DINP Diisononyl Phthalate Menjelaskan: Apa Itu, Bagaimana Ia Digunakan, dan Apa yang Anda Perlu Tahu

Apakah DINP (Diisononyl Phthalate)?

DINP, atau Diisononyl Phthalate, ialah ester phthalate berat molekul tinggi yang digunakan terutamanya sebagai plasticizer — bahan yang ditambahkan pada polimer, biasanya polivinil klorida (PVC), untuk menjadikannya lebih fleksibel, tahan lama dan lebih mudah diproses. Nama kimia penuhnya ialah asid 1,2-benzenedicarboxylic, diisononyl ester, dan ia membawa nombor CAS 28553-12-0 (isomer campuran) atau 68515-48-0 untuk bentuk campuran gred komersial. Formula molekulnya ialah C ₂₆ H ₄₂ O ₄ , dan berat molekulnya adalah lebih kurang 418.6 g/mol.

Pada suhu bilik, DINP ialah cecair jernih hingga kuning sedikit, berminyak dengan kemeruapan yang sangat rendah dan keterlarutan air yang minimum. Ciri-ciri fizikal ini adalah penting kepada utilitinya: turun naik yang rendah bermakna ia tidak menyejat keluar daripada produk siap dengan cepat, manakala keserasiannya dengan PVC pada tahap molekul membolehkan ia digabungkan pada tahap pemuatan tinggi — kadangkala melebihi 50 bahagian setiap seratus resin (phr) — tanpa mekar atau berhijrah ke permukaan dalam keadaan penggunaan biasa. Ia adalah salah satu pemplastis yang paling banyak dihasilkan di dunia, dengan penggunaan global diukur dalam ratusan ribu tan metrik setiap tahun.

Bagaimana DINP Berfungsi sebagai Pengplastik dalam PVC

Untuk memahami mengapa DINP Diisononil Phthalate digunakan secara meluas, ia membantu untuk memahami perkara yang sebenarnya dilakukan oleh pemplastik di peringkat molekul. PVC tidak berplastik (uPVC atau PVC tegar) ialah bahan rapuh dan keras yang akan retak atau berkecai di bawah banyak keadaan penggunaan dunia sebenar. Apabila pemplastis seperti DINP diadun ke dalam PVC semasa pemprosesan, molekulnya memasukkan diri mereka di antara rantai polimer, meningkatkan isipadu bebas antara rantai, mengurangkan daya antara molekul, dan menurunkan suhu peralihan kaca (Tg) bahan. Hasilnya ialah sebatian getah yang fleksibel yang boleh dibengkokkan, diregangkan dan dimampatkan tanpa pecah.

DINP diklasifikasikan sebagai pemplastis guna umum — bermakna ia berfungsi dengan pasti merentasi julat luas suhu dan keadaan pemprosesan tanpa memerlukan pengendalian khas. Ia serasi dengan pelbagai penstabil sekunder, pengisi dan pigmen yang digunakan dalam pengkompaunan PVC, yang menjadikannya serba boleh untuk perumus. Berat molekulnya yang agak tinggi berbanding dengan pemplastis phthalate yang lebih lama seperti DEHP (diethylhexyl phthalate, MW ~390 g/mol) menyumbang kepada kadar penghijrahan yang lebih rendah dalam produk siap dan tekanan wap yang lebih rendah semasa pemprosesan, yang mengurangkan pendedahan pekerja kepada pemplastis bawaan udara semasa pembuatan.

Sifat Fizikal dan Kimia Utama

Aplikasi Perindustrian Utama Diisononyl Phthalate

Pemplastis DINP ditemui dalam rangkaian produk siap yang luar biasa merentasi industri pembinaan, automotif, barangan pengguna dan wayar dan kabel. Gabungan prestasi, kebolehprosesan dan keberkesanan kos menjadikannya pilihan pilihan untuk banyak aplikasi PVC fleksibel di mana hayat perkhidmatan yang panjang dan sifat mekanikal yang baik diperlukan.

Penebat dan Jaket Kawat dan Kabel

Salah satu kegunaan akhir terbesar untuk DINP adalah dalam aplikasi wayar dan kabel. Penebat PVC fleksibel dan sebatian jaket yang diplastiskan dengan DINP memberikan fleksibiliti yang diperlukan untuk kabel dibengkokkan, dialihkan dan dipasang tanpa retak, sementara juga memberikan sifat penebat elektrik yang baik, kalis nyalaan apabila digabungkan dengan sistem penstabil yang sesuai, dan ketahanan terhadap penuaan haba sepanjang hayat perkhidmatan selama beberapa dekad. Wayar bangunan, kord perkakas, abah-abah pendawaian automotif dan kabel telekomunikasi semuanya biasanya menggunakan sebatian PVC berplastik DINP.

Lantai dan Penutup Dinding

Lantai vinil — termasuk jubin vinil mewah (LVT), jubin komposisi vinil (VCT), vinil kepingan dan permaidani bersandarkan vinil — sangat bergantung pada DINP sebagai pemplastik dalam kedua-dua lapisan haus dan lapisan belakang. Pemplastis mesti kekal stabil dan tidak berhijrah sepanjang hayat perkhidmatan lantai 10–30 tahun, menahan pengekstrakan pemplastik oleh agen pembersih dan lilin lantai, dan mengekalkan fleksibiliti pada julat suhu yang luas. DINP memenuhi semua keperluan ini dengan baik, itulah sebabnya ia mendominasi segmen aplikasi ini. Penutup dinding vinil juga menggunakan formulasi PVC berplastik DINP.

Komponen Dalaman Automotif

Sektor automotif ialah pengguna utama diisononyl phthalate, terutamanya untuk komponen kemasan dalaman termasuk papan pemuka, panel pintu, bahan tempat duduk dan abah-abah wayar bawah. PVC fleksibel gred automotif mesti mengekalkan fleksibiliti dan penampilannya merentasi perubahan suhu yang melampau — daripada -40°C dalam simpanan musim sejuk kepada lebih 100°C di dalam kereta yang diletakkan pada musim panas — tanpa retak, mengabus cermin depan daripada keluar gas atau mengeluarkan bau yang tidak menyenangkan. Tekanan wap rendah DINP dan berat molekul tinggi menjadikannya jauh lebih sesuai untuk aplikasi dalaman automotif daripada pemplastis dengan berat molekul rendah.

Kain Bersalut dan Kulit Tiruan

Fabrik bersalut PVC — digunakan dalam upholsteri perabot, penutup marin, awning, terpal dan aksesori fesyen — biasanya diplastiskan dengan DINP pada muatan 50–80 jam untuk mencapai kelembutan dan langsir yang diingini. Salutan mesti kekal lembut dan bebas retak selama bertahun-tahun melenturkan, pendedahan UV dan pembersihan. Fabrik bersalut plastik DINP juga menerima tekstur permukaan dengan baik semasa membuat kalendar, yang membolehkan pengeluar mencipta corak bijian kulit yang meyakinkan dan kemasan permukaan lain pada bahan.

Aplikasi Terkemuka Lain

• Hos taman dan tiub pengairan: DINP menyediakan fleksibiliti dan rintangan UV yang diperlukan untuk produk tiub PVC luar yang mesti bertahan bertahun-tahun penggunaan luar.
• Pengedap, gasket, dan pengecutan cuaca: Sebatian PVC berplastik DINP digunakan dalam pengedap cuaca tingkap dan pintu, pengedap sambungan paip, dan pengedap badan automotif di mana rintangan set mampatan jangka panjang adalah penting.
• Plastisol dan organosol: DINP digunakan sebagai pemplastik utama dalam plastisol PVC — penyebaran cecair resin PVC dalam pemplastik — digunakan untuk salutan bawah badan, salutan fabrik dan produk buih acuan.
• Kasut: Tapak dan bahagian atas sandal acuan suntikan PVC biasanya menggunakan DINP untuk mencapai fleksibiliti dan ketahanan yang diperlukan pada kos yang menjimatkan.

DINP lwn DEHP dan Pengplastik Lain: Perbezaan Utama

Memahami kedudukan DINP dalam landskap pemplastis yang lebih luas adalah penting untuk kedua-dua perumus membuat keputusan teknikal dan pasukan pemerolehan menavigasi keperluan kawal selia. Perbandingan yang paling penting ialah antara DINP dan DEHP (di(2-ethylhexyl) phthalate), memandangkan DINP telah diterima pakai secara meluas sebagai pengganti DEHP apabila DEHP berada di bawah tekanan kawal selia di banyak pasaran.

Perkara utama yang diambil daripada perbandingan ini ialah DINP menduduki tempat tengah yang kukuh: kedudukan pengawalseliaan yang lebih baik dan penghijrahan yang lebih rendah daripada DEHP, prestasi yang setanding dengan DIDP dengan ekonomi pemprosesan yang lebih baik sedikit, dan kos yang lebih rendah daripada alternatif bukan phthalate khusus seperti DINCH. Bagi kebanyakan aplikasi PVC fleksibel tujuan umum di luar penggunaan akhir yang sangat sensitif (permainan kanak-kanak, sentuhan makanan, peranti perubatan), DINP kekal sebagai pilihan yang kukuh dari segi teknikal dan praktikal secara komersial di kebanyakan pasaran.

Status Kawal Selia DINP Di Seluruh Dunia

Landskap pengawalseliaan untuk diisononyl phthalate sangat berbeza mengikut kawasan dan aplikasi. Tidak seperti DEHP, DBP dan BBP — yang dikelaskan sebagai bahan kebimbangan sangat tinggi (SVHC) di bawah REACH EU disebabkan ketoksikan pembiakan — DINP tidak diklasifikasikan sebagai SVHC untuk kegunaan umum. Walau bagaimanapun, ia tertakluk kepada sekatan penggunaan khusus dalam aplikasi tertentu, terutamanya dalam produk kanak-kanak.

Kesatuan Eropah (EU REACH)

Di bawah EU REACH Annex XVII (Entry 51), DINP dihadkan kepada kepekatan maksimum 0.1% mengikut berat dalam barang mainan dan penjagaan kanak-kanak yang boleh diletakkan di dalam mulut oleh kanak-kanak. Sekatan ini diperkenalkan kerana kanak-kanak yang menggunakan mainan PVC lembut boleh menelan plasticizer, dan walaupun profil toksikologi DINP lebih baik berbanding DEHP, pihak berkuasa kawal selia menggunakan sekatan berjaga-jaga untuk kategori ini. Untuk semua aplikasi lain di EU, DINP tidak tertakluk pada sekatan kepekatan di bawah REACH, walaupun garis panduan pendedahan tempat kerja standard digunakan semasa pembuatan.

Amerika Syarikat

Di Amerika Syarikat, Akta Peningkatan Keselamatan Produk Pengguna (CPSIA) 2008 melarang DEHP, DBP dan BBP secara kekal dalam mainan kanak-kanak dan artikel penjagaan kanak-kanak melebihi 0.1%, dan meletakkan sekatan sementara pada DINP, DIDP dan DnOP pada ambang 0.1% yang sama menunggu semakan Suruhanjaya Keselamatan Produk Pengguna (CPSC). Berikutan semakan menyeluruh oleh Panel Penasihat Bahaya Kronik (CHAP), CPSC memutuskan pada 2017 bahawa DINP yang digunakan dalam mainan yang boleh diletakkan di dalam mulut oleh kanak-kanak di bawah umur 3 tahun hendaklah kekal terhad pada 0.1%. Untuk semua aplikasi pengguna dan industri lain di AS, tiada had kepekatan persekutuan pada DINP, walaupun Proposition 65 California menyenaraikan DINP sebagai bahan kimia yang diketahui negeri menyebabkan kanser, memerlukan label amaran yang sesuai untuk produk yang dijual di California.

Pasaran Lain

• China: GB 6675 (standard keselamatan mainan kebangsaan) mengehadkan phthalates termasuk DINP kepada 0.1% dalam mainan yang ditujukan untuk kanak-kanak di bawah umur 3 tahun dan dalam mainan yang boleh diletakkan di dalam mulut. Penggunaan industri tidak terhad.
• Kanada: Akta Keselamatan Produk Pengguna Kanada mengehadkan phthalates termasuk DINP dalam mainan vinil lembut dan artikel penjagaan kanak-kanak kepada 1,000 mg/kg (0.1%). Aplikasi bukan mainan dan perindustrian tidak dihadkan secara persekutuan.
• Jepun: DINP disenaraikan di bawah Undang-undang Kawalan Bahan Kimia Jepun (CSCL) dan tertakluk kepada keperluan pelaporan, tetapi tidak diklasifikasikan sebagai bahan terhad untuk kegunaan industri am. Piawaian keselamatan mainan sejajar secara meluas dengan norma antarabangsa.
• Korea Selatan: Peraturan keselamatan mainan Korea mengehadkan DINP pada 0.1% dalam mainan dan produk penjagaan kanak-kanak, selaras dengan panduan OECD. Sistem K-REACH Korea memerlukan pendaftaran untuk bahan yang dihasilkan atau diimport melebihi volum ambang.

Keselamatan dan Toksikologi: Apa yang Dikatakan Sains Mengenai DINP

Profil kesihatan dan keselamatan DINP telah dikaji secara meluas selama beberapa dekad, sebahagian besarnya didorong oleh kebimbangan tentang kelas bahan kimia phthalate berikutan penelitian kawal selia DEHP. Kesimpulan keseluruhan daripada berat bukti saintifik ialah DINP mempunyai profil toksikologi yang berbeza dan lebih menguntungkan daripada ftalat toksik pembiakan (DEHP, DBP, BBP), yang merupakan asas saintifik utama untuk rawatan pengawalseliaannya yang berbeza di kebanyakan pasaran.

Ketoksikan Pembiakan dan Perkembangan

Kebimbangan kesihatan yang paling ketara yang dikaitkan dengan pemplastis phthalate secara sejarah ialah gangguan endokrin — khususnya, keupayaan phthalates tertentu untuk mengurangkan pengeluaran testosteron dalam membangunkan janin lelaki, yang berpotensi menjejaskan perkembangan organ pembiakan. Kajian secara konsisten menunjukkan bahawa DEHP dan DBP mempamerkan kesan anti-androgenik ini dalam model haiwan pada tahap dos yang berkaitan. DINP, sebaliknya, tidak menunjukkan aktiviti anti-androgenik yang ketara dalam protokol ujian ketoksikan pembiakan standard. Jawatankuasa Saintifik mengenai Toksikologi (SCT) EU dan CHAP AS kedua-duanya membuat kesimpulan bahawa DINP tidak menunjukkan ketoksikan pembiakan yang mengganggu endokrin yang sama seperti ftalat berkeprihatinan tinggi yang dikawal, itulah sebabnya ia tidak diklasifikasikan sebagai SVHC untuk ketoksikan pembiakan di bawah REACH.

Kekarsinogenan

Kajian haiwan dos tinggi (terutamanya pada tikus) telah menunjukkan bahawa DINP boleh menyebabkan tumor hati pada tikus dan tikus pada tahap pendedahan diet yang sangat tinggi. Walau bagaimanapun, mekanisme yang menyebabkan ini berlaku - percambahan peroksisom dalam sel hati tikus - diiktiraf secara meluas oleh ahli toksikologi sebagai fenomena khusus tikus yang tidak berlaku pada manusia melalui laluan yang sama. Agensi Penyelidikan Kanser Antarabangsa (IARC) tidak mengklasifikasikan DINP sebagai karsinogen manusia. Penyenaraian DINP Proposition 65 California sebagai karsinogen adalah berdasarkan terutamanya pada data tikus ini dan menggunakan piawaian pencegahan konservatif yang tidak memerlukan bukti kekarsinogenan manusia.

Pendedahan Pekerja dan Keselamatan Pekerjaan

Oleh kerana DINP mempunyai tekanan wap yang sangat rendah dan turun naik yang rendah, pendedahan bawaan udara semasa pemprosesan adalah jauh lebih rendah berbanding dengan pemplastis rantaian yang lebih pendek. Amalan kebersihan industri standard — termasuk pengudaraan ekzos tempatan pada peralatan pencampuran dan pemprosesan, penggunaan PPE yang sesuai semasa pengendalian terus, dan pemantauan udara rutin — secara amnya mencukupi untuk mengekalkan pendedahan pekerja jauh di bawah had pendedahan pekerjaan. Pemplastis DINP SDS (Helaian Data Keselamatan) daripada pengeluar utama biasanya menyenaraikan had pendedahan pekerjaan TWA 8 jam sebanyak 5 mg/m³ (sebagai jumlah habuk/kabus), selaras dengan piawaian habuk gangguan am.

Nasib Alam Sekitar dan Ekotoksikologi Diisononyl Phthalate

Tingkah laku persekitaran DINP dibentuk oleh sifat fizikokimianya: keterlarutan air yang sangat rendah, lipofilisiti tinggi (log Kow ~8.8), dan tekanan wap yang rendah. Ciri-ciri ini bermakna DINP dilepaskan ke sekatan persekitaran dengan kuat ke tanah dan sedimen dan bukannya kekal di dalam air atau udara. Nasib dan pengangkutan alam sekitar berbeza daripada lebih banyak bahan kimia larut air dalam beberapa cara penting.

• Biodegradasi: DINP mengalami biodegradasi yang ketara dalam tanah dan persekitaran enap cemar teraktif. Kajian menunjukkan bahawa ia akhirnya boleh terbiodegradasi, dengan degradasi primer (penukaran kepada metabolit) berlaku secara relatif cepat dalam keadaan aerobik. Walau bagaimanapun, kadar mineralisasi lengkap berbeza-beza bergantung kepada keadaan persekitaran dan komposisi komuniti mikrob.
• Ketoksikan akuatik: DINP menunjukkan ketoksikan akuatik akut yang rendah dalam ujian standard ikan dan invertebrata, dengan nilai LC50 biasanya melebihi 1 mg/L — ambang yang sukar dicapai dalam air memandangkan keterlarutannya yang rendah. Perkaitan pengikatannya yang tinggi kepada sedimen dan bahan organik terampai mengurangkan bioavailabilitinya kepada organisma akuatik dalam senario persekitaran yang realistik.
• Bioakumulasi: Walaupun log Kownya tinggi, saiz molekul DINP yang besar mengehadkan pengambilannya melalui membran biologi. Kajian faktor biopekatan (BCF) menunjukkan bioakumulasi yang agak rendah dalam ikan berbanding dengan apa yang akan diramalkan daripada log Kow sahaja, yang mengurangkan kebimbangan mengenai biopembesaran melalui rantai makanan akuatik.
• Tanah dan sedimen: DINP menyerap dengan kuat bahan organik dalam tanah dan sedimen, yang mengehadkan mobilitinya melalui persekitaran tetapi juga bermakna ia boleh kekal dalam sedimen berhampiran sumber pelepasan. Organisma kediaman sedimen (invertebrata bentik) mungkin mempunyai pendedahan ekologi yang paling tinggi.

Garis Panduan Pengendalian, Penyimpanan dan Penggunaan Selamat untuk DINP

Bagi pengguna industri pemplastis DINP, pengendalian dan penyimpanan yang betul adalah penting untuk keselamatan dan untuk mengekalkan kualiti produk. DINP ialah bahan bahaya yang agak rendah di bawah keadaan pengendalian industri biasa, tetapi amalan terbaik pengendalian kimia standard masih terpakai.

Cadangan Penyimpanan

DINP hendaklah disimpan dalam bekas bertutup rapat - biasanya keluli karbon atau keluli tahan karat tangki atau dram - jauh daripada agen pengoksidaan yang kuat, bes kuat dan sumber haba. Suhu penyimpanan yang disyorkan ialah antara 10°C dan 40°C. Pada suhu yang sangat rendah, DINP mungkin menjadi lebih likat, yang boleh memperlahankan operasi pengepaman dan pemindahan; pemanasan sederhana (tidak melebihi 60°C) boleh digunakan untuk mengurangkan kelikatan untuk pemindahan jika perlu. Elakkan penyimpanan berpanjangan dalam bekas PVC, kerana pemplastik boleh berhijrah ke dalam dinding bekas, menyebabkan ia lembut dan gagal.

Peralatan Pelindung Diri (PPE)

• Perlindungan kulit: Sarung tangan tahan bahan kimia (nitrile atau neoprena disyorkan) hendaklah dipakai semasa mengendalikan DINP pukal untuk mengelakkan sentuhan kulit yang berpanjangan. Walaupun DINP bukan merengsa kulit yang kuat, sentuhan berulang atau berpanjangan harus dielakkan.
• Perlindungan mata: Cermin mata keselamatan dengan perisai sisi atau gogal percikan kimia hendaklah dipakai semasa operasi pemindahan dan pencampuran untuk melindungi daripada percikan.
• Perlindungan pernafasan: Di bawah keadaan pemprosesan biasa, perlindungan pernafasan secara amnya tidak diperlukan memandangkan tekanan wap DINP yang sangat rendah. Walau bagaimanapun, jika penjanaan kabus mungkin (cth., semasa operasi bancuhan atau semburan berkelajuan tinggi), alat pernafasan separuh muka dengan kartrij gabungan wap organik/P100 adalah sesuai.
• Tindak balas tumpahan: Tumpahan hendaklah diserap dengan bahan lengai (pasir, vermikulit, tanah kering) dan dikumpulkan untuk dilupuskan. DINP licin dan menimbulkan bahaya gelincir yang ketara pada lantai. Elakkan tumpahan daripada sampai ke longkang, saluran air atau tanah.

Bila Memilih DINP dan Bila Perlu Pertimbangkan Alternatif

DINP kekal sebagai plasticizer yang sangat praktikal dan kukuh dari segi teknikal untuk kebanyakan aplikasi PVC fleksibel tujuan umum. Walau bagaimanapun, terdapat situasi khusus di mana perumus dan pereka produk harus mempertimbangkan sama ada pemplastik alternatif akan memenuhi keperluan mereka dengan lebih baik:

• Pilih DINP apabila anda memerlukan pemplastis tujuan am yang terbukti, kos efektif untuk wayar dan kabel, lantai, fabrik bersalut, hos taman, hiasan dalaman automotif atau profil industri yang tiada sekatan khusus pada kandungan phthalate dan kestabilan prestasi jangka panjang adalah keutamaan.
• Pertimbangkan DINCH atau DOTP sebaliknya untuk mainan kanak-kanak, cincin tumbuh gigi, bahan sentuhan makanan atau peranti perubatan di mana sekatan berjaga-jaga pada DINP dikenakan dan di mana bahan kimia bukan ftalat atau alternatif lebih disukai oleh pelanggan, peruncit atau badan kawal selia dalam pasaran sasaran anda.
• Pertimbangkan DIDP sebaliknya untuk aplikasi yang memerlukan kestabilan haba yang sangat tinggi, seperti kabel yang dinilai untuk perkhidmatan berterusan melebihi 90°C, di mana berat molekul DIDP yang lebih tinggi memberikan pengekalan jangka panjang yang lebih baik secara berperingkat pada suhu tinggi.
• Pertimbangkan pemplastik berasaskan bio (seperti ESBO, minyak kastor asetilasi atau adipat terbitan bio) apabila kedudukan jenama anda memerlukan kandungan boleh diperbaharui atau apabila pasaran penggunaan akhir anda bergerak ke arah pengisytiharan bahan berasaskan bio sepenuhnya. Ambil perhatian bahawa ini selalunya memerlukan pelarasan rumusan untuk mencapai prestasi yang setara dengan DINP dalam PVC fleksibel.
• Semak pematuhan California Prop 65 sebelum menggunakan DINP dalam mana-mana produk pengguna yang dijual di California. Produk yang melebihi paras pelabuhan selamat memerlukan amaran kanser Prop 65, yang sesetengah jenama lebih suka mengelak melalui pemilihan pemplastik alternatif tanpa mengira perbahasan sains peraturan mengenai risiko kanser sebenar DINP kepada manusia.