Spektralphotometrische Analyse als Hilfsmittel für die Entwicklung sichererer phthalatfreier Weichmacher

Die spektralphotometrische Analyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung neuer Weichmacher, da die Hersteller von Phthalaten abrücken.
Bildquelle: Flickr-Nutzer Paula Whidden

Weichmacher gehören zu den am häufigsten verwendeten Chemikalien überhaupt und verleihen unzähligen Gegenständen, die uns tagtäglich umgeben, Form, Funktion und Haltbarkeit. Von Gartenschläuchen bis zu Stromkabeln, von Weichplastikspielzeug bis zu Infusionsbeuteln - diese bemerkenswerten Verbindungen verbessern unser Leben auf unermessliche Weise. Die wachsende Besorgnis über die gesundheitlichen Auswirkungen von Phthalaten, den heute am häufigsten verwendeten Weichmachern, führt jedoch zu einem grundlegenden Wandel in der chemischen Industrie, da die Hersteller versuchen, sicherere Alternativen zu Weichmachern zu entwickeln, um den neuen gesetzlichen Bestimmungen und der Nachfrage der Verbraucher gerecht zu werden. Spektralphotometrische Instrumente spielen bei der Entwicklung dieser neuen Generation von Weichmachern eine zentrale Rolle, denn sie liefern Forschern und Herstellern die präzisen Daten, die sie benötigen, um ihre Formulierungen optimal zu gestalten.

Als Reaktion auf gesundheitliche Bedenken verzichtet Apple auf Phthalat-Weichmacher in seinen Netzkabeln und Ohrhörern. Bildquelle: Unsplash-Benutzer Galymzhan Abdugalimov

Abkehr von Phthalaten

Derzeit stellen Phthalate die überwiegende Mehrheit der weltweit verkauften Weichmacher dar und machten im Jahr 2014 70 % des Weichmacherumsatzes aus. In den letzten Jahren sind Phthalate, insbesondere DEHP, jedoch stark in die Kritik geraten, da Forscher mögliche toxische und krebserregende Auswirkungen auf den Menschen entdeckt haben. Infolgedessen haben sich westliche Hersteller zunehmend von Phthalaten in vielen Anwendungen abgewandt, sowohl aufgrund staatlicher Vorschriften als auch aufgrund des Aufschreis der Verbraucher. Im Jahr 2013 kündigten beispielsweise Home Depot und Lowe's an, keine phthalathaltigen Vinylbodenbeläge mehr zu führen, und Apple entfernte Phthalate aus Netzkabeln und Ohrhörern. In China werden Phthalate zwar nach wie vor häufig verwendet, aber viele Experten sind der Meinung, dass auch dort der Verzicht auf diese Chemikalien notwendig sein wird, um der Nachfrage der Verbraucher und neuen Produktionsstandards gerecht zu werden.

Als Reaktion auf diesen sich rasch verändernden Markt konzentrieren sich viele Chemieunternehmen auf die Entwicklung von phthalatfreien Weichmachern. Zwar gibt es derzeit eine Vielzahl von phthalatfreien Weichmachern auf dem Markt, doch ist es keine leichte Aufgabe, das Aussehen, die Haptik und die Funktionalität von Phthalaten zu reproduzieren. Wie Steve Cullen, Business Director für Weichmacher bei Eastman Chemicals, sagt:

Die Leute wollen genau das gleiche Produkt verkaufen, das gleich aussieht, die gleiche Leistung erbringt und sich gleich anfühlt. Sie wollen nur keine Phthalat-Weichmacher darin haben. Sie wollen alternative Stoffe. Manchmal muss man ein wenig an der Formulierung feilen, um das zu erreichen.1

Eine der wichtigsten Komponenten dieser Optimierung ist die Bewertung der Weichmacherfarbe, um die ästhetische Harmonie und Konsistenz neuer Formulierungen zu gewährleisten. In einer Zeit, in der die Nachfrage nach Nicht-Phthalat-Weichmachern mit einer Rate von 7 % pro Jahr gegenüber 2 % für Phthalat-Weichmacher wachsen soll, werden spektralphotometrische Instrumente mehr denn je zur Bewertung der Qualität und Lebensfähigkeit neuer Verbindungen eingesetzt.

Die Entwicklung von phthalatfreien Weichmachern ist besonders wichtig für die Herstellung von sicherem Kinderspielzeug. Bildquelle: Flickr-Benutzer Cyron

Spektrophotometrische Analyse von Nicht-Phthalat-Weichmachern

Die überwiegende Mehrheit der Weichmacher wird so formuliert, dass sie wasserweiß sind, um zu verhindern, dass sie die Farbe des Materials, dem sie zugesetzt werden, verändern. Die spektrophotometrische Überwachung ist entscheidend, um die Klarheit und Farblosigkeit des Weichmachers zu gewährleisten, indem sie die Erkennung selbst kleinster Farbabweichungen ermöglicht, die die Integrität der Rezeptur gefährden. Die fortschrittlichen analytischen Fähigkeiten der HunterLab-Spektralphotometer und der EasyMatch QC-Software ermöglichen eine präzise APHA/Pt-Co/Hazen-Farbskala-Auswertung für ein Höchstmaß an Farbqualitätskontrolle und die schnelle Erkennung eines fehlerhaften Produkts. Weichmacher müssen jedoch nicht nur zum Zeitpunkt der Herstellung farblos sein, sondern auch im Laufe der Zeit; eine große Herausforderung für die Formulierung einiger Nicht-Phthalat-Weichmacher ist ihre Anfälligkeit für Verfärbungen als Reaktion auf Umweltbelastungen. Um dieses Problem anzugehen, setzen Chemieunternehmen spektrophotometrische Analysen ein, um chemische Zusammensetzungen zu untersuchen, die einer Farbveränderung widerstehen, indem sie die Farbverschiebung als Reaktion auf künstliche Alterung messen. So hat beispielsweise eine Forschergruppe von Dow einen Weichmacher aus epoxidiertem Sojabohnenöl und umverestertem epoxidiertem Fettsäuremethylester entwickelt, der seine Farbe während der Hitzealterung beibehält, indem die Farbdaten vor und nach der Hitzeeinwirkung mit HunterLab MiniScan XE-Instrumenten genau quantifiziert wurden.2 Da neue Formulierungen von phthalatfreien Weichmachern marktreif werden, bieten Spektralphotometer den Herstellern die Möglichkeit, die Produktqualität während der gesamten Produktion kontinuierlich zu überwachen, um eine vollständige Farbkontrolle zu gewährleisten.

HunterLab-Instrumentierung

Das innovative Angebot an spektralphotometrischen Instrumenten von HunterLab wurde als Antwort auf die vielfältigen und wechselnden Bedürfnisse unserer Kunden in der chemischen Industrie entwickelt. Wir bieten die fortschrittlichsten Farbmessgeräte auf dem Markt an, damit Sie mit Sicherheit und Leichtigkeit an der Spitze der neuen Industriepraktiken stehen. Mit einer vollständigen Palette an tragbaren, Tisch- und Inline-Spektralphotometern verfügen wir über die Technologien, die Sie benötigen, um in jeder Phase der Entwicklung und Herstellung von neuen Weichmacherformulierungen genaue, wiederholbare Spektraldaten zu erhalten. Kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren, wie unsere Messgeräte, Software und unser erstklassiger Kundendienst Ihr Potenzial erweitern können.