Полимерные добавки. Базы данных. Продолжение

Распространенной просьбой к аналитическим лабораториям является анализ добавок в образце, который преждевременно потерпел неудачу в испытании на воздействие, когда в лучшем случае доступен ещё не использовавшийся до этого в коммерческих продуктах контрольный образец. При некоторых обстоятельствах воздействие тепла или света могло превратить добавку в другие продукты. Для идентификации продукта реакции обычно требуется общая библиотека спектроскопических или масс-спектрометрических профилей целевых материалов. Например, Белл с коллегами сосредоточили внимание на деградации светостабилизаторов и антиоксидантов в химических и фотоокисляющих средах. Обнаружено, что HPLCUV, VIS, FTIR и GC-MS являются подходящими методами для отслеживания химического состава добавок.

С другой стороны, изучение химии бензотриазолов оказалось более сложным из-за нерастворимости смолистых продуктов разложения. Важность адекватной поддержки справочными материалами базы данных хорошо иллюстрируется следующим случаем. После хроматографического разделения (TLC, CC) комбинация 1H/13C NMR, DI-MS (EI), FTIR и HPLC (UV/VIS, DAD and MS) не распространяла горение в японских полипропиленовых изделиях (ТВ оборудование) на европейском рынке. Материал был идентифицирован как тетрабромбисфенол-S-бис-(2,3-дибромпропиловый эфир) (TBBP-S). Результат был проверен путем синтеза контрольного материала; продукт был окончательно идентифицирован как Non Nen 52 от компании Marubishi Oil Chemical (Осака), однако не зарегистрирован ни в одной спектральной базе данных.

Поскольку структура добавок для полимеров становится все более сложной, существует растущая потребность в хорошем надежном анализе добавок, чтобы удовлетворить более строгие требования к рабочим характеристикам. Для качественной продукции нужны качественные аналитические методы. По мере ускорения темпов накопления научных знаний ученым становится все труднее быстро и эффективно находить соответствующую информацию и публиковать ее в надлежащих местах. Это, безусловно, справедливо для такой широкой области, как аналитика полимерных добавок. В нашем цикле мы постараемся дать исчерпывающий обзор текущего состояния (качественного и количественного) методов анализа для определения аддитивности в коммерческих полимерах на самом низком уровне аналитической сложности (объемный анализ).

Важно понимать, что не существует универсальной техники и универсального оборудования для определения состава каждого материала, поэтому акцент будет сделан на применимость тех или иных методик к конкретным случаям. Поскольку аддитивный анализ обычно является областью решения промышленных проблем, особое внимание будет уделено экономически эффективным, реальным аналитическим подходам. В частности, будут сравниваться перспективы анализа, проведенного после отделения добавок от полимера. В последние годы наблюдается почти геометрическое увеличение диапазона аналитических методов, в частности, связанных с хроматографией, спектроскопией и масс-спектрометрией. Мы постараемся объединить эти методы и по возможности проиллюстрировать на примерах конкретных приложений. Также будут указаны ограничения современной методологии аддитивного анализа.

Основная цель цикла — подготовить почву для большей заинтересованности компаний в области анализа полимеров / добавок. Для анализа продуктов идеально подойдут специалисты по аналитическим техникам и специалисты по конкретным продуктам (например, инженеры по трубопроводным системам), которые будут работать в тесной связке. Некоторые отраслевые аналитические отделы в компаниях уже построены именно таким образом. Ключ к успешному анализу добавок в полимере для конкретного применения требует не только всестороннего понимания коммерческих добавок, но также знания полимерного сырья и его целевого применения, а также необходимых испытаний для этого конкретного применения.

Для анализа добавок в полимерах ещё Кромптон подчеркивал важность знакомства с химическими и физическими свойствами добавок. Для этого отошлём читателя к специальной литературе, однако в конце цикла кое-какая информация по данным вопросам также будет приведена. Пока же следует помнить, что адекватной методики измерения недостаточно для хороших аналитических результатов. Анализы проводятся в соответствии с ISO 9001 и в соответствии с утвержденными аналитическими протоколами. Отклонения от таких протоколов должны быть представлены как поправки (априори) или как отклонения (апостериори). Более того, ни при каких условиях аналитик не должен менять аналитические инструменты: без этого ни о каких объективных данных по анализу материалов на добавки не может быть и речи.