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研究生:江姿瑩
研究生(外文):CHIANG, TZU-YING
論文名稱:酸性溶液對乳膠手套滲透之測試方式評估
論文名稱(外文):Evaluation of the Detection Methods for the Permeation of the Acid Solutions through Latex Glove
指導教授:林瑜雯林瑜雯引用關係
指導教授(外文):LIN, YU-WEN
口試委員:唐進勝吳俊德
口試委員(外文):TANG, CHIN-SHENGWU, JYUN-DE
口試日期:2020-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:公共衛生學系碩士班
學門:醫藥衛生學門
學類:公共衛生學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:手套滲透酸性溶液乳膠手套廣用試紙
外文關鍵詞:permeationacid solutionslatex glovespH test paper
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背景:酸性溶液在工業領域中用途廣泛,可能發生職業暴露之行業包括化學製
造業、建築業、鉛蓄電池製造、酸洗及金屬酸處理等,若在手部與酸性溶液接
觸時所配戴之手套防護力不足,則可能使配戴者罹患皮膚炎,或導致化學灼
傷。
目的:擬以「廣用試紙」協助職業衛生專責人員於廠區內測試酸性溶液對手套
之滲透。藉由比對試紙變色時間與酸鹼度測定計(pH meter)及離子交換層析儀
(ion-exchange chromatography, IC)偵測之破出時間異同,評估以試紙作為手套滲
透半定量評估工具之可行性。
材料與方法:參考美國材料測試協會 ASTM F739 之標準測試方法,分別測試常
用之酸性溶液(鹽酸、硝酸、硫酸及乙酸)對乳膠手套(H511, Shun Thai Rubber
Gloves Industry Public Co., Ltd,)之滲透破出行為。以恆溫水浴槽(B206, Firstek)控
制測試溫度,測試時間為 2-4 小時,皆進行三重複。觀察記錄手套內側廣用試
紙隨時間因氫離子滲透之變色情形,並分別以 pH meter 與 IC 分別定量蒐集端
之氫離子與酸根離子濃度。以 Wilcoxon sign-rank test 檢定手套材質在測試前後
之差異,並以 Kruskal-Wallis H 檢定比較三種偵測工具之變色時間差異。
結果:手套厚度除一次測試(99.8%乙酸,試紙,第三次)之試驗前與試驗後 24
小時厚度呈顯著差異外,其他結果皆無呈現顯著差異;手套之重量於滲透測試
前後皆無現顯著差異,顯示手套材質並未因接觸酸性溶液而產生明顯變化。除
37%鹽酸外,其他測試酸性溶液之試紙變色時間皆較 IC 偵測破出時間短。在三
種測試方式所偵測之破出時間在 65%硝酸、55.8%(w/w)硫酸及 10%(w/w)乙酸
中,由 pH 計與 IC 所偵測之破出時間呈顯著差異;在 37%鹽酸、99.8%乙酸及
95-97%硫酸中,則以試紙與 pH 計、試紙與 IC 間呈顯著差異。
結論: 65%硝酸、55.8%硫酸及 10%乙酸測試結果,顯示以廣用試紙評估手套
滲透是可行的,但後續仍須評估其他使用條件的差異,以確認此評估工具的適
用特性。

Background:Acid solutions are widely used in industrial fields. Occupational
exposure may occur in industries such as chemical manufacturing, construction, leadacid battery manufacturing, pickling and metal acid treatment, and etc. If the protective gloves are not able to provide sufficient protection. The hands of wearers might suffer from dermatitis or chemicals burns while exposed to en the acid solutions.
Aim:The "pH test paper" wsa proposed to be a on-site tool to assist the occupational health professionals to evaluate the permeation of gloves to acid solutions. By comparing the color-change time of pH test paper with the breakthrough time detected by pH meter and ion-exchange chromatography (IC), the feasibility of pH test paper as a semi-quantitative assessment tool for glove permeation was validated.
Material and Method:The ASTM F739 standard test method was modified to test
the permeation of commonly used acid solutions (hydrochloric acid, nitric acid,
sulfuric acid and acetic acid) of latex gloves (H511, Shun Thai Rubber Gloves
Industry Public Co., Ltd,). A constant temperature water bath (B206, Firstek) was used to control the test temperature, and the test durations was 2-4 hours. The color change of the pH test paper due to the permeation of hydrogen ions through the latex gloves was observe and recorded, and the concentrations of hydrogen ion and anions were quantified by pH meter and IC, respectively. The Wilcoxon sign-rank test was used to statistically examine the difference of glove material before and after the test, and the Kruskal-Wallis H test was used to compare the difference in color change times of the three detection tools.
Results:In the comparison of glove thickness, except for one test was significant difference in before and 24 hours after the test, and the other results showed no significant difference. In the comparison of the weight of gloves, there was no significant difference, indicating that the glove material did not change significantly due to exposure to these acid solutions. The color-change times of the pH test papers were about 2-92 minutes, the breakthrough times of the pH meter test was 15 minutes, and the breakthrough times of the IC test was in the range of 15 - 125 minutes. Except for 37% hydrochloric acid, the color-change time of pH test paper for the other acid solutions were earlier than the IC detection breakthrough times. All the breakthrough times detected by pH meter and IC for 65% nitric acid, 55.8% (w/w) sulfuric acid and 10% (w/w) acetic acid were significantly different; for 37% hydrochloric acid, 99.8% acetic acid and 95-97% sulfuric acid, there were significant differences between pH test paper and pH meter as well as between pH test paper and IC.
Conclusions:For 65% nitric acid, 55.8% sulfuric acid and 10% acetic acid, pH test paper can be applied to evaluate the permeation of latex gloves, but the variation of different exposed conditions on the permeation of acid solutions must be investigated further.
目錄
摘要…………………………………………………………………………….……Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………….…..Ⅲ
致謝………………………………………………………………………………….Ⅴ
目錄…………………………………………………………………………….……Ⅵ
表目錄………………………………………………………………………….……Ⅸ
圖目錄………………………………………………………………………….…ⅩⅡ
第一章 前言……………………………………………………………………..…1
第一節 研究背景……………………………………………………………..…1
第二節 研究目的……………………………………………………………..…2
第二章 文獻回顧………………………………………………………………..…3
第一節 酸性溶液的特性、用途及危害……………………………………..…3
2.1.1 鹽酸…………………………………………………………………..…3
2.1.2 硫酸…………………………………………………………………..…3
2.1.3 硝酸…………………………………………………………………..…4
2.1.4 乙酸…………………………………………………………………..…4
第二節 乳膠手套…………………………………………………………….….6
第三節 手套滲透之相關研究……………………………………………….….7
第四節 滲透試驗方法……………………………………………………….….12
2.4.1 名詞解釋………………………………………………………………..12
2.4.2 滲透試驗程序…………………………………………………………..15
2.4.3 滲透試驗模式………………………………………………………......17
第三章 材料與方法…………………………………………………………….….19
第一節 藥品與儀器……………………………………………………….…….19
3.1.1 藥品與試劑……………………………………………………….….…19
3.1.2 儀器與設備……………………………………………………….….…19
第二節 滲透試驗測試手套………………………………………………….…22
第三節 標準品與檢量線濃度配製………………………………………….…23
3.3.1 標準品配製………………………………………………………….…23
3.3.2 檢量線製作……………………………………………………….……23
3.3.3 離子層析儀之偵測條件與檢量線繪製…………………………….…24
第四節 手套滲透實驗設計………………………………………………….…25
3.4.1 加入清洗樣本流程………………………………………………….…26
3.4.2 滲透試驗手套樣本前處理………………………………………….…26
3.4.3 手套滲透試驗流程………………………………………………….…26
第五節 實驗參數之計算方式……………………………………………….…29
3.5.1 破出時間及滲透速率…………………………………………….……29
3.5.2 穩定滲透速率…………………………………………………….……29
3.5.3 數據整理與統計分析…………………………………………….……29
第四章 結果………………………………………………………………….……30
第一節 檢量線…………………………………………………………….……30
4.1.1 層析圖譜與檢量線……………………………………………….……30
第二節 手套物理特性變化……………………………………………….……33
第三節 手套滲透參數…………………………………………………….……70
4.3.1 破出時間………………………………………………………….……70
4.3.2 滲透速率與累積滲透質量……………………………………….……72
4.3.3 延遲破出時間…………………………………………………….……86
第四節 三種偵測工具破出時間差異…………………………………….……94
第五章 討論………………………………………………………………….……96
第一節 手套滲透試驗參數與測試溶液差異…………………………….……96
第二節 測試方式之差異………………………………………………………100
第六章 結論………………………………………………..……………………..101
第一節 結論與建議……………………………………………………………101
第二節 研究限制………………………………………………………………102
中文參考文獻………………………………………………………………………103
英文參考文獻………………………………………………………………………104
表目錄
表 2-1 酸性溶液之物理、化學數據整理…………………………………..….5
表 2-2 手套製造商之乳膠手套測試資料…………………………………..….11
表 4-1 乳膠手套滲透試驗之重量結果(37%鹽酸,試紙)…………..………...34
表 4-2 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(37%鹽酸,試紙)………………….…35
表 4-3 乳膠手套滲透試驗之重量結果(37%鹽酸,pH 計)…………………...36
表 4-4 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(37%鹽酸,pH 計)…………………...37
表 4-5 乳膠手套滲透試驗之重量結果(37%鹽酸,IC)…………………….…38
表 4-6 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(37%鹽酸,IC)…………………….…39
表 4-7 乳膠手套滲透試驗之重量結果(65%硝酸,試紙)……………….……40
表 4-8 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(65%硝酸,試紙)………………….…41
表 4-9 乳膠手套滲透試驗之重量結果(65%硝酸,pH 計)……………….…..42
表 4-10 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(65%硝酸,pH 計)……………….…43
表 4-11 乳膠手套滲透試驗之重量結果(65%硝酸,IC)………………….…..44
表 4-12 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(65%硝酸,IC)………………….…..45
表 4-13 乳膠手套滲透試驗之重量結果(95-97%硫酸,試紙)…………….….46
表 4-14 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(95-97%硫酸,試紙)…………….….47
表 4-15 乳膠手套滲透試驗之重量結果(95-97%硫酸,pH 計)………………48
表 4-16 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(95-97%硫酸,pH 計)………………49
表 4-17 乳膠手套滲透試驗之重量結果(95-97%硫酸,IC)……………….….50
表 4-18 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(95-97%硫酸,IC)…………………..51
表 4-19 乳膠手套滲透試驗之重量結果(55.8%硫酸,試紙)……………….....52
表 4-20 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(55.8%硫酸,試紙)………………….53
表 4-21 乳膠手套滲透試驗之重量結果(55.8%硫酸,pH 計)………………...54
表 4-22 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(55.8%硫酸,pH 計)………………...55
表 4-23 乳膠手套滲透試驗之重量結果(55.8%硫酸,IC)…………………….56
表 4-24 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(55.8%硫酸,IC)…………………….57
表 4-25 乳膠手套滲透試驗之重量結果(99.8%乙酸,試紙)………………….58
表 4-26 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(99.8%乙酸,試紙)………………….59
表 4-27 乳膠手套滲透試驗之重量結果(99.8%乙酸,pH 計)………………...60
表 4-28 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(99.8%乙酸,pH 計)………………...61
表 4-29 乳膠手套滲透試驗之重量結果(99.8%乙酸,IC)…………………….62
表 4-30 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(99.8%乙酸,IC)…………………….63
表 4-31 乳膠手套滲透試驗之重量結果(10%乙酸,試紙)……………………64
表 4-32 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(10%乙酸,試紙)……………………65
表 4-33 乳膠手套滲透試驗之重量結果(10%乙酸,pH 計)…………………..66
表 4-34 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(10%乙酸,pH 計)…………………..67
表 4-35 乳膠手套滲透試驗之重量結果(10%乙酸,IC)………………………68
表 4-36 乳膠手套滲透試驗之厚度結果(10%乙酸,IC)………………………69
表 4-37 試紙變色時間及 pH 計與 IC 之破出時間…………………………….71
表 4-38 各酸性溶液之累積滲透質量與最大滲透速率………………………..73
表 4-39 37%鹽酸對乳膠手套滲透之試驗參數………………………………..88
表 4-40 65%硝酸對乳膠手套滲透之試驗參數………………………………..89
表 4-41 95-97%硫酸對乳膠手套滲透之試驗參數…………………………….90
表 4-42 55.8%硫酸對乳膠手套滲透之試驗參數……………………………...91
表 4-43 99.8%乙酸對乳膠手套滲透之試驗參數……………………………...92
表 4-44 10%乙酸對乳膠手套滲透之試驗參數………………………………..93
表 4-45 Kruskal-Wallis H 檢定結果及判定之等級平均數…………………….94
表 4-46 事後檢定計算結果……………………………………………………..95
表 5-1 各酸性溶液之標準破出時間……………………………………………97
表 5-2 手套製造商測試資料與滲透試驗數據比較……………………………99
表 5-3 酸性溶液之莫耳體積…………………………………………………..99
圖目錄
圖 2-1 穩定滲透速率…………………………………………………………..14
圖 2-2 ASTM F739-12 測試標準方法之滲透裝置……………………………15
圖 2-3 ASTM F739-12 標準測試方法之密閉系統……………………………16
圖 2-4 滲透模式之型態………………………………………………………...18
圖 3-1 恆溫水浴槽………………………………………………………………21
圖 3-2 酸鹼度測定計……………………………………………………………21
圖 3-3 離子交換層析儀…………………………………………………………21
圖 3-4 乳膠檢診手套……………………………………………………………22
圖 3-5 酸性溶液滲透試驗流程圖………………………………………………25
圖 3-6 ASTM F739-12 滲透裝置(側面)………………………………………..28
圖 3-7 ASTM F739-12 滲透裝置(平面)………………………………………..28
圖 4-1 0.1 mg/mL 溶液之離子交換層析圖譜………………………………….30
圖 4-2 氯離子檢量線……………………………………………………………31
圖 4-3 硝酸根離子檢量線………………………………………………………31
圖 4-4 硫酸根離子檢量線………………………………………………………32
圖 4-5 乙酸根離子檢量線………………………………………………………32
圖 4-6 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(37%鹽酸,pH 計)………74
圖 4-7 乳膠手套滲透試驗之氯離子累積滲透質量(37%鹽酸,IC)…………..74
圖 4-8 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(65%硝酸,pH 計)………75
圖 4-9 乳膠手套滲透試驗之硝酸根離子累積滲透質量(65%硝酸,IC)……..75
圖 4-10 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(95-97%硫酸,pH 計)…76
圖 4-11 乳膠手套滲透試驗之硫酸根離子累積滲透質量(95-97%硫酸,IC)..76
圖 4-12 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(55.8%硫酸,pH 計)…..77
圖 4-13 乳膠手套滲透試驗之硫酸根離子累積滲透質量(55.8%硫酸,IC)…77
圖 4-14 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(99.8%乙酸,pH 計)…...78
圖 4-15 乳膠手套滲透試驗之乙酸根離子累積滲透質量(99.8%乙酸,IC)….78
圖 4-16 乳膠手套滲透試驗之氫離子累積滲透質量(10%乙酸,pH 計)……..79
圖 4-17 乳膠手套滲透試驗之乙酸根離子累積滲透質量(10%乙酸,IC)……79
圖 4-18 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(37%鹽酸,pH 計)…………..80
圖 4-19 乳膠手套滲透試驗之氯離子滲透速率(37%鹽酸, IC)……………..80
圖 4-20 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(65%硝酸,pH 計)…………..81
圖 4-21 乳膠手套滲透試驗之硝酸根離子滲透速率(65%硝酸,IC)…………81
圖 4-22 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(55.8 硫酸,pH 計)………….82
圖 4-23 乳膠手套滲透試驗之硫酸根離子滲透速率(55.8%硫酸,IC)……….82
圖 4-24 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(95-97%硫酸,pH 計)………83
圖 4-25 乳膠手套滲透試驗之硫酸根離子滲透速率(95-97%硫酸,IC)……..83
圖 4-26 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(99.8%乙酸,pH 計)………...84
圖 4-27 乳膠手套滲透試驗之乙酸根離子滲透速率(99.8%乙酸,IC)……….84
圖 4-28 乳膠手套滲透試驗之氫離子滲透速率(10%乙酸,pH 計)…………..85
圖 4-29 乳膠手套滲透試驗之乙酸根離子滲透速率(10%乙酸,IC)…………85
圖 4-30 穩定狀態之累積滲透量及時間之線性方程式………………………..86
中文參考文獻
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_and_the_Acid_Dissociation_Constant_(Ka),(2020)
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20211013)
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