關于眼鏡架鎳析出檢測的探討

張翠芳 林眉德 王惠平/文

1 前言

鎳是一種容易導致皮膚接觸性過敏的重金屬元素，長期接觸含鎳物品，會引起皮膚過敏甚至致癌。在國際上，包括歐盟、ISO等組織對鎳析出都有嚴格的要求，然而由于國內多年來對鎳析出未作規定，企業或者不知道、或者為了追求低廉的成本而不主動去檢測，導致產品存在一定的安全隱患，這對于中國眼鏡行業來說，無疑是一個巨大的挑戰。鎳析出檢測不合格的企業將逐漸被淘汰，因此，此次將鎳析出寫入國家標準，將促使企業進行技術與設備升級，促進眼鏡產業的健康發展。同時，消費者也將有更多的知情權和選擇權，消費者有權選擇鎳析出量檢測合格的產品。

2 鎳析出所用裝置

2.1 PH計

準確度±0.02pH。

2.2 分析光譜儀

能檢測濃度0.01mg/L溶液，并且在優化后，能滿足最低精度，對含0.05mg/L的鎳標準溶液10次測量的標準偏差不超過10%；檢測限優于0.01mg/L。推薦使用電感耦合等離子發射光譜儀或原子吸收分光光度計。

2.3 恒溫水浴箱或烘箱

能夠保持溫度在（30 ±2）oC。

2.4 容器

2.4.1 帶蓋的容器

由非金屬、不含鎳以及不與鎳和酸起反應的材料構成，例如玻璃、聚丙烯、聚四氟乙烯或聚苯乙烯。為盡量減少樣品面積與容器壁和底的接觸，樣品應該用上述材料做的支架懸掛于液體中。容器和支架的尺寸和形狀應根據完全覆蓋鏡架被測部位所需測試溶液體積最小的原則選擇。

2.4.2 測試導管

根據鏡架側面的暴露表面和測試溶液的體積（0.5ml/cm2）的比例選擇合適的尺寸，導管末端處用兩層橡膠板封閉。測試樣品應能順利地穿過橡膠板，橡膠板能自然地密封測試導管。因此可以做到，鏡架鏡腿需要測試鎳析出的部位浸在溶液中，而鏡架鏡腿末端留在導管外面。

為了消除鎳的加入，容器以及支架a或b應用稀硝酸預處理4小時。用酸進行處理后，用去離子水沖洗容器和支架并擦干。

2.5 滾筒

符合下列描述：

橫截面為六邊形、對邊垂直距離為19cm、設計成可繞其軸水平轉動的筒；

固定裝置，適合固緊測試樣品使樣品在滾動的過程中不相互接觸；

固定裝置，固緊測試樣品后插入到滾筒中；

轉動系統，能驅動滾筒以恒定的每分鐘（30±2）轉滾動，轉動系統應能使滾筒反轉。

3 試劑和材料

3.1 腐蝕過程的試劑和材料

3.1.1 容器

帶蓋并自有一能懸掛測試樣品的裝置，所有部位為惰性材料（例如玻璃或塑料）。

3.1.2 腐蝕介質

將50g純度大于85%的乳酸、100gNacl溶于1000mL去離子水中。

3.1.3 脫脂（除油）溶液

可以是稀釋的中性去污劑，例如0.5%十二苯磺酸鈉水溶液。

3.1.4 去離子水

電導率不大于1μS/cm。

3.1.5 實驗室烘箱

能保持溫度在（50±2）℃。

3.2 模擬配戴過程的實際和材料

3.2.1 磨料膠

由下列材料組成：

6%～8%二十九烷酸脂蠟

3%十八烷酸

30%～50%餾出油

2%乙二醇十六烷基/油烯基醚

48%二氧化硅（石英砂）直徑小于200um

6%～9%蒸餾水

3.2.2 磨料

由花生殼、核桃殼、椰子殼、杏仁殼按質量1∶1∶1∶1比例配制，磨碎并用篩子以獲得直徑為0.8mm～1.3mm的混合顆粒。

3.2.3 配戴介質

在使用之前，規定數量的配戴介質應在標準實驗室條件下放置24h。

4 樣品準備

在進行腐蝕過程（4.1）和配戴過程（4.2）之前，眼鏡腿和前框應該分離，如果可以，腳套從鏡腿上去除，鼻托從前框去除。如果鏡架要做本技術標準中的加速配戴試驗，那么在加速配戴過程之前，在鏡架中應裝上襯片。

在室溫下，把樣品在去油溶液（3.1.3）中輕輕旋轉2min，用去離子水沖洗干凈并用吸水紙輕輕擦干。去油之后，樣品應該用塑料鑷子或干凈的防護手套操作。

（注1：鏡架中不與皮膚接觸的部位，可以在腐蝕過程和/或配戴過程之前去除。注2：清洗過程是為了去除由于操作帶來的不相干的油脂和皮膚分泌物，但是不包括從防護膜層帶來的。）

4.1 腐蝕過程

在密閉的容器（3.1.1）內，離腐蝕介質（3.1.2）幾厘米處懸掛測試樣品，將容器放置于實驗室烘箱（50oC）中2h后將容器從烘箱中取出，并在通風柜中打開容器。將測試樣品用去離子水沖洗，放在吸水紙上，并在室溫的條件下放置1h讓其自干，然后立即進行4.2中描述的配戴試驗。這個過程會對金屬膜層、油漆和塑料膜層起作用。

4.2 配戴過程

4.2.1 配戴介質

稱取足夠量的配戴磨料，使配戴介質能剛好充滿滾筒的一半的體積。按7.5g的磨料∶1kg磨料膠比例加入磨料膠，在滾筒中滾動5h使其均勻。如果配戴介質一星期之內都沒有使用，滾動1h重新使其均勻。

（注：這個過程是給磨料涂上磨料膠，形成用來模擬配戴的介質。）

使用之后，將配戴介質存儲于密封的容器內。

在兩次模擬配戴過程后，重新按7.5g磨料膠：1kg磨料（4.2.3.3）比例加入磨料膠，在滾筒中滾動5h重新使其均勻。在總共使用4次后，應重新配置配戴介質。

4.2.2 測試樣品的安裝

將測試樣品安裝在固緊裝置中，以避免它們在滾動過程中相互接觸或與滾筒壁或其他部分碰撞。將測試樣品裝到滾筒六邊形邊緣處，調整位置使鏡腿內側和前框后表面朝向滾動軸。固定樣品使它們不能移動。

4.2.3 滾動過程

以每分鐘（30±2）的速度轉動滾筒，總共轉動5h±5min，轉動2.5h±5min后反轉。

5 鎳析出檢測過程

5.1 測試溶液準備

人工汗液為含有下列成分的去離子充氣水溶液：

質量分數為0.5%的Nacl；

質量分數為0.1%的乳酸；

質量分數為0.1%的尿素；

質量分數為1%的氨水。

配置過程：將（1.0 0±0.0 1）g的尿素、（5.00±0.01）g的Nacl以及（940±20）μl的乳酸倒入1000ml的燒杯中，再加入900ml剛配置的去離子充氣水（飽和碳酸水），攪拌至所加的試劑完全溶解。根據生產廠商的說明書，使用剛配置的新鮮緩沖劑校準PH計。將PH電極插入測試溶液中，輕輕攪拌溶液，并仔細加入氨水溶液知道PH計達到穩定的值（6.5±0.1），將溶液轉移至一個1000ml的燒瓶中，并用去離子碳酸水定容至1000ml。在使用之前，保證測試液的PH值在6.4～6.6之間。測試液要在配置之后3h內使用。

5.2 鎳析出過程

將樣品放入測試容器（2.4.1）中，懸掛于支架上。加入適量的測試液，測試液的加入量按照樣品測試面積約每平方厘米1mL。試樣應全部浸入測試液中，但全部用臘或漆保護的表面不必浸入。不管樣品測試面積的大小，測試液至少為0.5mL。用密閉的蓋子封蓋容器，以免測試液揮發。

當測試鏡腿時，將測試試管（2.4.2）放在試管架中，并保證兩塊橡膠板能很好地吸附在試管末端以避免測試液的泄漏。然后將要分析的測試樣品插入試管中，施加壓力使樣品穿過橡膠板直到要測試的樣品面積進入試管中。使用注射器或類似的技術將新配置的人工汗液注入試管。

將容器平放入恒溫水浴箱或烘箱（2.3）中，溫度（30±2）℃，持續時間168h。一個星期后，將容器從水浴箱或烘箱中取出，將樣品從測試液中取出并用少量的去離子水清洗，將清洗后的液體加入到測試液中。將測試液定量地轉移到適當尺寸的用酸清洗過的燒瓶中。為防止已溶解的鎳再次沉淀，在測試液中加入硝酸和去離子水，當燒瓶定容后，應使溶液中硝酸濃度約為1%。測試溶液的最后體積至少為2mL。

（注1：容量瓶大小的選定應考慮測定鎳時所使用的檢測限。）

對于眼鏡腿，把一支塑料管（長約1cm直徑約1mm～2mm）切成兩半，穿過橡膠板插入每一個測試試管中。

（注2：這使得分析光譜儀的噴霧管的插入更加容易。）

5.3 鎳含量檢測

使用分析光譜儀測定測試溶液鎳含量。

5.4 測試樣品數量

只要可能，至少用兩個相同的樣品進行平行測定。

5.5 空白試驗

與試樣同時進行空白試驗。使用的容器、支架和試驗過程完全相同，只是容器內不加試樣。使用等量的測試液和等量的去離子沖洗水。

5.6 計算

5.6.1 鎳析出量計算

樣品的鎳析出量d，以每星期每平方厘米的微克數[μg/cm2/week]來表示，按公式計算：

式中：

V：測試溶液的體積，單位為毫升（ml）；

C1：一周后測試溶液中的鎳濃度，單位為微克每升（μg/L）；

C2：一周后空白溶液中的平均鎳濃度，單位為微克每升（μg/L）；

A：試樣測試面積，單位為平方厘米（cm2）；

5.6.2 結果的解釋

從公式得出的結果d乘以0.1得到調整后的分析數據。如果調整后的數據超過0.5μg/cm2/week，可以確認試樣的鎳析出量超過μg/cm2/week。

6 總結

影響鎳析出檢測結果準確性的因素有很多，例如樣品面積的計算、分光光度計的測量誤差、各個環節引入的外部鎳、溫度等，因此要做好鎳析出的檢測，需要積累豐富的實踐經驗，本文僅介紹鎳析出檢測的過程，以起到拋磚引玉的作用。