激光拉曼光谱快速筛查塑料玩具中邻苯二甲酸酯的研究

常见的玩具材料有聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等.为了使玩具塑料有更好的延展性,有利于塑料成型,在加工过程中会加入一定量的塑化剂.邻苯二甲酸酯类(PAEs)塑化剂种类繁多,用途最为广泛,是玩具塑料中最普遍使用的塑化剂.常见的PAEs有邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DE-HP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP).研究表明,PAEs的分子结构与雌性激素类似,被称作"环境荷尔蒙".长期或高浓度接触可造成内分泌紊乱,影响男性生殖能力、促使女性早熟、危害儿童生殖系统.北京海关指出,由于PAEs增塑剂含量超标导致玩具不合格的占比最大.在玩具进出口环节,必须进行抽检PA Es增塑剂的含量以保证安全通关.现行玩具塑料中PA Es的检测方法,存在前期处理过程复杂、检测设备昂贵、对操作人员的专业要求较高等缺点,不利于PA Es的快速检测,迫切需要开发一种快速准确检测玩具塑料中PAEs含量的方法.以DEHP,DBP和BBP为研究对象,建立激光拉曼光谱快速筛查PAEs塑化剂的方法.首先,采用密度泛函理论(DFT)计算了三类塑化剂分子振动光谱,并与其在拉曼光谱仪上测得分子拉曼光谱比对认定,表明该方法对PAEs分子拉曼光谱特征峰的归属正确,能够用于玩具塑料样品的定性分析.其次,研究了拉曼光谱仪快速直接定量检测塑料中PAEs含量的方法.结果表明DEHP,DBP和BBP的含量与其特征峰强度呈线性相关,相关系数分别为0.98,0.99和0.99,表明PAEs定量分析的准确度较高.最后,采用该方法在不经任何前处理的条件下,测试市售玩具样品.通过优化采集过程中的背景扣除方法,获得拉曼光谱,确认了PAEs的种类为DEHP,并计算出DEHP的含量.同时,采用气相色谱-质谱法(GC-M S)准确检测样品中PA Es的种类及含量,两种方法的一致性令人满意.因此,采用激光拉曼技术,通过优化处理过程,可快速、无损检测塑料玩具中PA Es的种类及含量,能够大大缩短检测时间,节约测试成本.并有望应用于海关现场,提高通关速度.