EVA兒童家具中甲酰胺檢測方法及其釋放規律研究

(浙江省家具與五金研究所，浙江省家具檢測技術重點實驗室 杭州 311113)

1 前言

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好的發泡性能和優異的回彈耐老化性、耐龜裂性，因而廣泛用于如地墊、鞋墊、家具和汽車零部件等[1]。由其制成的兒童桌、椅、凳、床及其他兒童家具部件，因良好的緩沖、抗震、隔熱、防潮等優點，備受低齡兒童的歡迎。然而EVA發泡材料常含有對人體有害的甲酰胺，對人的皮膚黏膜和眼睛有刺激作用，對肝腎和植物神經功能也有影響，甚至影響人的免疫力。長期吸入甲酰胺對于嬰幼兒的呼吸道系統、神經系統、血管系統、肝臟系統等傷害極大，歐盟已經將甲酰胺列為對生殖系統有毒的1B類物質[2，3]。EVA兒童家具中的甲酰胺主要來源有：一是作為EVA的增塑劑存在于泡沫材料中；二是發泡劑偶氮二甲酰胺受熱分解的產物；三是EVA樹脂生產時的殘留溶劑[4]。因此部分國家和地區對其使用作出管控限制，歐盟(EU) 2015/2115指令要求泡沫玩具材料中甲酰胺含量小于200mg/kg[5]，臺灣CNS 15493—2015規定發泡塑料地墊中甲酰胺含量小于200 mg/kg[6]。

我國是兒童家具生產和消費大國，目前國內尚沒有EVA兒童家具中殘留甲酰胺的檢測標準，且文獻報道中針對兒童用品中甲酰胺的測定方法分析成本高，方法較為復雜[7-10]。研究建立一項簡單、準確檢測EVA兒童家具中甲酰胺的分析方法非常必要。本實驗采用乙酸乙酯超聲萃取EVA兒童家具中的甲酰胺，然后采用GC-MS進行檢測，方法操作簡單，快速高效。并且應通過小型氣候艙，初步研究了甲酰胺的釋放行為。

2 實驗

2.1 試劑與儀器

甲酰胺標準物質，96.0%，加拿大TRC公司；二氯甲烷、四氫呋喃、丙酮、甲醇、乙醇，均為色譜純，美國Tedia公司。

ISQ1300型氣質聯用儀，美國賽默飛公司；TG-WAXMS型毛細管柱30 m×0.25 mm×0.25μm；電子分析天平，萬分之一，精確至0.1mg；60L小型氣候艙，上海福軒環保科技有限公司。

2.2 標準儲備溶液和標準工作溶液配制

分別稱取甲酰胺0.1g(精確至0.01mg)置于100mL容量瓶中，用乙酸乙酯溶解并定容，制得1000μg/mL的標準溶液，作為儲備液，放入冰箱4℃保存。取1mL1000μg/mL標準儲備液于50mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容配制成20μg/mL儲備液，放入冰箱4℃保存。取0.1、0.3、0.5、3、5、7、10 mL的20μg/mL標儲備液于10mL容量瓶中，配成濃度為0.2、0.6、1、6、10、14、20μg/mL的工作標準溶液。

2.3 樣品處理方法

將樣品剪碎成約2mm×2mm×2mm大小，稱取0.5g放入40mL螺口棕色瓶，加入10mL乙酸乙酯，室溫下超聲60min，萃取液經0.45μm濾膜過濾，等待上機測試。

2.4 小型氣候艙釋放量

EF：艙釋放量，mg/m2/h

c：吸收液中甲酰胺濃度，mg/m3

Vl：吸收液體積，mL

Vg：氣體采樣體積，m3

N：艙空氣交換率，h-1

L：承載率，m2/m3

2.5 GC-MS條件

DB-WAXMS色譜柱(30m×0.25 mm×250μm)；載氣：He(純度為99.999%)；流速：1.0mL/min(恒定)；分流進樣1μL；分流比1∶5；進樣口溫度280℃；柱溫箱溫度：80℃保持2min，20℃/min至180℃保持3min，30℃/min至230℃保持5min。

EI源：70 eV；四級桿溫度：280℃；離子源溫度：300℃；SIMSCAN模式(定量離子m/z45； 定性離子m/z43；定性離子m/z44)。

3 結果與討論

3.1 色譜條件

按儀器工作條件2.5對6μg/mL甲酰胺標準溶液和EVA兒童家具樣品進行分析，結果如圖1所示，甲酰胺出峰時間為8.96min，與其他物質可以完全分離，峰形較好，可滿足分析要求。

圖1 甲酰胺標準溶液(6μg/mL)和EVA樣品TIC圖

3.2 萃取溶劑的選擇

實驗考察了四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷和甲醇5種溶劑對EVA兒童家具中甲酰胺的提取效果。由表1結果看出，相同條件下(室溫25℃超聲60min，提取劑量為10mL)，乙酸乙酯對EVA兒童家具中甲酰胺提取量高于其他有機溶劑，試驗選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑。

表1 萃取溶劑提取效果 mg/kg

3.3 萃取時間的優化

根據3.2實驗結果，選擇乙酸乙酯作為萃取溶劑，分析萃取時間對檢測結果的影響，結果見圖2。萃取時間達到45min時，EVA兒童家具中甲酰胺萃取達到平衡，考慮到兒童家具較為復雜，因此超聲萃取時間選擇60min。

圖2 萃取時間對檢測結果的影響

3.4 方法的線性范圍和檢出限

按儀器工作條件2.5對甲酰胺標準溶液進行測定，以質量濃度為橫坐標，對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線，線性范圍、線性回歸方程、相關系數、方法檢出限(S/N=3)見表2。含量在4～400mg/kg范圍內，相關系數R2大于0.995，檢出限為0.7mg/kg。

表2 甲酰胺線性關系和檢出限

3.5 方法回收率和精密度

根據已優化的參數，進行方法學考察。選取陽性樣品，加入甲酰胺，加標量為分5μg、30μg、50μg 重復測定6次，結果見表3。平均回收率93.9%～112.3%，RSD 4.3%～8.0%，滿足分析要求。

表3 加標回收實驗結果(n=6)

3.6 樣品分析

采用本方法對11批次EVA兒童家具用進行測定，結果見表4。根據歐盟(EU) 2015/2115指令和臺灣CNS 15493—2015中泡沫材料玩具或地墊中甲酰胺200mg/kg的限量要求[5，6]，11批次兒童家具中有5批次甲酰胺含量超過要求，不合格率達到45.4%。因此我國EVA兒童家具生產企業需及時調整和改善生產工藝技術，降低甲酰胺含量，有效規避歐美發達國家貿易壁壘。

表4 11批次EVA兒童家具中甲酰胺含量分布情況

3.7 甲酰胺釋放量規律研究

甲酰胺沸點210℃，具有一定的揮發性，本實驗采用小型氣候艙(60L)對高含量甲酰胺的2#兒童家具釋放行為進行初步研究，結果見圖3。數據顯示在半個月內，甲酰胺釋放過程整體呈現逐漸衰減的趨勢，第1天釋放量值最高，達到62.8μg/m2/h，至第4天甲酰胺釋放量衰減速度較快。第4天以后，釋放量變化趨于平緩，第15天釋放量為35.2 μg/m2/h。

圖3 EVA兒童家具中甲酰胺釋放量變化情況

4 結論

采用超聲萃取法技術，應用GC-MS法建立了EVA兒童家具中甲酰胺檢測方法。該方法具有前處理操作簡單，方法靈敏快速、精密度好，能夠滿足生產企業和相關檢測機構的實際工作需要。同時采用小型氣候艙，初步研究了EVA兒童家具中甲酰胺釋放量變化規律，第15天釋放量仍然達到35.2 μg/m2/h。因此兒童家具生產企業要嚴格控制EVA材料中甲酰胺的含量，避免歐盟等發達地區貿易壁壘。

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[5] Commission Directive (EU) 2015/2115 of 23 November 2015 amending, for the purpose of adopting specific limit values for chemicals used in toys, Appendix C to Annex II to Directive 2009/48/EC of the European Parliament and of the Council on the safety of toys, as regards formamide(Text with EEA relevance). Official Journal of the European Union, L 306/17, 24.11.2015. [EB/OL]. http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1495348798748&uri=CELEX:32015L2115.

[6] CNS 15493-2015《拼接塑料地墊之安全要求》[S].

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