Permeation von Stoffgemischen durch PSA

Status:

abgeschlossen 04/2012

Zielsetzung:

Messungen der chemischen Durchdringung (Permeation) an elastomeren Schutzbekleidungsmaterialien werden nach europäischen Standards mit Reinstoffen durchgeführt, wie leicht flüchtigen organischen Lösemitteln, Säuren und Laugen. Häufig ist das Ziel hierbei die Baumusterprüfung der entsprechenden Schutzbekleidung zwecks Zertifizierung nach der PSA-Richtlinie zur Zulassung für den europäischen Markt. Die hierfür genutzten Routineverfahren sind nur sehr begrenzt einsetzbar, wenn es um praxisnahe Probleme geht. Gerade dann herrschen Mehrkomponentensysteme (Zubereitungen) und vor allem auch schwerflüchtige Substanzen vor.

Mit dem Forschungsvorhaben wurde angestrebt, diese Lücke zu schließen. Ein automatisiertes Verfahren sollte ermöglichen, komplexe Zubereitungen mit Substanzen unterschiedlichster Flüchtigkeit stoffselektiv hinsichtlich ihres Permeationsverhaltens für eine große Bandbreite an Materialien für Schutzbekleidungen zu bewerten. Darüber hinaus sollten praxisbezogene Aussagen zu Tragezeiten von Schutzhandschuhen an branchentypischen Arbeitsplätzen möglich sein (z. B. für Friseur oder Dentaltechniker). Insbesondere ging es um Mehrkomponentengemische mit Anteilen von schwerflüchtigen Substanzen.

Bislang gab es keine geeignete Methode für derartige Aufgaben.
Gegebenenfalls soll das Messverfahren in die europäische Normung als Referenzmethode eingebracht werden.

Aktivitäten/Methoden:

Nach Abschluss der Verfahrensentwicklung durch die Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft, München, in enger Kooperation mit dem Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) wurde der Aufbau und die Erprobung eines Messsystems (solid phase microextraction, SPME) in Kombination mit optimierter GC/MS-CI-Analytik vorgenommen.

Das Verfahren wurde vornehmlich an ausgewählten Substanzen für branchenspezifische Fragestellungen erprobt. Von besonderem Interesse war, welche zusätzlichen Informationen mit dem neuen Verfahren gegenüber dem konventionellen Normverfahren gewonnen werden konnten. Zum Vergleich wurde eine bereits mit dem herkömmlichen Verfahren durchgeführte Untersuchung (BGIA-Projekt 3084 "Frisörchemikalien/Schutzhandschuhe") aufgegriffen.

Ergebnisse:

Es wurde ein Messverfahren und ein Messsystem entwickelt, mit dem die Permeation eines breiten Spektrums organischer Stoffe in Mischungen und Produkten, die oft aus komplexen Gemischen bestehen, untersucht werden kann.
Im Rahmen des Projektes konnte bestätigt werden, dass mithilfe der dem Messverfahren zugrunde liegenden SPME sowohl leichtflüchtige Stoffe als auch schwerflüchtige und reaktive Stoffe gesammelt und mit einem GC/MS-Analyse-System ohne weitere Arbeitsschritte direkt detektiert und identifiziert werden können.
Die Sammlung der Stoffe kann mit dem SPME-GC/MS-Verfahren sowohl aus der Gasphase als auch aus wässrigen Lösungen (hier z. B. polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, bestimmte Handschuhallergene) erfolgen.
Das Ziel, die Durchführung der Permeationsmessungen mit dem verwendeten System weitestgehend zu automatisieren, wurde realisiert. Mit den notwendigen Optimierungen ging die Entwicklung, Anpassung und Integration geeigneter Geräte und Software einher. Im Rahmen der Evaluierung konnte gezeigt werden, dass das SPME-GC/MS-Messverfahren auch für Prüfungen gemäß den verschiedenen Normen und ihren Bewertungskriterien für viele organische Stoffe angewendet werden kann, wobei dann sowohl die Einzelstoffe als auch deren Gemische gleichermaßen untersucht werden können.

Stand: