menit untuk campuran 50/50 dan untuk campuran 25/75 selama 15-30 hingga 30-60 menit. Tingkat penetrasi HDDA kondisi-mapan sedikit lebih tinggi untuk campuran daripada HDDA murni, 1,02 mg / cm ~ 2 menit untuk campuran 50/50 dan 1,35 mg / cm ~ 2 menit untuk campuran 25/75. sedikit peningkatan laju penetrasi disebabkan oleh adanya pelarut pembawa EHA yang lebih cepat berpenetrasi, yang berpenetrasi dengan laju 11,7 mg/cm~2-menit dari campuran 50/50 dan 11,7 mg/cm~2-menit dan 20,0 mg/cm~2-menit dari campuran 25/75.
Berdasarkan Bagian 5 dari Undang-Undang Pengendalian Zat Beracun (Undang-Undang Publik 94-469), calon produsen atau importir harus menyerahkan pemberitahuan pra-produksi sebelum memproduksi atau mengimpor bahan kimia baru. Kantor Zat Beracun (Office of Toxic Substances/OTS) dari Environmental Protection Agency (EPA) meninjau PMN untuk menilai potensi risiko terhadap kesehatan manusia yang dapat diakibatkan oleh paparan kulit atau penghirupan selama pembuatan, pemrosesan, atau penggunaan akhir bahan kimia tersebut. OTS harus dapat mengevaluasi kecukupan rekomendasi pakaian pelindung dan data pendukung yang diberikan oleh pengirim PMN dalam kasus-kasus di mana pakaian pelindung direkomendasikan sebagai cara untuk meminimalkan cara meminimalkan paparan kulit. Jika data pendukung tidak memadai, OTS harus dapat menentukan pengujian yang sesuai dan dapat diandalkan serta dapat mengevaluasi data yang dihasilkan OTS menggunakan data permeasi untuk bahan kimia PMN atau senyawa serupa untuk mengevaluasi ketahanan permeasi pakaian pelindung saat digunakan. Namun, pengirim PMN tidak diwajibkan memberikan data yang menunjukkan ketahanan penetrasi yang dapat diterima.
Beberapa laporan PMN baru-baru ini telah membahas senyawa akrilat multifungsi; namun, penelusuran literatur dan basis data menunjukkan bahwa data perembesan untuk senyawa semacam itu sebagian besar tidak tersedia. Terbatasnya data yang dipublikasikan tentang senyawa akrilat yang umum menunjukkan bahwa bahan sarung tangan yang umum memiliki ketahanan permeasi yang buruk. Menanggapi kebutuhan OTS akan data permeasi pada empat akrilat multifungsi, Kantor Penelitian dan Pengembangan, melalui kontraktornya Arthur D. Little, mendanai penelitian ini untuk menguji senyawa akrilat yang representatif. Namun, melakukan uji permeasi ini tidak rutin dilakukan karena kelarutan dan sifat fisik senyawa. Mirip dengan banyak pestisida organofosfat, akrilat multifungsi memiliki tekanan uap yang rendah dan kelarutan dalam air yang rendah. Oleh karena itu, uji permeasi harus dilakukan dengan menggunakan media pengumpul selain yang ditentukan dalam ASTM F739-Air atau Gas Inert. Media pengumpulan padat lembaran karet silikon telah berhasil digunakan sebagai media pengumpulan alternatif untuk ASTM F739 (1-3) dan digunakan di sini. Sebelum uji permeasi, tugas pengembangan metode dilakukan untuk menentukan kapasitas pengumpulan dan efisiensi silikon untuk senyawa akrilat dan untuk memvalidasi metode untuk mengekstraksi dan mengukur jumlah akrilat yang dikumpulkan.
Bahan dan metode eksperimen:
Bahan:
Sifat-sifat dari dua akrilat multifungsi diselidiki dengan menggunakan trimetilolpropana triakrilat (TMPTA) dan 1,6-heksanediol diakrilat (HDDA) sebagai bahan baku. Dua campuran HDDA dengan 2-etilheksil akrilat (EHA) juga diuji: 50% HDDA/50% EHA dan 25% HDDA/75% EHA, dibuat dalam bentuk persentase volume. Sifat-sifat senyawa ini ditunjukkan pada Tabel 1. Uji penetrasi dilakukan dengan tiga bahan sarung tangan pelindung: karet butil, karet alam, dan karet nitril. Deskripsi dan sumber bahan garmen ini ditunjukkan pada Tabel 2.
Deskripsi Instrumen:
1. Metode ASTM F739-85. "Metode Uji Standar untuk Ketahanan Bahan Pakaian Pelindung terhadap Permeabilitas Cairan atau Gas" untuk media pengumpulan padat telah dimodifikasi.
2. Sel permeasi dimodifikasi dengan mengganti ruang pengumpulan standar sel dengan bagian bergelang sepanjang 7,62 cm (3 inci) dari tabung kaca ID 5,08 cm (2 inci), mempertahankan area kontak kimia standar 20,3 cm2 yang ditentukan dalam ASTM F739. "Sisi tantangan" dari sel uji diubah menjadi "permukaan uji"? Sisi tantangan juga dimodifikasi untuk meminimalkan penanganan bahan kimia tantangan dalam jumlah besar. Ruang tantangan standar diganti dengan pelat baja tahan karat yang dikerjakan dengan mesin untuk menampung 10 ml larutan tantangan. Ruang tantangan dihubungkan melalui tabung luapan ke botol yang berisi larutan tantangan tambahan untuk memastikan tantangan yang berkelanjutan dan sistem tertutup. Diagram skematik dari sel yang dimodifikasi ditunjukkan pada Gambar 1.
2. Media pengumpulannya adalah bahan lembaran karet silikon berukuran 0,051 cm (0,02 inci) (Silastic®), Dow Corning, Midland, Mich. Dalam studi EPA sebelumnya, media pengumpulan untuk mengumpulkan pestisida yang mudah menguap dan mudah larut dalam air dievaluasi dan terbukti lebih efisien dalam mengumpulkan bahan kimia yang dapat meresap daripada media lain yang dievaluasi (1-3). Pelat karet silikon dipotong agar sesuai dengan ID tabung kaca dan diletakkan di sisi pengumpulan bahan sarung tangan yang akan diuji. Piston Teflon® sepanjang 2,54 cm (1 inci) yang dipasang dengan pas ditempatkan di atas pelat pengumpul karet silikon pada tabung kaca untuk memastikan kontak yang baik antara karet silikon dengan bahan sarung tangan dan untuk meminimalkan penguapan permeat yang terkumpul.
Prosedur Uji:
Uji permeasi dilakukan dalam rangkap tiga di laboratorium dengan suhu dan kelembapan yang terkontrol pada suhu 20°C. Setelah memasang sampel bahan sarung tangan dan cakram karet silikon pada tempatnya, pengujian dimulai dengan mengisi ruang uji dengan akrilat. Setelah interval pengambilan sampel yang telah ditentukan, cakram karet silikon dilepas dan diganti dengan cakram baru. Interval pengambilan sampel adalah 0, 15, 30, 60, 180, 240, 360, dan 480 menit. Interval ini dipilih untuk meminimalkan potensi kejenuhan dan pembengkakan pada karet silikon. Setelah dikeluarkan, setiap baki koleksi dipindahkan ke botol bertutup ulir yang terpisah dan disonikasi dengan 10 mL isopropanol kelas ACS selama 20 menit. Alikuot ekstrak isopropanol kemudian dianalisis untuk menentukan konsentrasi penetran. Dari nilai konsentrasi, waktu deteksi penetrasi dan laju penetrasi bahan kimia melalui bahan pakaian pelindung yang dipilih ditentukan.
Metode Analisis dan Validasi:
TMPTA, HDDA, dan EHA dikuantifikasi dalam ekstrak media yang dikumpulkan menggunakan kromatografi gas dengan deteksi ionisasi nyala (FID) (kromatografi gas Hewlett-Packard Model 5890 dan kolom kapiler DX4 30-m J&W Scientific [Folsom, California]). Semua prosedur kalibrasi, validasi, dan QA/QC dilakukan sesuai dengan pedoman dan protokol EPA yang telah ditetapkan.
Sebelum pengujian permeasi, prosedur analitik divalidasi untuk menentukan efisiensi pengumpulan karet silikon serta batas deteksi metode (MDL), akurasi, dan presisi untuk tiga senyawa akrilat. Untuk menentukan MDL, tujuh replikasi matriks karet silikon berduri dianalisis pada atau di dekat batas deteksi yang diperkirakan. Proses pengaplikasian senyawa akrilat dalam jumlah yang diketahui ke area permukaan karet silikon yang ditentukan untuk memaku karet silikon. Standar deviasi dari nilai konsentrasi tujuh sampel berduri digunakan untuk menghitung MDL. ketepatan dan keakuratan metode analisis ditetapkan dengan menganalisis empat konsentrasi berbeda dari sampel karet silikon berduri (2 x MDL, 5 x MDL, dan 10 x MDL). Sampel-sampel ini dianalisis dalam dua hari berturut-turut. Pemulihan rata-rata (P), deviasi standar pemulihan rata-rata (Sp) dan deviasi standar relatif (RSD) dihitung berdasarkan hasil spiked silica gel. Keakuratan metode didefinisikan sebagai interval pemulihan dari P-2Sp. hingga P+2Sp. Keakuratan metode ini dievaluasi dengan RDS. Hasil validasi dirangkum dalam Tabel 3, dan hasil ini konsisten dengan tujuan jaminan kualitas yang ditetapkan untuk program laboratorium.
Prosedur jaminan dan kontrol kualitas meliputi analisis rutin standar kalibrasi dan analisis standar silikon berduri untuk sampel duplikat. Pengukuran "absorbansi" perembesan adalah rasio massa bahan kimia yang diserap oleh karet silikon terhadap total massa bahan kimia yang meresap ke dalam bahan pakaian dalam setiap uji perembesan. Pada akhir siklus pengambilan sampel 360-480 menit, sisi media pengumpul sampel bahan pakaian dibilas dengan isopropil alkohol beku dan larutan pembilas dianalisis permeabilitasnya. Absorbansi dihitung sebagai berikut.
Senyawa yang terdeteksi dalam larutan pembilas dapat mewakili senyawa yang tersedia di permukaan bahan pakaian atau senyawa yang diekstrak dari bahan tersebut. Nilai target absorbansi rata-rata dari permeat adalah >80% dengan koefisien variasi +20%.
Hasil:
Hasil uji permeasi, yang dirangkum dalam Tabel 4, menunjukkan bahwa tidak ada senyawa atau campuran akrilat yang terdeteksi meresap ke dalam bahan karet butil atau karet nitril dalam waktu 480 menit. Penetrasi setiap senyawa atau campuran eksitasi melalui bahan karet alam terdeteksi, dan hasil ini dibahas pada halaman berikutnya.
Monomer TMPTA
Penetrasi TMPTA tidak terdeteksi pada pengujian dengan bahan karet butil dan karet nitril. Hasil uji permeasi TMPTA dengan karet alam (lihat Tabel 5) menunjukkan bahwa permeasi TMPTA terdeteksi pada salah satu dari tiga ulangan uji untuk sampel dari 360-480 menit. Pada akhir uji permeasi, TMPTA tidak terdeteksi pada pembilasan isopropanol dari sampel karet alam (yaitu, absorbansi sama dengan 100%).
HDDA Monomer
Tidak ada penetrasi HDDA yang terdeteksi dalam pengujian yang dilakukan dengan bahan karet butil dan nitril. Hasil pengujian permeasi karet alam dengan HDDA murni juga ditunjukkan pada Tabel 5. Dalam dua ulangan, HDDA pertama kali terdeteksi pada sampel dari 30-60 menit. pada ulangan ketiga, HDDA pertama kali terdeteksi pada sampel dari 60-120 menit. pada sampel berikutnya, permeasi kumulatif meningkat dan mendekati laju permeasi linier 360-480 menit. Interval sampel. Kemiringan kurva perembesan kumulatif dari sampel 240-360 menit hingga 360-480 menit digunakan untuk menghitung laju perembesan kondisi-mapan rata-rata sebesar 0,92 μg/cm2 -menit. Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5, rata-rata absorbansi HDDA adalah 87,6%, yang menunjukkan bahwa jumlah HDDA yang ditemukan dalam pembilasan isopropanol dari sampel karet alam relatif kecil dibandingkan dengan jumlah yang dikumpulkan selama uji permeasi. Absorbansi yang tinggi tampaknya semakin menegaskan kesesuaian karet silikon sebagai media pengumpulan HDDA.
Perpaduan HDDA dan EHA
Tidak ada penetrasi HDDA atau EHA dalam campuran yang terdeteksi dalam pengujian yang dilakukan dengan bahan butil dan NBR. Tabel 6. Hasil uji permeasi dengan bahan karet alam dan NBR. Hasil uji permeasi karet alam dirangkum dalam Tabel 6. Hasilnya menunjukkan bahwa untuk campuran 50% HDA/50% EHA, penetrasi HDDA dan EHA pertama kali terdeteksi pada interval pengambilan sampel 30-60 menit pada ketiga ulangan. Kedua permeat mencapai tingkat permeasi kondisi-mapan setelah 120-180 menit. tingkat permeasi EHA jauh lebih tinggi daripada HDDA dalam campuran: 11,7 mg / cm2 -menit. vs 1,02 mg / cm2 -menit. laju permeasi HDDA dari campuran 50% pada dasarnya sama dengan yang ada pada percobaan HDDA murni. Dengan demikian, penurunan konsentrasi HDDA tampaknya tidak mempengaruhi laju permeasi. Namun demikian, penting untuk dicatat bahwa nilai absorbansi HDDA dalam percobaan ini sangat rendah, rata-rata hanya 40,1%. Nilai ini lebih rendah dibandingkan dengan nilai rata-rata 86,9% untuk absorbansi EHA8 pada pengujian yang sama dan nilai rata-rata 87,6% pada pengujian permeasi HDDA murni. Sedikit kerutan pada bahan karet alam terlihat setelah 15-30 menit. Ada kemungkinan bahwa kerutan ini mencegah karet alam bersentuhan dekat dengan media pengumpul karet silikon, sehingga menghasilkan absorbansi HDDA yang lebih rendah dengan tekanan uap yang rendah relatif terhadap EHA. Absorbansi yang lebih tinggi dapat disebabkan oleh permeabilitas HDDA yang lebih tinggi dalam campuran. Hasil yang sama ditemukan dalam uji permeasi campuran 25% HDDA/75% EHA dan bahan karet alam.
Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6, penetrasi HDDA dan EHA pertama kali terdeteksi pada sampel 15-30 menit. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, penetrasi HDDA dari campuran (dan campuran 50%) serupa dengan yang diukur untuk HDDA murni, meskipun sedikit lebih tinggi. Sedikit peningkatan laju permeasi HDDA dalam campuran relatif terhadap HDDA murni mungkin disebabkan oleh adanya pelarut pembawa EHA yang lebih cepat meresap. Sebaliknya, laju permeasi EHA dari campuran 25% HDDA / 75% EHA jauh lebih tinggi daripada laju permeasi EHA dari campuran 50% HDDA / 50% EHA. laju permeasi EHA sangat bergantung pada konsentrasinya dalam campuran; Namun, penulis tidak melakukan eksperimen dengan EHA murni, sehingga perbandingan kuantitatif tidak memungkinkan.
Diskusi
Dalam kondisi pengujian, bahan karet butil dan nitril menunjukkan ketahanan penetrasi yang lebih besar terhadap TMPTA, HDDA, dan EHA daripada karet alam. Selain hasil ini, hanya ada sedikit laporan dalam literatur tentang data permeasi pakaian pelindung untuk senyawa akrilat multifungsi. Data permeasi telah dihasilkan untuk beberapa senyawa akrilat sederhana dan dirangkum dalam Tabel 7. Temuan tambahan untuk senyawa akrilat multifungsi belum dikonfirmasi. (3) Perbandingan data ini dengan data yang diperoleh dalam penelitian ini menunjukkan bahwa akrilat multifungsi menembus karet alam dengan laju yang lebih rendah daripada senyawa akrilat tunggal. Oleh karena itu, kecuali jika kumpulan data yang lebih besar yang mencakup kisaran kompleksitas kimiawi dalam klasifikasi kimiawi akrilat dihasilkan, sulit untuk memprediksi penetrasi senyawa multifungsi yang lebih besar dan lebih kompleks berdasarkan hasil uji penetrasi senyawa akrilat umum.
Di bawah kondisi pengujian dan metode pengujian yang sama, bahan karet butil dan nitril lebih efektif daripada karet alam dalam menghalangi penetrasi senyawa akrilat multifungsi. Membandingkan hasil ini dengan hasil yang dilaporkan oleh peneliti lain, ditemukan bahwa tingkat penetrasi akrilat multifungsi ke dalam bahan sarung tangan (dalam hal ini, karet alam) jauh lebih rendah dibandingkan dengan tingkat penetrasi senyawa akrilat sederhana.
Kesimpulan
Permeabilitas akrilat multifungsi dan campurannya dapat berhasil ditentukan dengan metode permeasi ASTM F739 menggunakan media pengumpul karet silikon. Membran karet silikon cocok sebagai media pengumpulan untuk TMPTA, HDDA dan EHA. Secara umum, kapasitas dan efisiensi pengumpulannya baik; namun, penyerapan HDDA rendah dalam uji permeasi campuran HDDA dan EHA. Penggunaan media pengumpul karet silikon tidak disarankan untuk menguji permeabilitas pakaian pelindung yang membengkak atau berkerut secara signifikan.
Hubungi Kami Sekarang!
Jika Anda membutuhkan Harga, silakan isi informasi kontak Anda di formulir di bawah ini, kami biasanya akan menghubungi Anda dalam waktu 24 jam. Anda juga bisa mengirim email kepada saya info@longchangchemical.com selama jam kerja (8:30 pagi hingga 6:00 sore UTC+8 Senin-Sabtu) atau gunakan obrolan langsung situs web untuk mendapatkan balasan secepatnya.