硅氧烷检测 硅橡胶制品硅氧烷成分分析

日期:2025-08-15 点击:482
硅橡胶生产过程的原料和中间体残留:环三聚二烃基硅氧烷(D3),环四聚二烃基硅氧烷(D4),环五聚二烃基硅氧烷(D5)、环六聚二烃基硅氧烷(D6)、环七聚二烃基硅氧烷(D7)等甲基硅氧烷是生产硅橡胶的主要原料或中间体,在制备硅橡胶制品的过程中,部分硅氧烷单体反应不完全,生成的硅氧烷低聚物会残留在硅橡胶制品中,在使用过程中可能会迁移到食品基质上。

硅橡胶老化过程释放:硅橡胶在使用过程中,其使用性能随时间发生衰减的现象为硅橡胶的老化过程。在高温使用过程中硅橡胶主要发生热氧老化,此时主链上硅氧键会发生断裂、重排,从而生成一些低分子硅氧烷,如D3、D4、D5、D6以及线型硅氧烷和高环体等,这些硅气烷会迁移到食品中。

硅橡胶在使用过程中向食品迁移的物质有小分子挥发性硅氧烷、硅氧烷低聚物和分子量较大的高聚合度硅氧烷等。其中,分子量大于1000 Da的化合物,通常不能进入人体的新陈代谢而具有低毒性;而硅氧烷单体由于挥发性较强易于在砖橡胶加工过程中去除,因此,对于食品接触用硅橡胶中硅氧烷的迁移风险,需要关注的主要是低聚硅氧烷。

硅氧烷低聚物具有一定的挥发性、脂溶性和生物富集性,研究发现某些硅氧烷类化合物具有内分泌干扰作用,对免疫系统、肝脏系统、呼吸系统及神经系统均有不利的影响,甚至可能提高慢性中毒及增加致癌的几率。D4存在较大的生殖毒性。人们发现在低分子量的硅气烷类化合物中,欧盟将其定义为第3类对生殖有毒的物质,丹麦环保局将D4作为生育能力受损的首要毒性成分美国环保署(EPA)将D4、D5、D6列入斯德哥尔摩持久性有机污染物(Persistent organic polutants,POPs)公约审议清单

低分子聚硅氧烷 室温硫化硅橡胶(RTV)是能在室温下发生固化交联反应的一种硅橡胶,具有使用方便、种类繁多、适用面广、可现场就地成型等优点,作为胶粘剂密封剂等广泛应用于电子电器、航天、军事、机械、建筑工业等经济领域“-。 在RTV合成工艺过程中,当温度较高时,残存的微量催化剂会使硅橡胶主链发生降解而放出低分子聚硅氧烷(D3-D10)。由于聚硅氧烷中残留有少量的低挥发成分,因低分子聚硅氧烷而造成的危害时有发生,如微型电机操作失灵(触电故障)、电绝缘性能降低、涂覆工艺的不良现象等。在密闭空间中,硅橡胶中的低分子环硅氧烷会挥发充满在整个密闭空间中,当低分子环硅氧烷在透明光学元器件上富集时,会影响光学元器件的透光性,严重干扰光信号的传递和传输,甚至无法工作!。因此,RTV硅橡胶必须要严格控制低分子聚硅氧烷的含量。

硅橡胶硫化中的D3-D10含量,常规检测方式有2种:

1. 总含量法

有机试剂萃取,参考US EPA 3550C,再直接GC-MS仪器分析此法是用有机试剂萃取出硅橡胶中D3-D10的总含量。

2. 顶空法测其挥发性含量

加一定有机试剂至顶空瓶中,参考US EPA 5021A,再用带顶空进样的GC-MS分析此法是用来测定硅橡胶制品中残留的挥发性甲基环硅氧烷(D3-D10)的含量,适用于医用硅橡胶、电子封装材料等产品的质量控制。

此外,也可利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振法(NMR)和热重分析(TGA)等检测方法实现硅橡胶中硅氧烷的检测。

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