Полимерные добавки. История исследований добавок. Продолжение

Латтимер и Харрис сделали акцент на извлечении добавок из полимеров, MS-анализе экстрактов (GC-MS и LC-MS анализах), а также на прямом масс-спектральном анализе полимерных добавок, включая термическую десорбцию и пиролиз. Митчелл описал разработки в области техники, приборов и решения проблем в прикладном анализе и характеристике полимеров. Позже Фостер обратился к аналитическим методам, связанным с тестированием ингибирования окисления, а Ротшоу и Поспишил опубликовали в 1989 году превосходный обзор, охватывающий как косвенный, так и прямой методы анализа стабилизаторов.

Довольно подробный обзор литературы по аддитивному анализу (ограниченный некоторыми защитными агентами, такими как антиоксиданты и УФ-стабилизаторы) был опубликован Фрайтагом в 1993 году с акцентом на подготовку проб (экстракция по Сокслету, растворение / осаждение), методы TLC, HPLC, GC и различные спектроскопические исследования. Мунтяну сообщил о превосходном анализе антиоксидантов и светостабилизаторов в полиолефинах с помощью HPLC. Ньютон провел обзор химического анализа добавок в различных полимерах (полипропиленах, ПВХ, ПТФЭ и полиамидах). Томас представил общий обзор аналитических методов, доступных для оценки и количественного определения первичных и вторичных добавок стабилизаторов (антиоксидантов, технологических и светостабилизаторов) в полиолефиновых субстратах. Бергер изучил использование SFC в анализе полимерных добавок.

Батайяр с соавторами недавно широко освещал анализы полимеров и добавок, а Гуйя рассматривал методы диспергирования и анализа различных полимерных добавок (пластификаторы, смазки, стабилизаторы, связующие агенты, фотокатализаторы, поверхностно-активные вещества, вулканизующие и сшивающие агенты). Наконец, Хуммель описал применение вибрационной спектрометрии (FTIR, UV) и масс-спектрометрии для идентификации и выяснения структуры пластиковых добавок (главным образом, антиоксидантов, стабилизаторов, пластификаторов, пигментов, наполнителей и каучукоподобных химикатов). Многие аналитические инструменты более приспособлены к идентификации классов соединений, чем к анализу конкретных соединений.

Прогресс в области анализа полимеров / добавок за последние полвека лучше всего иллюстрируется старым рецептом прямого определения оловоорганических стабилизаторов в ПВХ. ПВХ (200 мг) растворяли в 20 мл THF и осаждали с помощью 50 мл EtOH. Несколько капель 0,1% раствора пирокатехина добавляли в нагретый фильтрат до появления синего цвета. Этот раствор титровали с 0,001 EDTA до перехода от зелёного к жёлтому. В присутствии Mg, Ca и Zn перед титрованием добавляли чёрный эриохром. Тем не менее физико-химический инструментальный анализ в настоящее время практически подавил такую химическую работу вручную. В интернете распространяются уже другие методы анализа и поддерживается спектроскопическая информация о мономерах и добавках, используемых для материалов, контактирующих с пищевыми продуктами (главным образом, упаковки).

Доступ к базам данных обеспечивает один из наиболее важных инструментов для анализа полимеров / добавок, поскольку он в значительной степени определяет эффективность (и стоимость) всех операций. Литература предоставляет обширную спектральную информацию, доступную в связанных объемах иллюстраций или в компьютерном формате, таких как коллекции Bio-Rad Sadtler, Aldrich, Bruker-Merck, Nicolet и Rapra FTIR. Также доступны NMR-спектры органических соединений, добавок (в том числе пластификаторов, антипиренов, поверхностно-активных веществ), каучукоподобных химикатов, полимеров и неорганических веществ (включая минералы).

Обычно онлайн файлы данных комбинационного рассеяния содержат приблизительно 200 000 спектров чистых соединений (Sadtler с 1740 полимерными добавками, 1480 пластификаторами, 590 антипиренами, 3070 красителями и пигментами, 700 отвердителями, 850 основных поверхностно-активных веществ в качестве специфических продуктов). Также 7000 веществ содержится в базе данных Hummel, 18 500 в базе данных Aldrich, 3000 в БД Merck, известно 3000 покрытий, 1000 неорганических добавок и представлено 576 спектров организацией Rapra (Коллекция инфракрасных спектров каучуков, пластиков и термопластичных эластомеров). О базах данных подробнее в следующей части.