第四章 結果與討論
4.2 混合溶劑之破出時間
混合溶劑以不同比例浸透 Nitrile 手套，圖 4.7 為等體積苯、甲苯及 乙基苯混合後，於採集介質中得到之浸透濃度變化；苯及乙基苯在混合 溶劑中的莫耳分率(Xi)為 0.39 與 0.28，而其穩定浸透濃度分別約為 44 和 14 mg/L，混合溶劑在 Nitrile 手套之浸透行為亦屬於 A 型模式。
許多研究發現有機溶劑經過混合後，有可能較純一溶劑提早破出防 護手套，此即共溶劑效應(Mickelson et al. 1986; Forsberg and Faniadis 1986;
Que Hee et al. 1998)。本研究混合溶劑浸透試驗結果顯示(參見表 4.3)，混 合溶劑之個別破出 Nitrile 手套時間，均介於個別溶劑之最大與最小破出 時間內。舉例來說，在苯/甲苯/乙基苯混合溶劑中，最小及最大之純一溶 劑破出時間分別為苯14 min 與乙基苯 52 min；如表 4.3 所示，三個溶劑 混合之破出時間均介於14~52 min。
針對純一溶劑浸透試驗，發現溶劑破出手套時間與其 Logkow值呈正 相關。表 4.3 混合溶劑浸透試驗結果顯示，溶劑 LogKow值最大者，混合 後會較純一浸透試驗提早破出手套，而LogKow值最小之溶劑則破出時間 延後。至於三成份混合中，LogKow 值居中的甲苯，其破出時間無法藉由 溶劑之LogKow值作比較。
Que Hee 等 人 (1998) 探 討 農 藥 Lannate L (97% Methomyl) 及 其 Reconstituted 配方(Methomyl 溶於 Methanol/Isopropanol)，對於 Sol-Vex Nitrile 手套的浸透性。結果發現由於添加 Methanol 及 Isopropanol，而導 致 Methomyl 的破出時間從 190~240 min 提前為 110~130 min，其中 Methomyl、Methanol 及 Isopropanol 之 LogKow分別為0.93、-0.48 及-0.16，
因Methanol 及 Isopropanol 有較大的極性，而與 LogKow值最大之Methomyl
混合時，造成Methomyl 破出時間提前。
Forsberg 及 Faniadis (1986)研究中，探討 Ethanol 與 Methanol 浸透 PVC 防護手套，其中Ethanol 及 Methanol 之破出時間分別為 100 min 與 1 min。
若Ethanol 與 Methanol 混合後，浸透 PVC 手套之破出時間均超過 4 hr，
並未介於1~100 min 之間，其結果未符合前述溶劑 LogKow值的推論。
Mickelson (1986)及其研究團隊，探討 Methanol 及 n-Butyl acetate 混 合溶劑浸透Nitrile 手套，100 %之 n-Butyl acetate 與 Methanol 之破出時間 分別為59 min 和 111 min。對於 75% n-Butyl acetate 與 25% Methanol 混合 溶劑，Methanol 及 n-Butyl acetate 之破出時間均分別提早至約 28 與 30 min，此結果亦不符合前述之推論。
本研究利用溶解度參數理論探討混合溶劑浸透手套之破出時間，首 先計算混合溶劑之溶解度參數(δmix)，並分別得到各別溶劑及混合溶劑與 手套之溶解度參數的差值( ∆δ和∆δmix )；比較各別溶劑之∆δ與混合溶劑 之∆δmix ，∆δmix 較∆δ大者，其混合後的破出時間將增加，反之亦然。以 表 4.4 苯(29%)、甲苯(50%)及乙基苯(21%)三成分混合試驗為例，混合溶 劑之δmix為8.95 (cal/cm3)1/2，其與手套的 ∆δmix 為2.25 (cal/cm3)1/2，苯與手 套之∆δ較∆δmix 小；因此，苯在此混合溶劑中的破出時間，由14 min 延 至 33 min。目前文獻中尚未有利用溶解度參數理論，探討混合溶劑破出 時間之研究。
表 4.5 為應用前述溶解度參數理論於 Mickelson 等人(1986)之研究結 果，對於三個混合溶劑配方分別浸透Nitrile 及 Viton 防護手套，其破出時 間均符合溶解度參數之推論。例如75% n-Butyl acetate 與 25% Methanol 混合溶劑浸透 Nitrile 手套，Methanol 及 n-Butyl acetate 之 ∆δ均大於
δmix
∆ ，因此其破出時間均提早。未來可持續探討溶解度參數理論，於混 合溶劑之應用性。
0 10 20 30 40 50 60 70
0 50 100 150 200 250 300 350
Time (min)
Conc. (mg/l)
(Xb 0.39) (Xt 0.33) (Xe 0.28)
圖 4.7 三成分溶劑於採集介質中之浸透濃度
表 4.3 混合有機溶劑之破出時間 Benzene Toluene Xb BT(min) Xt BT(min) Benzene Ethyl benzene
Xb BT(min) Xe BT(min) Toluene Ethyl benzene
Xt BT(min) Xe BT(min)
Benzene Toluene Ethyl benzene Xb BT(min) Xt BT(min) Xe BT(min)
Xi, mole fraction; BT, breakthrough time; Subscript means the organic solvent.
表 4.4 三成份混合溶劑之破出時間與溶解度參數之相關性
∣∆δ∣ δmix ∣∆δmix∣ BT (min) Solvent† δs
(∣δp-δs∣) (Eq.2.3.3) (∣δp-δmix∣) Pure Mixture
Benzene (29%) 9.2 2 14 33
Toluene (50%) 8.9 2.3 31 30
Ethyl benzene (21%) 8.8 2.4
8.95 2.25
52 36
† % (Xi)
* δ (cal/cm3)1/2 Nitrile (δp=11.2)
表4.5 溶解度參數理論與破出時間之文獻探討
BT(min) Solvent† δ ∣∆δ∣ δmix ∣∆δmix∣
Pure Mixture Case I (Nitrile (δp=11.2))
Methanol (25%) 14.5 3.3 111 28 n-Butyl acetate (75%) 8.3 2.9 9.98 1.22
59 30 Case II (Viton (δp=10.1))
n-Hexane (90%) 7.2 2.9 ∞ 38
Methyl ethyl ketone (10%) 9.3 0.8 7.41 2.69
5 40 Case III (Nitrile (δp=11.2))
Toluene (50%) 8.9 2.3 33 33
p-Xylene (50%) 8.8 2.4 8.85 2.35
53 35 Date from Mickelson et al. (1986)
† % (W/W)
* δ (cal/cm3)1/2