..:: H O M E ::..
Search :  
ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับสิ่งเป็นพิษความรู้ทั่วไปที่นักวิชาการควรทราบพิษวิทยาคลีนิคก้าวทันโลกข้อมูลบริการแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
 
   
พลาสติไซเซอร์

พลาสติไซเซอร์

ที่มา : สุภาณี หิรัญธนกิจจากุล
     จาก
หนังสือความรู้เกี่ยวกับสิ่งเป็นพิษ ตอนที่ 10,
กลุ่มงานพิษวิทยาและสิ่งแวดล้อม สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข
กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข พ
..2538


 ประวัต

                พลาสติไซเซอร์ (plasticizers) เป็นสารที่ใส่ในโพลิเมอร์ (polymer) หรือผลิตภัณฑ์พลาสติกเพื่อลดจุดหลอมที่ทำให้เกิดการไหล (flexing temperature) ของพลาสติกทำให้เม็ดพลาสติกมีความยืดหยุ่นและอ่อนนุ่มขึ้น  สะดวกต่อการดึง รีด ฉาบ หรือหล่อแบบ  และยังเป็นตัวรักษาความอ่อนนุ่มไม่ให้เสียไปโดยง่าย  อีกทั้งยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าทนต่อกรดด่าง น้ำมันและผงซักฟอก  โดยจะใส่ประมาณ 20-40% โดยน้ำหนัก  พลาสติไซเซอร์จึงมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์พลาสติกอย่างยิ่ง  โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (Polyvinyl Chloride, PVC) ซึ่งเป็นพลาสติกที่นำไปทำประโยชน์ได้มากมาย  เช่น ภาชนะบรรจุอาหาร ฟิล์มห่ออาหาร เครื่องมือแพทย์  เช่น ถุงบรรจุเลือด น้ำเกลือ สายยางที่ต่อกับเครื่องมือแพทย์, รองเท้า, กระเป๋า, เสื้อผ้า, กระเบื้องยางปูพื้น, สายไฟ, เทปพันสายไฟ, ท่อน้ำ, แท็งก์เก็บสารเคมีและอื่น ๆ  โดยที่มีการใช้พลาสติไซเซอร์ในอุตสาหกรรมพลาสติก PVC ถึง 65% ของปริมาณการใช้พลาสติไซเซอร์ทั้งหมด  ผู้ที่เริ่มใช้พลาสติไซเซอร์ในทางอุตสาหกรรมคนแรก คือ Hyatt Brothers ในราว ค..1870  เมื่อเขาผสมแคมเฟอร์ (camphor) กับไนโตรเซลลูโลส (nitrocellulose) ต่อมาไตรครี-ซิลฟอสเฟต (tricresyl phosphate) ก็ถูกนำมาใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ ตามด้วยพทาเลทเอสเทอร์(phthalate esters)

 

กลไกของพลาสติไซเซชั่น (mechanism of plasticization)

                พลาสติกประกอบด้วยโมเลกุลโพลีเมอร์ (polymer molecules) แต่ละโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยแรง Vander Waal โดยที่พลาสติไซเซอร์ไม่ได้เกิดปฏิกิริยากับโพลีเมอร์  แต่จะแทรกตัวเองอยู่ระหว่างโมเลกุลโพลีเมอร์โดยไปทำให้แรง Vander Waall ลดลง

 

ชนิดของพลาสติไซเซอร์

                พลาสติไซเซอร์สามารถแบ่งเป็น

1. โมโนเมอริคพลาสติไซเซอร์ (monomeric plasticizers) มีอยู่หลายกลุ่ม  ได้แก่

          - กลุ่มพทาเลทเอสเทอร  เป็นกลุ่มที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์มากที่สุด  เป็นสารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่คาร์บอกซิเลท 2 หมู่  มีลักษณะเป็นของเหลว  มีจุดเดือดสูงและความดันไอต่ำ  เป็นสารที่เสถียรและละลายในไขมันได้ดี  พทาเลทเอสเทอร์ที่ผลิตในอุตสาหกรรมมาจากการทำปฏิกิริยาระหว่างพทาลิกแอนไฮไดร์ (phthalic anhydride) กับแอลกอฮอล์  โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) เช่น กรดซัลฟูริค หรือกรดพาราโทลูอีนซัลโฟนิค พทาเลทเอสเตอร์ที่ใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ เช่น

· ไดเมทิลพทาเลท (dimethyl phthalate, DMP)

· ไดเอทิลพทาเลท (diethyl phthalate, DEP)

· ไดนอร์มัวลิวทิลพทาเลท (di-n bytyl phthalate, DBP)

· บิวทิลเบนซิลพทาเลท (butylbenzyl phthalate, BBP)

· ไดทูเอทิลเฮซิลพทาเลท (di-(2-ethylhexyl) phthalate, DOP(1))

· ไดนอร์มัลออกทิลพทาเลท (di-n-octyl phtghalate, DOP(2))

· ไดไอโซโนนิลพทาเลท (diisononyl phthalate, DINP) 

- กลุ่มอดิเพท (adipates) และอซีเลท (azelates)  ผลิตจากกรดอดิพิค (adipic acid)หรือกรดอซีเลอิคกับแอลกอฮอล์  เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอดิเพท (di-2-ethylhexyl adipate, DOA), ไดไอโซเดซิลอดิเพท (diisodecyl adipate, DIDA), และไดนอร์มัลออกทิลเดซิลอดิเพท (di-n-octhldecyl adipate, DNODA) ตัวที่สำคัญที่สุด คือ DOA ซึ่งองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร

                      ส่วนกลุ่มอซีเลทนั้น  เช่น ไดทูเอทิลเฮซิลอซีเลท (di-2-ethylhexyl azelate, DOZ), ไดไอโซออกทิลอซีเลท (diisooctyl azelate, DIOZ) และไดเฮกซิลอซีเลท (dihexyl azelate, DHZ) ซึ่งเป็นตัวที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหารเช่นกัน (octyl diphenyl phosphate)

- กลุ่มฟอสเฟต  มีออกทิลไดเฟนิลฟอสเฟต (octyl diphenyl phosphate) ตัวเดียวเท่านั้นที่องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา  อนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอาหาร

 

2. โพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์ (polymeric plasticizers)  ได้จากปฏิกิริยาระหว่างกรดไดเบซิค (dibasic acid)  เช่น กรดอดิพิค หรือ กรดอซีเลอิคกับไกคอล (glycol) เช่น โพรไพลีนไกคอล (propylene glycol) จะได้พลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงถึง 20 เท่าของชนิดโมโนเมอร์ริค  และจะมีโอกาสหลุดจากพลาสติกได้น้อยกว่าที่อุณหภูมิสูง ๆ และยังทนต่อการละลายของน้ำมันและตัวทำละลาย  ส่วนราคาของโพลีเมอริคพลาสติไซเซอร์นั้นจะสูงกว่าพวกพทาเลทเอสเตอร์ประมาณ 1.5-2 เท่า

 

ความเป็นพิษ

                เนื่องจากพลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้มากที่สุด คือ กลุ่มพทาเลทเอสเตอร์  ดังนั้นจึงมีผู้ศึกษาวิเคราะห์วิจัยและมีหลักฐานการตรวจพบในสิ่งแวดล้อมมากที่สุด  พลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้กันมากและอยู่ในรายการสารมลพิษ (priority pollutants) ขององค์การพิทักษ์สิ่งแวดล้อมสหรัฐอเมริกา (US Environmental Protection Agency, USEPA) มีอยู่ด้วยกัน 6 ตัว คือ DMP, DEP, DBP, BBP, DOP(1) และ DOP(2) โดยเฉพาะ DOP(1) นิยมใช้กันมากที่สุดหรือที่รู้จักกันในชื่อ ไดขทู เอทิลเฮกซิลพทาเลทซึ่งเป็นคนละตัวกับไดนอร์มับออกทิลพทาเลท (DOP) สารมลพิษเหล่านี้ไม่ค่อยแสดงความเป็นพิษอย่างเฉียบพลัน แต่จะแสดงในลักษณะพิษเรื้อรังเป็นผลให้เกิดอาการตกเลือดในปอด (lung hemorrhage), ตับโต (hepatomegaly) เป็นพิษต่อเซลในร่างกาย (cytotoxicity) ทำให้เกิดมะเร็ง (carcinogenicity) เกิดการก่อกลายพันธุ์ (mutagenicity) และทารกในครรภ์มีรูปร่างผิดปกติ (teratogenicity)

                พลาสติไซเซอร์ที่ใส่ในผลิตภัณฑ์พลาสติกจะไม่ได้เกิดพันธะเคมีกับโพลีเมอร์เพียงแต่จะแพร่แทรกเข้าไปอยู่ระหว่างโมเลกุลดังกล่าวแล้วข้างต้น  ดังนั้นจึงเกิดการถ่ายเทสู่สิ่งแวดล้อมได้ง่าย  ดังรายงานการตรวจพบสารเหล่านี้ในน้ำ อากาศ ดิน ปลา อาหาร เลือด และพลาสม่า

                Stalling, Mayer และผู้ร่วมงานแห่งห้องปฏิบัติการวิจัยสารฆ่าแมลงในปลา ในโคลัมเบีย รัฐมิสซูรี่ ได้ศึกษาความเป็นพิษของพทาเลทเอสเตอร์ในสิ่งมีชีวิตในน้ำ (aquatic organisms) ตรวจพบว่ามี DBP และ DOP(1) ในปลาและน้ำบริเวณอเมริกาเหนือ  นอกจากนี้สิ่งมีชีวิตในน้ำยังสามารถสะสมพทาเลทเอสเตอร์โดยหลังจาก 7 วัน ความเข้มข้นของพทาเลทเอสเตอร์ในสิ่งมีชีวิตจะเปลี่ยนจาก 350 เป็น 3900 เท่าของที่พบในน้ำ  นั่นแสดงว่า DBP และ DOP(1) สามารถเข้าไปอยู่ในลูกโซ่อาหาร (food chain) ได้ด้วย  และยังพบว่าพทาเลทออสเตอร์จะรบกวนระบบนิเวศและเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ  เช่น daphnia ในระดับความเข้มข้นเป็นไมโครกรัมต่อลิตร (ppb) นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าสิ่งมีชีวิตในน้ำจะไวต่อความเป็นพิษมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม  และเพื่อความปลอดภัยของมนุษย์ USEPA ได้กำหนดปริมาณพทาเลทเอสเตอร์ที่อนุญาตให้มีในน้ำดังนี้คือ DMP 313 มิลลิกรัม/ลิตร (ppm), DEP 350 มิลลิกรัม/ลิตร, DBP 34 มิลลิกรัม/ลิตร และ DOP(1) ในแม่น้ำเจ้าพระยา, แม่น้ำบางปะกง, แม่น้ำท่าจีนและอ่าวไทยตอนบน  ส่วนสุภาณีและวราภรณ์ได้ตรวจพบ DEP, DBP, BBP ในแม่น้ำเจ้าพระยาและบริเวณคลอง สระน้ำต่าง ๆ ในเขตกรุงเทพมหานคร

ตารางที่ 1   คุณสมบัติทางกายภาพ เคมีและ LD50 พลาสติไซเซอร์บางชนิด

 

พลาสติไซเซอร์

สูตรโมเลกุล

น้ำหนักโมเลกุล

จุดเดือด (°C)

ที่ 760 mm Hg

การละลายในน้ำ

(กรัม/100 กรัมที่ 20°C)

LD50 (oral)

(กรัม/กิโลกรัม)

DMP

C2H4(COOCH3) 2

194.18

282

0.5

Rat 6.9

DEP

C6H4(COOC2H5) 2

222.23

296.1

0.1

Rabbit 1.0

DBP

C6H4(COOC4H9) 2

278.34

340

0.45 กรัมที่ 25°C

Rat 8.0

BBP

C6H4(COOC4H9)

(COOCH2C6H5)

312.37

370

ไม่ละลาย

-

DOP(1)

C6H4(COOCH2CH(C2H5)C4H9) 2

391.0

370

0.01

rat > 26

DOP(2)

C8H4(COOC8H17) 2

391.0

220 ที่ 4 mmHg

ไม่ละลาย

mouse > 13

DNP

C6H4(COOC9H19) 2

419.0

413

ไม่ละลาย

rat > 2

 

                LD50 (oral) หมายถึง ปริมาณสารพลาสติไซเซอร์ที่ให้สัตว์ทดลองกินเข้าไปแล้วสามารถทำให้สัตว์ทดลองตายร้อยละ 50  คำนวณในหน่วยกรัม/น้ำหนักตัวสัตว์ทดลองหนึ่งกิโลกรัม

 

อุตสาหกรรมการผลิตพลาสติไซเซอร์ในประเทศไทย

                สารพลาสติไซเซอร์เริ่มมีการผลิตในประเทศไทยครั้งแรกในปี พ..2517  โดยบริษัทไทยเคมีภัณฑ์จำกัด  ผลิต DOP(1) ด้วยกำลังการผลิตเริ่มแรกเพียง 12,000 เมตริกตัน/ปี  ในปัจจุบันมีโรงงานผลิตสารพลาสติไซเซอร์รวม 5 แห่ง ดังรายละเอียดในตารางที่ 2

ตารางที่ 2   รายชื่อโรงงานผลิตสารพลาสติไซเซอร์ในประเทศไทยและปริมาณการผลิตต่อปี

 

โรงงานผลิต

ชนิดของสารพลาสติไซเซอร์

ปริมาณการผลิต (ตัน/ปี)

1.    บริษัทไทยเคมีภัณฑ์จำกัด

DOP(1)

15,000

2.    บริษัททีโอเอพลาสติไซเซอร์อินดัสตี้ จำกัด

DOP(1)

DBP

DINP

9,600

3.    บริษัทอีเทอร์นัลหิโตรเคมีคัล จำกัด

DOP(1)

18,000

4.     บริษัทอีเทอร์นัลเคมีคัสอินดัสตี้ จำกัด

DOP(1)

7,000

5.     บริษัทแซนด์-โพลีเคมีคอล จำกัด

DOP(1)

DINP

3,200

 

ข้อมูลจาก        (1) Thailand Investment 7th edition. 1994, A directory of Companies Promoted by the Board of Investment p.323-324

                         (2)  ฝ่ายทะเบียนและสถิติ กองควบคุมโรงงาน กรมโรงงานอุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม

 

เอกสารอ้างอิง

1.  Fishein, L.and Albro, P.W. 1972 Chromatographic and biological aspects, J.Chromatogr., 70 : 365-412

2.  Gene Wilde and David Press, 1968. Modem Plastics Encyclopedia, vol 45 : No. 14A, Publisher : Stuart S. Siegel p. 428-430.

3.  Cr.R. Martens, Technology of Paints, Varnishes and Lacquers.

4.  Sittig, M. 1985. Handbook of toxic and Hazardous Chemcials and Carcinogen, 2nd edition. Noyes Publication p.225-281, 659-661

5.  Ritsema, R., Cofino. W.P., Frintrop P.C.M. and Brinkman, U.A.Th. 1989. Trace-level analysis of phthalate esters in surface water and suspended particulate matter by means of capillary gas chromatography with electron-capture and mass selective detection. Chemoshere, 18 : 2161-2175.

6.  Thuren, A. and larsson, P. 1990. Phthalate esters in the Swedish atmoshpere. Environ. Sci. Technol., 24 : 554-559.

7.  Russell, D.J. and Mc Duffic, B. 1983. Analysis for phthalate esters in environmental samples : Separation from PCB’s and peticide using dual column liquid chromatography. Intern. J. Environ. Anal. Chem. 15 : 165-183.

8.  Mayer. F.L., Stalling, D.L., and Johnson, J.L. 1972. Phthalate esters as environmental contaminants.  Nature, 238 : 411-413.

9. Sjoberg, P. and Bondesson, U. 1985. Determination of di (2-ethyhexyl) phthalate and four of it’s a metabolites in blood plasma by gas chromatography mass spectrometry. J. Chromatogr., 344 : 167-175.

10.  Teirlynck, O.A. and Rosseel, M.T. 1985. Determination of di-and mono (2-ethylhexyl) phthalate in plasma by gas chromatography. J.Chromatogr. 342 : 399-405.

11.  Marx, J.L. 1972. Phthalate acid esters : biological impact uncertain Science., 178 : 46-47.

12.  Onodera, S., Chatkittikunrong, W. and Saito, K. 1987. Characterization and determination of lipophilic hydrocarbons in the Chao Phraya, Bang Pakong and Tha-Chin Rivers and the upper gulf of Thailand. J. Chromatogr. 392 : 295-308.

13.    สุภาณี หิรัญธนกิจจากุล และวราภรณ์ ลีพิพัฒน์ไพบูลย์. 2537. การวิเคราะห์พทาเลทเอสเทอร์บางชนิดในน้ำโดยการสกัดด้วยวัฎภาคของแข็ง วิทยานิพนธ์ ภาควิชาเคมี บัณฑิต วิทยาลัย จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

14.  ภาวะธุรกิจและอุตสาหกรรม. มิถุนายน 2532. อุตสาหกรรมผลิตพลาสติไซเซอร์ (Plasticizer) หน้า 62-68

 

Back to top