DOP Phthalate: چیست، چگونه استفاده می شود و آنچه باید در مورد ایمنی بدانید

DOP فتالات چیست؟

DOP فتالات - که به طور رسمی با نام دیوکتیل فتالات یا دی (2-اتیل هگزیل) فتالات (DEHP) شناخته می شود - یکی از پرمصرف ترین نرم کننده ها در جهان است. نرم کننده یک افزودنی شیمیایی است که پلاستیک های سفت و سخت را نرم، انعطاف پذیر و کارآمد می کند. بدون آن، موادی مانند پلی وینیل کلراید (PVC) سفت و شکننده خواهند بود - برای صدها کاربرد پلاستیکی انعطاف پذیر که ما هر روز به آنها تکیه می کنیم، کاملاً نامناسب هستند، از کفپوش وینیل و شیلنگ باغ گرفته تا لوله های پزشکی و عایق سیم.

از نظر شیمیایی، DOP یک استر اسید فتالیک و 2-اتیل هگزانول است. به عنوان یک مایع شفاف و روغنی با حلالیت بسیار کم در آب و نقطه جوش بالا ظاهر می شود که باعث می شود در داخل ماتریس های پلاستیکی از نظر حرارتی پایدار و ماندگار باشد. فرمول مولکولی آن C24H38O4 است و وزن مولکولی آن تقریباً 390.56 گرم بر مول است. هنگامی که در حین پردازش با PVC ترکیب می شوند، مولکول های DOP خود را بین زنجیره های پلیمری PVC قرار می دهند، نیروهای بین مولکولی را کاهش می دهند و به زنجیره ها اجازه می دهند از روی یکدیگر بلغزند - احساس انعطاف پذیر و لاستیکی را ایجاد می کنند که مشخصه محصولات PVC نرم است.

فتالات DOP به دلیل نسبت عالی عملکرد به هزینه، دهه ها بر بازار نرم کننده ها تسلط داشته است. انعطاف پذیری فوق العاده، عملکرد خوب در دمای پایین، خواص عایق الکتریکی قوی، و سازگاری با طیف گسترده ای از فرمولاسیون PVC را ارائه می دهد. برای تولیدکنندگانی که با برنامه های کاربردی با حجم بالا کار می کنند، هیچ جایگزینی از لحاظ تاریخی با ترکیب پردازش پذیری، دوام و مقرون به صرفه بودن DOP مطابقت نداشته است - اگرچه چشم انداز نظارتی و ایمنی به طور قابل توجهی این حساب را تغییر می دهد.

خواص فیزیکی و شیمیایی کلیدی DOP

درک خواص فیزیکی و شیمیایی دیوکتیل فتالات به توضیح اینکه چرا به نرم‌کننده استاندارد صنعت تبدیل شد و چرا در داخل محصولات پلاستیکی رفتار می‌کند کمک می‌کند. در اینجا خلاصه ای از مهمترین ویژگی های آن آورده شده است:

فشار بخار بسیار کم آن به این معنی است که DOP به آرامی در دمای اتاق تبخیر می شود، که یکی از دلایلی است که برای سال ها در داخل محصولات پلاستیکی موثر باقی می ماند. با این حال، همین ماندگاری به این معنی است که می تواند در طول زمان از طریق تماس با روغن، گرما یا استرس مکانیکی از ماتریس پلاستیکی خارج شود - که ریشه بسیاری از نگرانی های ایمنی و زیست محیطی آن است.

جایی که DOP فتالات در سراسر صنایع استفاده می شود

نرم کننده DOP در طیف قابل توجهی از صنایع و انواع محصولات استفاده می شود. تطبیق پذیری آن از این واقعیت ناشی می شود که به طور موثر در طیف گسترده ای از فرمولاسیون های PVC و شرایط پردازش، از جمله کلندرینگ، اکستروژن، قالب گیری تزریقی و پوشش پخش عمل می کند. در اینجا عمده ترین زمینه های کاربردی وجود دارد:

ساخت و ساز و مصالح ساختمانی

صنعت ساختمان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان PVC پلاستیکی شده با DOP است. کفپوش های PVC انعطاف پذیر، پوشش های دیواری وینیل، پروفیل های پنجره، غشای سقف و ورق های ضد آب، همه به طور سنتی برای انعطاف پذیری، دوام و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش به نرم کننده های فتالات متکی هستند. DOP به ویژه در محصولات کفپوش وینیل رایج است، جایی که در غلظت های 20 تا 50 قسمت در صد رزین (phr) برای دستیابی به تعادل مناسب نرمی زیر پا و ثبات ابعادی ترکیب می شود. انعطاف پذیری آن در دمای پایین نیز آن را برای کاربردهای ساخت و ساز در فضای باز در آب و هوای سرد مناسب می کند.

عایق سیم و کابل

عایق سیم و کابل برق و ژاکت یکی دیگر از کاربردهای اصلی DOP فتالات است. عایق PVC انعطاف پذیر پلاستیکی شده با DOP خواص دی الکتریک عالی، تاخیر در شعله را در صورت ترکیب با مواد افزودنی مناسب و انعطاف پذیری را ارائه می دهد که به کابل ها اجازه می دهد بدون ترک خوردگی خم شوند، مسیریابی شوند و نصب شوند. کابل های PVC پلاستیکی شده با DOP در سیم کشی های مسکونی، دسته سیم های خودرو، کابل های کنترل صنعتی و سیم های الکترونیک مصرفی استفاده می شود. عمر طولانی DOP در عایق سیم - اغلب بیش از 20 تا 30 سال - آن را به انتخاب غالب نرم کننده برای چندین دهه در این برنامه تبدیل کرده است.

قطعات خودرو

بخش خودرو از PVC پلاستیکی شده با DOP در داشبورد، پانل درها، پوشش صندلی ها، پوشش های زیر بدنه و درزگیرها استفاده می کند. در فضای داخلی خودرو، نرم‌کننده باید انعطاف‌پذیری خود را در محدوده دمایی شدید حفظ کند - از دمای زیر صفر در زمستان تا بیش از 80 درجه سانتی‌گراد در داخل ماشین پارک شده در تابستان. دامنه وسیع دمای سرویس DOP، آن را برای این کاربردها مناسب ساخته است. با این حال، مهاجرت نرم‌کننده‌ها از فضای داخلی خودرو به شیشه‌های جلو - که باعث ایجاد لایه‌های روغنی در داخل شیشه‌های ماشین می‌شود - یک پیامد شناخته‌شده استفاده از نرم‌کننده‌های با فرار بالا مانند DOP است و بسیاری از خودروسازان به سمت جایگزین‌های با مهاجرت کمتر روی آورده‌اند.

تجهیزات پزشکی و محصولات بهداشتی

DEHP (نام درجه پزشکی برای DOP فتالات) از لحاظ تاریخی نرم‌کننده انتخابی برای دستگاه‌های پزشکی PVC، از جمله کیسه‌های IV، کیسه‌های خون، لوله‌های دیالیز و ماسک‌های اکسیژن بوده است. سازگاری فوق العاده آن با PVC و توانایی آن در تولید فیلم های شفاف و انعطاف پذیر، آن را برای این کاربردها ایده آل کرده است. با این حال، نگرانی‌ها در مورد شستشوی DEHP در خون و محلول‌های IV - به‌ویژه برای بیماران آسیب‌پذیر مانند نوزادان، زنان باردار و بیماران دیالیزی - منجر به محدودیت‌های نظارتی قابل توجه و تغییر صنعت عمده به سمت جایگزین‌های غیر فتالات در محصولات PVC درجه پزشکی شده است.

کالاهای مصرفی و منسوجات

DOP فتالات همچنین راه خود را به طیف گسترده ای از محصولات مصرفی، از جمله شلنگ های باغبانی، اسباب بازی های بادی، چرم مصنوعی، لباس های بارانی، پرده های دوش، کفش ها و پارچه های روکش دار پیدا می کند. در کاربردهای پوشش نساجی، DOP در فرآیندهای پوشش گسترده و چاقو روی رول برای تولید پارچه های انعطاف پذیر و بادوام با روکش PVC استفاده می شود. مقرون به صرفه بودن آن را به ویژه در کالاهای مصرفی حساس به قیمت رایج می کند - به همین دلیل است که حضور آن در اسباب بازی ها و محصولات کودکان شدیدترین بررسی های نظارتی را به خود جلب کرده است.

نگرانی های بهداشتی و ایمنی در مورد DOP Phthalate

نگرانی های بهداشتی مرتبط با DOP فتالات - به ویژه DEHP - به طور گسترده در سه دهه گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است و دلیل اصلی کاهش استفاده از آن در برنامه های کاربردی حساس است. مسئله کلیدی این است که DOP از نظر شیمیایی به ماتریس پلیمر PVC متصل نیست. به سادگی در درون آن حل می شود. این بدان معنی است که می تواند از پلاستیک خارج شده و به مواد غذایی، مایعات، گرد و غبار یا مایعات بدن که با مواد تماس دارند مهاجرت کند.

اختلال غدد درون ریز

شناخته شده ترین نگرانی بهداشتی در مورد DEHP طبقه بندی آن به عنوان یک ماده شیمیایی مختل کننده غدد درون ریز (EDC) است. DEHP و متابولیت اولیه آن، MEHP (مونو-2-اتیل هگزیل فتالات)، با سیگنال دهی آندروژن - مسیر هورمونی مسئول رشد تولید مثل مردانه تداخل می کند. مطالعات حیوانی به طور مداوم نشان داده است که قرار گرفتن در معرض DEHP در دوران بارداری و در اوایل زندگی باعث کاهش تولید تستوسترون، اختلال در رشد بیضه ها و کاهش تعداد و کیفیت اسپرم می شود. این یافته ها در چندین گونه تکرار شده است، و مطالعات اپیدمیولوژیک در انسان، ارتباط بین سطوح متابولیت DEHP ادرار و کاهش کیفیت اسپرم، سطوح هورمونی تغییر یافته، و کوتاه شدن فاصله آنوژنیتال در نوزادان پسر - نشانگر حساس اختلال آندروژن در طول رشد جنین را نشان داده است.

مسمومیت تولید مثل و رشد

DEHP به عنوان یک ماده سمی باروری تحت چارچوب های نظارتی متعدد بر اساس توانایی اثبات شده آن در آسیب رساندن به باروری و آسیب رساندن به رشد جنین طبقه بندی می شود. آژانس مواد شیمیایی اروپا (ECHA) DEHP را به دلیل سمیت تولید مثلی آن به عنوان ماده ای با نگرانی بسیار بالا (SVHC) تحت مقررات REACH طبقه بندی می کند. در مدل های حیوانی، قرار گرفتن در معرض دوز بالا باعث آتروفی بیضه، کاهش اندازه بستر و ناهنجاری های رشدی می شود. پنجره بحرانی نگرانی، قرار گرفتن در معرض قبل از تولد و اوایل پس از تولد است، زمانی که سیستم های غدد درون ریز و تولید مثلی در حال توسعه بیشتر در برابر اختلالات شیمیایی آسیب پذیر هستند.

سرطان زایی

DEHP بر اساس شواهد کافی از سرطان کبد در جوندگان در معرض دوزهای بالا و شواهد محدود در انسان، توسط آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) به عنوان سرطان‌زای احتمالی انسانی (گروه 2B) طبقه‌بندی می‌شود. مکانیسم سرطان‌زایی در جوندگان شامل تکثیر پراکسی‌زوم‌ها می‌شود - شیوه‌ای از عمل که ممکن است کمتر به طور مستقیم برای انسان قابل استفاده باشد، به همین دلیل است که DEHP به عنوان سرطان‌زای احتمالی طبقه‌بندی می‌شود تا احتمالی. با این وجود، این طبقه بندی به استفاده محدود از آن در برنامه های کاربردی با مصرف کننده کمک می کند.

مسیرهای قرار گرفتن در معرض انسان

انسان ها از طریق مسیرهای متعددی به طور همزمان در معرض DOP فتالات قرار می گیرند، به همین دلیل است که تقریباً در ادرار همه افرادی که در مطالعات بیومنیتورینگ آزمایش شده اند، شناسایی می شود:

• تماس با غذا: DEHP از بسته بندی مواد غذایی PVC، واشرهای تجهیزات پردازش مواد غذایی و بسته بندی های پلاستیکی به غذاهای چرب مهاجرت می کند. غذاهای چرب مانند پنیر، گوشت و روغن ها به طور قابل توجهی فتالات بیشتری را نسبت به غذاهای کم چرب جذب می کنند.
• اقدامات پزشکی: بیمارانی که تحت درمان IV، تزریق خون، یا دیالیز از طریق لوله PVC پلاستیکی شده با DEHP قرار می گیرند، بالاترین تماس مستقیم را دریافت می کنند - گاهی اوقات مرتبه ای بالاتر از قرار گرفتن در معرض رژیم غذایی.
• گرد و غبار داخلی: DEHP از کفپوش ها، دیوارپوش ها و سایر مصالح ساختمانی به گرد و غبار خانگی منتقل می شود، که سپس جذب می شود - به ویژه توسط کودکان خردسال از طریق رفتار دست به دهان.
• تماس پوستی: تماس پوستی با محصولات حاوی DEHP مانند دستکش‌های وینیل، اسباب‌بازی‌ها، یا کف‌پوش به تماس با پوست کمک می‌کند، اگرچه جذب پوستی کندتر از بلع است.
• استنشاق: DEHP موجود در هوا از محصولات PVC پلاستیکی شده در محیط های داخلی به قرار گرفتن در معرض تنفسی کمک می کند، به ویژه در فضاهایی با تهویه ضعیف با سطوح قابل توجه PVC.

مقررات جهانی DOP فتالات

محدودیت‌های نظارتی بر DEHP در دو دهه گذشته به‌طور چشمگیری تشدید شده است، به‌ویژه برای برنامه‌هایی که احتمال قرار گرفتن در معرض جمعیت‌های آسیب‌پذیر وجود دارد. در اینجا مروری بر قوانین کلیدی در سراسر بازارهای اصلی است:

روند در تمام حوزه های قضایی اصلی نظارتی به وضوح به سمت محدودیت بیشتر است، نه آرامش. تولیدکنندگانی که از DOP فتالات در هر برنامه کاربردی با مصرف کننده یا تماس با غذا استفاده می کنند، باید فعالانه برای انتقال خود به جایگزین های سازگار برنامه ریزی کنند، زیرا پنجره نظارتی برای استفاده مداوم در حال باریک شدن است.

جایگزین های غیر فتالاتی برای نرم کننده DOP

محدودیت‌های DOP فتالات توسعه و پذیرش نرم‌کننده‌های غیر فتالاتی را تسریع کرده است که می‌توانند عملکرد DOP را بدون نگرانی‌های بهداشتی و نظارتی مطابقت دهند یا به آن نزدیک شوند. انتخاب جایگزین مناسب به کاربرد خاص، نیازهای پردازش، اهداف عملکرد و محدودیت‌های هزینه بستگی دارد. در اینجا جایگزین های اصلی هستند:

DINP و DIDP (دیسونونیل و دی ایزودسیل فتالات)

DINP و DIDP نرم کننده های فتالاتی با وزن مولکولی بالاتر هستند که به دلیل اندازه مولکولی بزرگتر، نرخ مهاجرت کمتری نسبت به DOP دارند. آنها در حال حاضر مشمول محدودیت های مشابه DEHP در اکثر حوزه های قضایی نیستند و به طور گسترده به عنوان جایگزین مستقیم DOP در کاربردهای غیر حساس مانند کفپوش، کابل ها و PVC صنعتی عمومی استفاده می شوند. با این حال، آنها هنوز فتالات هستند و وضعیت نظارتی آنها در حال بررسی است - آنها را به یک راه حل انتقالی و نه دائمی برای مارک های متعهد به دور شدن کامل از فتالات تبدیل می کند.

DOTP / DEHT (دیوکتیل ترفتالات)

DOTP (همچنین به نام DEHT) یک استر ترفتالات است نه یک استر فتالات - از اسید ترفتالیک به جای اسید فتالیک به عنوان ستون فقرات خود استفاده می کند. این تفاوت ساختاری به این معنی است که خواص مختل کننده غدد درون ریز DEHP را ندارد و مشمول مقررات فتالات نیست. DOTP راندمان پلاستیک سازی بسیار مشابه با DOP را فراهم می کند، به خوبی روی تجهیزات PVC استاندارد پردازش می شود و پایداری حرارتی بهتر و فراریت کمتری دارد. این به یکی از محبوب ترین جایگزین های DOP در سراسر جهان تبدیل شده است و اکنون به طور گسترده در اسباب بازی ها، کفپوش ها، خودروها و برنامه های سیم و کابل استفاده می شود.

DINCH (دیسونونیل سیکلوهگزان-1،2-دی کربوکسیلات)

DINCH یک نرم کننده غیر فتالاتی با وزن مولکولی بالا است که به طور خاص برای کاربردهای حساس از جمله دستگاه های پزشکی، مواد تماس با غذا و اسباب بازی های کودکان ساخته شده است. این آزمایشات سم شناسی گسترده ای را پشت سر گذاشته است و برای استفاده در PVC پزشکی توسط نهادهای نظارتی در اروپا و ایالات متحده تایید شده است. DINCH انعطاف پذیری عالی، مهاجرت کم، پایداری خوب در برابر اشعه ماوراء بنفش را فراهم می کند و از نظر فیزیولوژیکی به خوبی تحمل می شود. هزینه بالاتر آن در مقایسه با DOP، استفاده از آن را به برنامه های کاربردی درجه یک یا تنظیم شده محدود می کند، اما جایگزین ارجح برای محصولات PVC درجه پزشکی است که جایگزین DEHP می شود.

روان کننده های زیستی

دسته رو به رشدی از نرم کننده های زیستی که از مواد اولیه طبیعی مشتق شده اند - از جمله روغن سویا اپوکسید شده (ESBO)، استرهای سیترات (مانند ATBC و TBC)، و دی استرهای ایزوسورباید - هم شیمی غیر فتالات و هم منابع تجدیدپذیر را ارائه می دهند. استرهای سیترات مانند استیل تروبتیل سیترات (ATBC) برای تماس با مواد غذایی و استفاده پزشکی مورد تایید FDA هستند. روغن های گیاهی اپوکسیزه به طور گسترده ای به عنوان نرم کننده ثانویه و تثبیت کننده حرارت در PVC استفاده می شود. این گزینه‌های مبتنی بر زیست به طور فزاینده‌ای برای برندهایی که به دنبال تمایز در پایداری و ایمنی هستند، جذاب هستند، اگرچه کارایی پلاستیک‌سازی و رقابت‌پذیری هزینه آن‌ها در مقایسه با DOP بسته به کاربرد متفاوت است.

نحوه شناسایی DOP فتالات در محصولات و زنجیره های تامین

برای تولیدکنندگان، واردکنندگان و مارک‌هایی که قطعات PVC یا کالاهای نهایی را تامین می‌کنند، تشخیص اینکه آیا DOP فتالات در یک محصول وجود دارد یا خیر، هم یک ضرورت انطباق و هم یک الزام دقت لازم است. در اینجا نحوه برخورد عملی به آن آمده است:

• برگه های داده مواد (MDS) و اعلامیه های REACH را درخواست کنید: از تامین کنندگان پی وی سی خود بخواهید که اعلامیه های کامل مواد را که سیستم نرم کننده مورد استفاده را مشخص می کند، ارائه دهند. یک تامین کننده سازگار باید بتواند تأیید کند که آیا DEHP وجود دارد و در چه غلظتی است.
• تست آزمایشگاهی شخص ثالث: برای محصولات نهایی، آزمایش توسط آزمایشگاه‌های معتبر با استفاده از روش‌هایی مانند GC-MS (کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنجی جرمی) یا غربالگری XRF (فلورسانس اشعه ایکس) می‌تواند به طور مثبت محتوای فتالات را شناسایی و کمی کند. XRF برای غربالگری سریع استفاده می شود. GC-MS روش تاییدی برای انطباق با مقررات است.
• ممیزی زنجیره تامین: ممیزی‌های دوره‌ای از ترکیب‌کننده‌ها و سازندگان قطعات PVC، به‌ویژه آن‌هایی که در مناطقی با اجرای قوانین سخت‌گیرانه‌تر مستقر هستند، انجام دهید تا تأیید کنید که فرمول‌های اعلام‌شده با عملکرد واقعی تولید مطابقت دارند.
• دسته بندی محصولات را در برابر لیست های نظارتی مرور کنید: سبد محصولات خود را با فهرست‌های مواد محدود شده (RSL) مانند AFIRM RSL، ZDHC MRSL یا RSL خاص خرده‌فروش خود ارجاع دهید تا مشخص کنید کدام محصولات به فرمولاسیون بدون فتالات نیاز دارند.
• یک لیست نرم کننده تایید شده را اجرا کنید: یک لیست نرم‌کننده داخلی تأیید شده برای مشخصات منبع خود تعریف کنید که به صراحت DEHP و سایر فتالات‌های محدود را مستثنی می‌کند و این نیاز را به وضوح به همه تأمین‌کنندگان و مبدل‌های PVC در زنجیره تأمین خود ابلاغ کنید.