关于眼镜架镍析出检测的探讨

张翠芳 林眉德 王惠平/文

1 前言

镍是一种容易导致皮肤接触性过敏的重金属元素，长期接触含镍物品，会引起皮肤过敏甚至致癌。在国际上，包括欧盟、ISO等组织对镍析出都有严格的要求，然而由于国内多年来对镍析出未作规定，企业或者不知道、或者为了追求低廉的成本而不主动去检测，导致产品存在一定的安全隐患，这对于中国眼镜行业来说，无疑是一个巨大的挑战。镍析出检测不合格的企业将逐渐被淘汰，因此，此次将镍析出写入国家标准，将促使企业进行技术与设备升级，促进眼镜产业的健康发展。同时，消费者也将有更多的知情权和选择权，消费者有权选择镍析出量检测合格的产品。

2 镍析出所用装置

2.1 PH计

准确度±0.02pH。

2.2 分析光谱仪

能检测浓度0.01mg/L溶液，并且在优化后，能满足最低精度，对含0.05mg/L的镍标准溶液10次测量的标准偏差不超过10%；检测限优于0.01mg/L。推荐使用电感耦合等离子发射光谱仪或原子吸收分光光度计。

2.3 恒温水浴箱或烘箱

能够保持温度在（30 ±2）oC。

2.4 容器

2.4.1 带盖的容器

由非金属、不含镍以及不与镍和酸起反应的材料构成，例如玻璃、聚丙烯、聚四氟乙烯或聚苯乙烯。为尽量减少样品面积与容器壁和底的接触，样品应该用上述材料做的支架悬挂于液体中。容器和支架的尺寸和形状应根据完全覆盖镜架被测部位所需测试溶液体积最小的原则选择。

2.4.2 测试导管

根据镜架侧面的暴露表面和测试溶液的体积（0.5ml/cm2）的比例选择合适的尺寸，导管末端处用两层橡胶板封闭。测试样品应能顺利地穿过橡胶板，橡胶板能自然地密封测试导管。因此可以做到，镜架镜腿需要测试镍析出的部位浸在溶液中，而镜架镜腿末端留在导管外面。

为了消除镍的加入，容器以及支架a或b应用稀硝酸预处理4小时。用酸进行处理后，用去离子水冲洗容器和支架并擦干。

2.5 滚筒

符合下列描述：

横截面为六边形、对边垂直距离为19cm、设计成可绕其轴水平转动的筒；

固定装置，适合固紧测试样品使样品在滚动的过程中不相互接触；

固定装置，固紧测试样品后插入到滚筒中；

转动系统，能驱动滚筒以恒定的每分钟（30±2）转滚动，转动系统应能使滚筒反转。

3 试剂和材料

3.1 腐蚀过程的试剂和材料

3.1.1 容器

带盖并自有一能悬挂测试样品的装置，所有部位为惰性材料（例如玻璃或塑料）。

3.1.2 腐蚀介质

将50g纯度大于85%的乳酸、100gNacl溶于1000mL去离子水中。

3.1.3 脱脂（除油）溶液

可以是稀释的中性去污剂，例如0.5%十二苯磺酸钠水溶液。

3.1.4 去离子水

电导率不大于1μS/cm。

3.1.5 实验室烘箱

能保持温度在（50±2）℃。

3.2 模拟配戴过程的实际和材料

3.2.1 磨料胶

由下列材料组成：

6%～8%二十九烷酸脂蜡

3%十八烷酸

30%～50%馏出油

2%乙二醇十六烷基/油烯基醚

48%二氧化硅（石英砂）直径小于200um

6%～9%蒸馏水

3.2.2 磨料

由花生壳、核桃壳、椰子壳、杏仁壳按质量1∶1∶1∶1比例配制，磨碎并用筛子以获得直径为0.8mm～1.3mm的混合颗粒。

3.2.3 配戴介质

在使用之前，规定数量的配戴介质应在标准实验室条件下放置24h。

4 样品准备

在进行腐蚀过程（4.1）和配戴过程（4.2）之前，眼镜腿和前框应该分离，如果可以，脚套从镜腿上去除，鼻托从前框去除。如果镜架要做本技术标准中的加速配戴试验，那么在加速配戴过程之前，在镜架中应装上衬片。

在室温下，把样品在去油溶液（3.1.3）中轻轻旋转2min，用去离子水冲洗干净并用吸水纸轻轻擦干。去油之后，样品应该用塑料镊子或干净的防护手套操作。

（注1：镜架中不与皮肤接触的部位，可以在腐蚀过程和/或配戴过程之前去除。注2：清洗过程是为了去除由于操作带来的不相干的油脂和皮肤分泌物，但是不包括从防护膜层带来的。）

4.1 腐蚀过程

在密闭的容器（3.1.1）内，离腐蚀介质（3.1.2）几厘米处悬挂测试样品，将容器放置于实验室烘箱（50oC）中2h后将容器从烘箱中取出，并在通风柜中打开容器。将测试样品用去离子水冲洗，放在吸水纸上，并在室温的条件下放置1h让其自干，然后立即进行4.2中描述的配戴试验。这个过程会对金属膜层、油漆和塑料膜层起作用。

4.2 配戴过程

4.2.1 配戴介质

称取足够量的配戴磨料，使配戴介质能刚好充满滚筒的一半的体积。按7.5g的磨料∶1kg磨料胶比例加入磨料胶，在滚筒中滚动5h使其均匀。如果配戴介质一星期之内都没有使用，滚动1h重新使其均匀。

（注：这个过程是给磨料涂上磨料胶，形成用来模拟配戴的介质。）

使用之后，将配戴介质存储于密封的容器内。

在两次模拟配戴过程后，重新按7.5g磨料胶：1kg磨料（4.2.3.3）比例加入磨料胶，在滚筒中滚动5h重新使其均匀。在总共使用4次后，应重新配置配戴介质。

4.2.2 测试样品的安装

将测试样品安装在固紧装置中，以避免它们在滚动过程中相互接触或与滚筒壁或其他部分碰撞。将测试样品装到滚筒六边形边缘处，调整位置使镜腿内侧和前框后表面朝向滚动轴。固定样品使它们不能移动。

4.2.3 滚动过程

以每分钟（30±2）的速度转动滚筒，总共转动5h±5min，转动2.5h±5min后反转。

5 镍析出检测过程

5.1 测试溶液准备

人工汗液为含有下列成分的去离子充气水溶液：

质量分数为0.5%的Nacl；

质量分数为0.1%的乳酸；

质量分数为0.1%的尿素；

质量分数为1%的氨水。

配置过程：将（1.0 0±0.0 1）g的尿素、（5.00±0.01）g的Nacl以及（940±20）μl的乳酸倒入1000ml的烧杯中，再加入900ml刚配置的去离子充气水（饱和碳酸水），搅拌至所加的试剂完全溶解。根据生产厂商的说明书，使用刚配置的新鲜缓冲剂校准PH计。将PH电极插入测试溶液中，轻轻搅拌溶液，并仔细加入氨水溶液知道PH计达到稳定的值（6.5±0.1），将溶液转移至一个1000ml的烧瓶中，并用去离子碳酸水定容至1000ml。在使用之前，保证测试液的PH值在6.4～6.6之间。测试液要在配置之后3h内使用。

5.2 镍析出过程

将样品放入测试容器（2.4.1）中，悬挂于支架上。加入适量的测试液，测试液的加入量按照样品测试面积约每平方厘米1mL。试样应全部浸入测试液中，但全部用腊或漆保护的表面不必浸入。不管样品测试面积的大小，测试液至少为0.5mL。用密闭的盖子封盖容器，以免测试液挥发。

当测试镜腿时，将测试试管（2.4.2）放在试管架中，并保证两块橡胶板能很好地吸附在试管末端以避免测试液的泄漏。然后将要分析的测试样品插入试管中，施加压力使样品穿过橡胶板直到要测试的样品面积进入试管中。使用注射器或类似的技术将新配置的人工汗液注入试管。

将容器平放入恒温水浴箱或烘箱（2.3）中，温度（30±2）℃，持续时间168h。一个星期后，将容器从水浴箱或烘箱中取出，将样品从测试液中取出并用少量的去离子水清洗，将清洗后的液体加入到测试液中。将测试液定量地转移到适当尺寸的用酸清洗过的烧瓶中。为防止已溶解的镍再次沉淀，在测试液中加入硝酸和去离子水，当烧瓶定容后，应使溶液中硝酸浓度约为1%。测试溶液的最后体积至少为2mL。

（注1：容量瓶大小的选定应考虑测定镍时所使用的检测限。）

对于眼镜腿，把一支塑料管（长约1cm直径约1mm～2mm）切成两半，穿过橡胶板插入每一个测试试管中。

（注2：这使得分析光谱仪的喷雾管的插入更加容易。）

5.3 镍含量检测

使用分析光谱仪测定测试溶液镍含量。

5.4 测试样品数量

只要可能，至少用两个相同的样品进行平行测定。

5.5 空白试验

与试样同时进行空白试验。使用的容器、支架和试验过程完全相同，只是容器内不加试样。使用等量的测试液和等量的去离子冲洗水。

5.6 计算

5.6.1 镍析出量计算

样品的镍析出量d，以每星期每平方厘米的微克数[μg/cm2/week]来表示，按公式计算：

式中：

V：测试溶液的体积，单位为毫升（ml）；

C1：一周后测试溶液中的镍浓度，单位为微克每升（μg/L）；

C2：一周后空白溶液中的平均镍浓度，单位为微克每升（μg/L）；

A：试样测试面积，单位为平方厘米（cm2）；

5.6.2 结果的解释

从公式得出的结果d乘以0.1得到调整后的分析数据。如果调整后的数据超过0.5μg/cm2/week，可以确认试样的镍析出量超过μg/cm2/week。

6 总结

影响镍析出检测结果准确性的因素有很多，例如样品面积的计算、分光光度计的测量误差、各个环节引入的外部镍、温度等，因此要做好镍析出的检测，需要积累丰富的实践经验，本文仅介绍镍析出检测的过程，以起到抛砖引玉的作用。