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。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PAEs增塑剂的含量以保证安全通关。
近年来,激光拉曼光谱技术以其突出的优势成为 PAEs快速筛查的常用手段,大多数研究集中在食品领域,包括酒、饮料、牛奶中的塑化剂快速检测,通常需要结合表面增强拉曼散射(SERS)技术。
实验采用自主研发国产激光拉曼光谱仪,扫描范围:200~3 000cm-1,激光光源激发波长:785nm。图2为 PVC,BBP,DEHP和 DBP 的实验拉曼光谱图。PVC中637和692cm-1特征峰展宽较大,导致玩具塑料拉曼光谱619和650cm-1特征峰被覆盖,但840,1000,1040,1580,1600和1726cm-1特征峰仍然存在,可依据以上六个特征峰识别PVC中的3种PAEs塑化剂。
玩具塑料样品在拉曼测试前未对样品做任何前处理,并采用实时背景采集模式进行测试。图4显示了玩具塑料中不同颜色区 域 的 拉 曼 光 谱 图,从 图 谱 中 可 以 发 现 639,695,961,1040,1169,1437,1582,1602和1726cm-1等一系列拉曼特征峰。由定性方法,可知五个颜色区域的样品均是PVC中添加的 DEHP。经 PAEs标准曲线定量分析,可以得出玩具样品a,b,c,d 和e 中 PAEs的含量。
拉曼光谱技术快速定性及定量检测PAEs的准确性。表明本文建立的激光拉曼光谱快速筛查塑料玩具中 PAEs种类及含量的方法,在不损坏玩具的条件下,能够显著缩短检测时间。在未来有望应用于海关现场货品的快速检测,提高通关速度,缓解海关压力。