影响金属太阳镜架镍释放量的原因研究

文/崔建军 吴轶欧 那勃

夏季，很多消费者佩戴太阳镜以遮挡或吸收一部分光线，减少对眼睛的刺激。根据镜架材料主要分为金属镜架和非金属镜架两种类别。对于消费者而言，他们普遍选择更加美观、时尚的金属镜架。在金属材料中添加镍元素会增加材料的光亮度，因此为了镜架的美观，商家往往会选择含镍材料制作金属镜架。镍是一种对人体可能产生危害的元素，许多人对镍离子过敏，长期接触含镍镜架可能会导致消费者皮肤过敏，产生红肿、溃烂等现象[1-4]。

2017年，天津市消费者协会发布太阳镜比较试验报告。报告显示，在测试的25组样品中，13组样品镍释放量试验数值较高[5]。作为本次比较试验的测试单位，研究人员对影响太阳镜镍释放量的条件进行了更加深入的研究。由于眼镜与首饰相同存在与皮肤长时间接触，且会浸泡于汗液中的情况，因此，金属眼镜架在测试镍释放量这一项目上，可以参考饰品镍释放量标准的实验方法[6-10]。研究镍释放量的影响条件，对于改进镜架工艺，推进眼镜行业健康发展有着重要意义。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

恒温鼓风干燥箱，天津市华北试验仪器有限公司，101-1BN；电感耦合等离子体原子发射光谱仪，PE公司，Avio 200；磨损实验仪（符合GB/T28485-2012要求）；能量色散X荧光光谱仪，杰维JVAR公司，EX-3600；酸度计，梅特勒公司，FE20；超纯水制备系统，默克化工技术（上海）有限公司，明澈-D 24UV；金属太阳镜架（实验前已用X射线荧光光谱仪测试其表层含镍）；石蜡（电镀行业用）；镍释放量参考试片（其镍释放量符合GB/T19719-2005中规定）；人工汗液（按照GB/T19719-2005中说明进行配制）；镍元素标准溶液，编号GSB 04-1740-2004，1000 μg/mL，实验前预先稀释成浓度为1、2、3、5、10 μg/mL的标准溶液系列；乳酸（分析纯）；氯化钠（分析纯）。

1．2 实验

1．2．1 温度变化实验

由于金属镜架与人体接触部分为镜腿，故选取镜腿作为实验原料。

按照GB/T19719-2005中要求，配制人工汗液。选取同款金属镜架，将其镜腿截成大小相同的小块，断口处用石蜡密封。将其加入50mL带盖塑料小瓶内，加入人工汗液，使其完全浸没试样。

将样品分别放置于不同温度的烘箱内，烘箱温度如表1所示。

表1 烘箱设定的不同温度

1．2．2 pH值变化实验

由于GB/T19719-2005中规定的人工汗液pH范围为6.40～6.60，为了研究不同pH对镍释放量的影响，配制不同pH的人工汗液进行实验。反应温度选择国家标准中规定的30℃，人工汗液的pH通过酸度计测试而得出，具体数值如表2所示。

表2 人工汗液pH值及反应温度

2 结果与讨论

2．1 镍释放量测试及结果

用ICP光谱仪测试反应后溶液的镍释放量，结果如表3和表4所示。

表3 不同反应温度下样品的镍释放量

表4 不同pH值下样品的镍释放量

2．2 结果讨论

从表3数据可以看出，随着反应温度的升高，样品镍释放量呈现明显的增加趋势。温度为40℃时，样品的镍释放量为30℃时的1.36倍。通过表4可以发现随着pH的升高，反应体系酸度降低，镍释放量呈现减小的趋势。

由于温度提高会提高化学反应的速率，因此在实验温度升高的情况下，样品的镍释放量逐渐升高。酸性条件更有利于镍离子的析出，因此随着pH的减小，样品镍释放量呈现增加趋势。

实际条件下，由于汽车尾气排放出的氮氧化物、硫化物等废气是酸雨的成因之一，这些废气也会溶于人体分泌的汗液中，使得汗液的pH降低，酸度增加，而夏天往往伴随着超过30℃以上的高温，因此，含镍太阳镜架的镍释放量极大可能超过实验室按照标准规定条件下的测试值。以本次实验数据为例，测试的10组样品中，镍释放量最大值为最小值的1.36倍。假设消费者佩戴的太阳镜镍释放量数值为0.49，略低于国家标准的规定值，该产品为合格产品，但是在夏季的炎热条件下，实际的镍释放量数值为实验室测试数值的1.36倍，达到0.67，超过国家标准规定值，有可能使消费者的健康受到影响。

3 结论

在不同的温度和酸度条件下测试金属太阳镜架的镍释放量，结果表明，随着温度和酸度的增加，样品的镍释放量均呈现上升趋势。温度和酸度值的变化均会对镍释放量数值产生一定影响，对于镍释放量测试数值在国家标准规定限值附近的产品，厂家应该多加关注，积极改善生产工艺，尽量减少镍及镍镀层的应用，以便进一步提升产品质量，提高产品竞争力。❏