KANBrief 3/15

Metoda analizy DMF w rękawicach ochronnych

Rękawice ochronne powlekane poliuretanem mogą zawierać pozostałości produkcyjne N,N-dimetylformamidu (DMF)1. Substancja ta zaliczana jest do reprotoksyn, a długotrwałe narażenie na jej działanie może doprowadzić również do uszkodzenia wątroby. Abu uniknąć narażenia na DMF rękawice ochronne muszą zawierać nie więcej niż 10 mg dimetylformamidu na kilogram materiału. Monitorowanie takich działań prewencyjnych wymaga dokładnej metody analitycznej.

Analiza ilościowa obecności DMF w rękawicach ochronnych wiąże się z kilkoma problemami analitycznymi. Po pierwsze DMF jest substancją lotną i może zostać utracona podczas przygotowywania próbki do badań. Rękawice mogą być również nierówno skażone. Ważne jest więc uzyskanie reprezentatywnej próbki materiału.

Opracowanie nowej, bardzo czułej metody ustalania zawartości DMF
Metoda badań określona w normie prEN 16778 - Rękawice ochronne - Oznaczanie dimetyloformamidu w rękawicach opiera się na ekstrakcji rozpuszczalnikiem, którym jest w tym przypadku metanol. Jednak z perspektywy BHP, metoda ta nie powinna być stosowana ze względu na swą toksyczność. Ponadto czułość tej metody jest ograniczona przez jakość zastosowanego rozpuszczalnika. W trakcie projektu badawczego finansowanego przez DGUV, a realizowanego przez Instytut Fraunhofer Wilhelm Klauditz (WKI), zbadano, czy metoda ekstrakcji termicznej byłaby odpowiednia do określania zawartości DMF2.

Obróbka termiczna rękawic roboczych okazała się być bardzo skuteczna w uwalnianiu DMF z materiału. Należy jednak unikać skrajnie wysokich temperatur, aby zapobiec rozkładowi materiału, z którego wykonane są rękawice. Dlatego właśnie w badaniu skupiono się na specyfikacji i optymizacji warunków ekstrakcji. Nowa metoda badań powinna być opracowana w oparciu o już stosowany i dostępny w handlu sprzęt laboratoryjny, aby jak największa liczba laboratoriów mogła je wykonywać.

Ekstrakcja termiczna do ustalenia zawartości
Badanie wykazało, że w wyniku połączenia ekstrakcji termicznej i termodesorpcji otrzymano test wysokiej czułości na obecność DMF, co pozwoliło na analizę ilościową substancji w wybranych rękawicach. Podczas ekstrakcji termicznej próbka była obmywana w określonym strumieniu gazu w piecu. Substancja docelowa wytrąciła się z fazy gazowej na odpowiedni materiał. Następnie podczas termodesorpcji substancja została uwolniona i określona ilościowa za pomocą chromatografii gazowej połączonej ze spektrometrią mas (GC/MS). Połączenie to pozwala na sporządzenie roztworu powietrza z próbki, a jednocześnie umożliwia na zebranie badanej substancji bez użycia rozpuszczalników. Roztwór ten ma ogromne znaczenie dla metody analizy, ponieważ zaobserwowano, że podczas ogrzewania rękawic uwalniane są w dużych ilościach inne substancje, które mogą wypłynąć na wyniki badań.

Najważniejsze wyniki projektu
Pomimo konieczności sporządzania roztworu, metoda ekstrakcji termicznej jest niezwykle czuła i umożliwia zidentyfikowanie stężenia DMF w rękawicach roboczych w ilości < 1 mg/kg. Wiąże się ona jednak z tymi samymi trudnościami, co metoda ekstrakcji metanolem: standardowy sprzęt do ekstrakcji termicznej nie pozwala na badanie całej rękawicy – trzeba więc wyciąć z niej próbkę materiału. Aby umożliwić ocenę skutków wycinania próbek w ramach projektu badawczego opracowano system, dzięki któremu można badać całe rękawice. W przypadku jednorodnych materiałów fakt, że mamy do czynienia z wycinkiem materiału jest pomijalny. Natomiast jeśli rękawice wykonane są z różnych materiałów, należy tak dopierać próbki, aby zawierały reprezentatywną ilość składnika zawierającego DMF. Jest to obecnie największe wyzwanie dla opisu odpowiedniej metody badań.

Jeśli metoda ekstrakcji metanolem, która jest obecnie preferowana w normalizacji i opisana w normie prEN 16778 nie okaże się skuteczna w praktyce, metoda ekstrakcji termicznej może stanowić alternatywę opartą na bardziej konwencjonalnych procedurach laboratoryjnych. Innym ważnym wynikiem projektu jest fakt, że połowa ze zbadanych rękawic ochronnych zawierała mniej niż 10 mg DMF na kilogram materiału, z którego zostały wykonane. Pokazuje to, że wartość ta jest osiągalna i może być uważana za stan faktyczny,  

Dr. Tobias Schripp
tobias.schripp@wki.fraunhofer.de