Anna Bąkała

Dają piękne, żywe wybarwienia – od cytrynowego, przez ciepłą żółcień, aż do oranżu. Charakteryzują się wysoką wydajnością kolorystyczną i odpornością na światło. W porównaniu do innych pigmentów organicznych są stosunkowo tanie. Mają jednak istotną wadę – w temperaturze powyżej 200°C ulegają dekompozycji, w wyniku której powstaje kancerogenny związek: 3,3-dichlorobenzydyna.

Czy pigmenty diarylidowe skończą swój żywot jak niegdyś bezpośrednie barwniki benzydynowe do tekstyliów?

Synteza pigmentów diarylidowych opracowana została już w 1911 roku przez jedną z niemieckich firm i od tego momentu pigmenty te produkowane były w bardzo dużych ilościach na całym świecie. Ponieważ jednak wykryto, że powyżej pewnej temperatury następuje rozkład pigmentu i wydziela się związek bardzo zbliżony własnościami do wycofanej z użycia benzydyny (tzn. 3,3-dichlorobenzydyna), zaczęto bardzo szczegółowo badać reakcję dekompozycji tej grupy pigmentów.

Benzydyna i jej pochodne są bardzo dobrym chromoforem do budowy związków barwnych, ale już w latach 70. XX wieku stwierdzono kancerogenny charakter tych związków. Przez pewien okres czasu pochodne częściowo rozpuszczalne w wodzie uważano za nieszkodliwe. Przy wykorzystaniu tych związków w wysokich temperaturach zachodzi jednak degradacja do związków szkodliwych dla człowieka. Takie substancje występują również w pigmentach i barwnikach, których synteza została źle przeprowadzona. Są to np. nie zdwuazowana benzydyna lub niedomyte substancje, które nie weszły w reakcje sprzęgania.

Mechanizm dekompozycji:

Przeprowadzone badania wykazały, że w temperaturze przetwórstwa przekraczającej 200°C następuje dekompozycja pigmentu diarylidowego. W efekcie, w 1% wybarwieniu w temperaturze 220°C powstaje ok. 2 ppm monoazowego związku typu „B” w stosunku do polimeru. Jeżeli temperatura przetwórstwa przekracza 240°C związek „B” rozkłada się do związku „C”. Wystarczy 10 minut w temperaturze 240°C, aby powstało ok. 1 ppm czystej dichlorobenzydyny (DCB), a w temperaturze 270°C w tym samym czasie produkowane jest jej już 100-150 ppm.

Monoazowy związek „B” rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach, tłuszczach i innych rozpuszczalnikach, bardzo łatwo przekształcając się w związek „C”, stąd też powinno się go rozpatrywać w ten sam sposób jak DCB.

Badania wykazały, że dichlorobenzydyna (podobnie jak benzydyna) jest związkiem kancerogennym, kumulującym się w organizmie człowieka, powodującym choroby nowotworowe, najczęściej guza pęcherza. Jego szkodliwość uznano już kilkanaście lat temu, gdy 3,3-dichlorobenzydyna została ustawowo zakwalifikowana jako związek niebezpieczny (Dz.U. 1997: Nr 105, poz. 671).

Przeglądając katalogi firm oferujących środki do barwienia tworzyw sztucznych, bardzo często można spotkać wybarwienia przypominające odcienie uzyskiwane z wykorzystaniem pigmentów diarylidowych. Podawane odporności na temperaturę wyglądają bardzo różnie w zależności od producenta: od 200°C nawet do 230-240°C. Różnice występują także w odniesieniu do podawanych w katalogach danych o dopuszczeniu do kontaktu z żywnością tych samych pigmentów. Zdarza się, że klient nie jest w ogóle informowany o zagrożeniu wydzielania się DCB w procesie przetwórstwa.

Ostatnio pojawiają się opinie, że pigmenty diarylidowe nie powinny być w ogóle stosowane w przetwórstwie tworzyw sztucznych, gdy istnieje ryzyko przekroczenia temperatury 200°C (np. przy barwieniu polistyrenów, polipropylenu czy PET). Rzadko jednak zwraca się uwagę, że szczególne niebezpieczeństwo pojawia się w procesie recyklingu. Najczęściej w wyniku braku informacji o rodzaju pigmentu użytego do wybarwienia tworzywa pierwotnego, przekracza się wówczas bezpieczną granicę 200°C. Czy jednak producenci środków barwiących przedłożą zdrowie swoich pracowników i potencjalnych klientów nad walory użytkowe pigmentów diarylidowych? Czy zdecyduje zdrowy rozsądek?

Autorka jest kierownikiem laboratorium w firmie COLEX Spółka z o.o.