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3D 打印毒性研究
概述
UL 研究所 Chemical Insights Research Institute 的研究员：张倩,玛丽莲 S. 黑。投稿给期刊：scicense direct，2023 年 8 月 4 日接收
研究范围
注意数据不平衡，PLA 和 ABS 准
- 6 家独特制造商，14 台不同打印机
- 13 家制造商的45 种不同材料和颜色的耗材
- 8 种常用的纯聚合物材料
- ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
- PLA（聚乳酸）
- 尼龙（聚酰胺）
- HIPS（高抗冲聚苯乙烯）
- PVA（聚乙烯醇）
- PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）
- ASA（丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯）
- TPU（热塑性聚氨酯）
- 复合改性材料
- 聚碳酸酯 （PC）
- 阻燃剂 （FR）
- 青铜粉
- 短切碳纤维 （CF）
- 玻璃纤维 （GF）
- 金属
测试方法
根据标准测试方法 ANSI/CAN/UL 2904 （ANSI， 2019），使用不锈钢暴露室测量颗粒和 VOC 排放。
使用扫描迁移率粒子测量仪 （SMPS） 光谱仪（TSI 型号 3081、3082、3785、3789）测量电迁移率直径为 7 至 300 nm 的颗粒的数量分布。通过光学粒子计数器（OPC，TSI 型号 9306，上部尺寸为 25 μm）或光学颗粒测量仪（OPS，TSI 型号 3330，上部尺寸为 10 μm）测量直径大于 0.3 μm 的细颗粒和粗颗粒的颗粒数量分布。SMPS 和 OPC/OPS 的颗粒测量间隔为每次扫描 2 分钟。假设颗粒是单位密度 （1 g/cm） 的球形颗粒，则根据测得的数量浓度计算出颗粒质量浓度。
将 VOC 收集到 Tenax® TA 吸附管上，然后热解吸 （Perkin Elmer TurboMatrix 650） 进入气相色谱-质谱法（GC-MS、Agilent 8890 GC、Agilent 5977B 质量选择检测器）。分析方法遵循美国 EPA 纲要方法 TO-17 和 ASTM D 6196，通常适用于沸点范围为 35-250 °C 的有机化合物。使用质谱数据库鉴定单个 VOC，并使用多点校准标准品（如果有）进行定量。总 VOC （TVOC） 是 C 中单个 VOC 响应的总和。6–C16 范围由质谱仪获得并相对于甲苯校准。使用含有 DNPH（2,4-二硝基苯肼）的吸附剂小柱收集低分子量羰基化合物，并按照 ASTM D 5197 和美国 EPA 方法 TO-11A 通过高效液相色谱法（HPLC，Agilent 1260 Infinity）进行分析。除非特别区分，否则来自 Tenax® 管和 DNPH 小柱的组合数据在本研究中称为 VOC 数据。请注意，低分子量化合物（通常低于 C6）等，也通常被称为极挥发性有机化合物 （VVOC）（AgBB，2021 年）
此外，将排放率应用于室内暴露模型，以根据 ANSI/CAN/UL 2904 （ANSI， 2019） 预测暴露浓度。该模型基于定义不同暴露场景的稳态质量平衡。个人暴露代表了最坏的情况，即一个人距离正在运行的 FFF 3D 打印机不到 1 米，假设空气与 0.23 小时的室外 ACH（每小时换气量）充分混合 −1 。假设打印机是唯一的排放源，则应用了代表家庭、办公室和学校条件的三种典型非工业环境。学校方案在 231 m 内有三台打印机 3 房间为 0.82 ACH;办公室和家庭场景在 30.6 米内有一台打印机 3 客房面积为 0.68 ACH，面积为 28.2 米 3 分别为 0.23 ACH（Davis 等人，2019 年，Zhang 等人，2019 年，ANSI，2019 年）。
数据集大小
该数据集共包括 447 次颗粒排放打印，并计算了颗粒数量和质量分布的排放因子，以及 58 次打印化学品排放以及 TVOC 的排放因子，每个都检测到单独的 VOC