红外光谱技术在快速检测密胺餐具品质中的应用

2017-07-13赵腾许义月

消费导刊 2017年23期

赵腾许义月

苏州市质量技术监督综合检验检测中心

红外光谱技术是一种高效、准确、方便快速、绿色的光谱分析技术，在快速检测密胺餐具标准中施展了自己的优势和作用。当前，密胺餐具在我国居民生活中使用较为普遍，尤其是以抗摔性强、造型可爱多样的优点在儿童餐具中使用居多。然而，密胺餐具存在一定的安全风险，欧盟食品与饲料快速预警系统（RASFF)曾连续多年通报密胺制品中甲醛和三聚氰胺超标。[1]另外，在市场调查中发现，有不法商家存在用脲醛树脂代替三聚氰胺甲醛树脂为基材冒充密胺餐具的情况，还有的采用密胺-脲醛复合餐具来仿造。脲醛树脂是甲醛与尿素反应聚合而成，在一定的温度下甲醛会大量迁出，对人体健康造成危害，因此，为确保密铵餐具的品质，本文通过红外光谱法对密胺餐具进行实验检测，分析劣质餐具存在的潜在风险。

一、实验部分

（一）仪器与材料

仪器采用傅里叶变换红外光谱仪，紫外分光光度计。

实验材料涵盖密胺餐具的常用的几个种类，包括碗、筷子、餐盘、勺子、杯、碟等，均取自我市各生产企业和超市、商场等消费市场。实验样品的材质有100%密胺餐具、100%脲醛餐具以及密胺--脲醛复合餐具。

（二）方法

1.鉴别材料

首先采用红外光谱技术对密胺--脲醛复合餐具、脲醛餐具和100%密胺餐具的材质进行鉴别，并初步鉴别密胺材料的内、外、中三层的材料。以溴化钾粉末压片法抽样来测定中间层，共中溴化钾与样品粉末之比约150:1，分辨率为4，扫描范围是4000--650cm-1，扫描32次。采用单点衰减全反射（ATR)直接测定餐具内表面，其中金钢石晶片,分辨率为4，扫描范围是4000--650cm-1，扫描32次。

2.样品提取

本次初阶我们只验证4%乙酸中甲醛和三聚氰胺的迁移量，是由于在橄榄油、乙醇、乙酸和水等四种介质中，以乙酸介质中三聚氰铵的迁移量最大。本实验设计两种条件下的甲醛和三聚氰胺迁移实验，并参考强制性国家标准对结果进行比较。第一种条件，以4%乙酸为浸泡介质，迁移实验条件是温度在100℃保持两个小时，再按餐具重复使用的特质进行预处理在实验中需要三次迁移实验方能有效，合规性判定依据取第三次迁移实验时记录的测定结果，注意在浸泡液每次实验后都要重新更换。第二种条件，以4%乙酸为浸泡介质，迁移实验条件是温度在60℃保持两小时后测定甲醛和三聚氰胺的迁出量。另外，迁移实验的浸泡应依据餐具的具体情况，比如说儿童用筷子在进行迁移实验时，需采用1kg浸泡液来接触6dm2，空心容器实验时要将浸泡液加入离容器上边缘5mm处。

（三）材料的鉴别

采用红外光谱技术测定来选用的三种餐饮具实验材料的材质，观注实验过程和结果发现，在红外光谱图的清晰显示中，可以看到脲醛树脂和密胺树脂的特征吸收峰有着较大的差别，在1630cm-1处可见脲醛塑料的特征吸收峰,其对应的是羟基的C=O伸缩振动,峰形稍宽且强度较大。而在810cm-1处可见密胺塑料的特征吸收峰，对应杂芳环上C=N 的成环共轭，峰形强而尖。[2]而从密胺--脲醛复合餐具的红外光谱图中则可以发现，特征吸收峰具有较为明显的叠加效应，同时在红外谱图的1 630 cm–1处和810cm-1处都有特征吸收，一个钝而强，一个尖锐而强，且明显叠加。

（四）测定甲醛和三聚氰胺的迁移量

测定甲醛迁移量的色谱条件为：选用（250×4.6mm，5μm）的毛细血管柱为色谱柱，检测波长为250nm,柱温35℃，进样量20μl,流动相为水-乙腈（55:45，V/V）,流速为每分钟1mL。取衍生化试剂1mL和提取的样品溶液1mL加在一起摇匀后，即可得出样品溶液。三聚氰胺的迁移量可依照国标要求采用高效流相色谱法测定。

二、结果与讨论

（一）餐具样品经4%乙酸浸泡后情况

由于本实验中这三种餐具对酸都很敏感，故用4%乙酸对不同材料的样品浸泡过后，分析此时样品红外光谱图的变化情况可知，100%密胺树脂功能团的吸收强度和红外光谱图基本上没有变化，可见其在使用过程中性能较稳定。而红外光谱图中而脲醛树脂和脲醛-密胺混合树脂的曲线波动则呈现出毛刺，曲线不再平滑，这是因为脲醛树脂在经酸浸泡后，内部结构不稳定而变得疏松，红外光谱的能量变弱，特征吸收峰也不太明显，不宜在餐具中使用。

（二）迁移实验结果

GB4806.6-2016中规定，三聚氰胺特定迁移量不能超过2.5mg/kg，且用于婴幼儿餐具、食品或玩具中含量必需不能超过1mg/kg，以确保安全卫生，甲醛的特定迁移量不能超过15mg/kg。将样品按照材质分为100%密胺组和脲醛及密胺-脲醛组，通过两组的迁移实验结果分析得出，餐具采用脲醛及密胺-脲醛复合材料进行制作时，会大大增加甲醛的单体迁出风险。如采用脲醛树脂加工成的勺子，在温度100℃的4% 乙酸中浸泡两小时后，检测发现第三次浸泡液中甲醛的迁移量最高达2707mg/kg，远远超过限量值。