Spørg Fagfolket: Hvorfor sveder mine gummilister?

Vores læser Jacob de Meza har skrevet ind til os med en stribe billeder af nogle gummilister, der havde ligget i hans kælder i 10-15 år. De er blevet noget klistrede, og han spørger derfor:

Jeg troede, at jeg måske var kommet til at spilde noget oliemaling på dem på et tidspunkt, siden de glinsede blankt af en olieholdig film.

Men efter at have åbnet en ny æske med dem, blev det klart, at det er båndet selv, der ’sveder’.

Spørgsmålet er hvorfor, og hvad det er, de sveder?

Er det et blødgøringskemikalie, der siver ud af det syntetiske gummi, eller er det bare dårligt lavet, siden andre gummibånd ikke gør det?

Det ’lækker’ i mængder, der gør, at man tydeligvis får en del på fingre og hænder. Er det sundhedsskadeligt?

Mogens Hinge, lektor på Institut for Bio- og Kemiteknologi på Aarhus Universitet har fået prøver at Jacobs lister tilsendt og svarer:

Jeg har både fået tilsendt et stykke liste og en ledning fra høretelefoner, der også var klistret. Jeg har sammenlignet med kabler her fra instituttet, som så fine ud, samt en kollegas cykelhjelm, som også var blevet klistret. 

Tanken var, at flere produkter med samme opførsel ville muligvis kunne afsløre, om flere typer materialer kunne blive klistret.

Tabel 1: Navngivning og observation ved modtagelse af komponenter.

Det første, der skal afklares, er nemlig, hvilken type gummi der er tale om. Derfor er der målt FTIR  med en ZnSe ATR-krystal, Nicolet iS5-spectrofotometer. 

IR-spektrene vises i nedenstående figur, hvor der – set oppefra – er tale om elektronikfoden (cyan), kabelgennemføringerne (blå), cykelhjelmen (rød), listen (grøn) og kablet fra høretelefonerne (lilla).

Af spektrene kan man se, at alle målingerne viser de samme kraftige bånd, og der næres derfor ingen tvivl om, at der er tale om polyuretan (PUR)-gummier. 

Sponseret indhold

Med disse simple midler kan ingeniører blive bedre til at sælge gode ideer til ledelsen

Arbejdsmiljø

Det skyldes, at båndene ved 2940 og 2860 cm^-1 er fra CH-stræk, 1730 og 1680 cm^-1 er fra C=O (carbonyl-stræk), 1260 og 1180 cm^-1 er fra C-N-gruppen, 1086 cm^-1 fra C-O i PUR, 1050 cm^-1 fra C-O-C. Dertil er der det brede bånd ved 3200 til 3400 cm^-1 fra polyol. 

Jeg indrømmer, at jeg gerne ville have stærkere Aromat-signaler og evt. et NH-bånd ’oven ’på OH-båndene. Men jeg kan ikke komme frem til, at det kan være andre typer gummi, jeg kender til. Desuden er PUR meget udbredt i elektronikverdenen.

Nøglen ligger i carbonyl-båndet

Men hvordan kan carbonyl-båndet (1600 – 1800cm-1) så forklares? 

Det er her, nøglen ligger til, hvad der sker. Vi kan opstille to scenarier: 

1. Det er et additiv, som f.eks. linolie eller rapsolie, tilsat for at blødgøre PUR-gummiet. Det er en ganske god forklaring, understøttet med de brede OH-bånd ved 3400 cm^-1. Hvis dette er forklaringen, så er det ikke inkorporerede olier, som kommer ud. Men olien vil jo komme ud i starten, og skulle de ikke være inkorporeret fra start – ja, så vil deres dobbeltbinding hærde over et par uger (lige som linolie-maling), og så vil de ikke komme ud alligevel. 
2. Nedbrydning fra UV og ilt. Dette vil passe bedre med, at det hele ser fint ud for en tid, men så begynder det at blive mere og mere klisteret, nogle gange helt flydende. Det må altså være en materialenedbrydning, som sker. 

I figuren i denne artikel kan du se en opsummering af, hvad der kan føre til nedbrydning af polyuretan. 

Som det fremgår af figuren, så er UV og ilt nok de mest sandsynlige veje til nedbrydning i de produkter, som er inkluderet her. 

Det, som overordnet sker under polymernedbrydning, er, at UV-lys homolytisk kan bryde C-C bindinger, og når de er brudt, dannes der frie radikaler. 

Disse radikaler kan reagere med ilt og derefter reagere med andre dele af PUR’en. Derved introduceres alkoholer (OH) og carbonyler (C=O) i form af ester, syre, ketoner. 

Når disse nedbrydningsprocesser foregår, så bliver PUR-polymererne/molekylerne mindre og mindre, indtil nogle polymer bliver så små, at de kan nå at bevæge sig, når man rører ved dem og derfor ’befugter’ fingeren. Det vil vi observere som værende klisteret. Hvis processen foregår lang tid nok – ja, så kan gummiet blive flydende. 

Er de giftige?

Til spørgsmålene omkring ubehagelige, farlige eller giftige kemikalier, så er der tre ting, som skal være opfyldt, før noget kan defineres som ’farligt’:

Sponseret indhold

Fra to uger til få sekunder: slut med bøvlede beregninger af krumme sporskifter

Tog

Koncentrationen af stoffet skal være høj nok, så man får for meget af noget. Ved lavere koncentrationer kan eksponeringstiden være afgørende. 

Det vil sige, at hvis man en gang imellem (lad os sige en gang om året) er i kontakt med fx styren – ja, så sker der ikke noget ved det. Men er man i kontakt med det dagligt – så bliver det udfordrende. 

Endeligt er eksponeringstiden også vigtigt – hvis man eksponeres for noget i lang tid, så er det heller ikke godt.

Eksempler: 

1. En lille smule cyanid ’en gang imellem’ er ok, hvis man f.eks. spiser bitre mandler. Derimod kan én høj koncentration gøre, at stoffet binder sig til hæmoglobinet i blodet, og så dør man ved kvælning. Middelkoncentrationer - men mange gange – ender det også med kvælning og dødsfald.
2. Kemo er gift, som man administrerer i en fantastisk balance mellem koncentration, hyppighed, og eksponeringstid, når man behandler kræftpatienter. Derfor er en kemokur oftest opdelt i en række perioder med giftindtag i forskellige koncentrationer.

Uden informationer om koncentration, antal eksponeringer og eksponeringstid er det derfor svært at sige noget om, hvorvidt forskellige stoffer er farlige. 

Quiz om byggeri

Hvilke bygningstyper er omfattet af EU’s nye bygningsdirektiv?

Byggeri

Jeg vil blot konstatere, at der her er tale om nedbrudt materiale, for det ville nærmest tage halve år på fuld tid at finde frem til alle de mulige stoffer, der kan være i det nedbrudte gummi. Og selv når man har dem kortlagt, skal der læger ind over for at vurdere skadevirkningen af dem. 

Gummiet vil formentlig heller ikke afgasse nævneværdigt, da det kræver ret små molekyler. 

PUR ligger måske på 1.000.000 g/mol, og omkring 31.250 g/mol i nedbrudt tilstand, mens f.eks. ethanol ligger på 46 g/mol og koger ved 78 °C, og dodekan (voks) ligger på 170 g/mol og koger ved 216°C.

Så et molekyle på 31.250 g/mol vil ikke have et kogepunkt. Dermed er damptrykket umådeligt lille, hvilket ikke vil medføre afgasning, men kan godt være meget klisteret, da molekylebevægelsen bliver højere.