Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Другие методы извлечения. Микроволновая экстракция. Часть 7

Таким образом, в двухэтапной сольвнет-экстракции с использованием микроволнового излучения (TSM) первая стадия (микронизация) определяет полное растворение посредством микроволнового нагрева и перекристаллизации полимера в виде очень мелких частиц или пластинок (менее 1 мкм) при охлаждении. На второй стадии (выщелачивания или реакционной) добавки растворяются путем добавления подходящего количества органического полярного растворителя в емкость для экстракции. Типичные условия TSM для микронизации: 2 г гранулированного полимера, объем смеси растворителей 25 мл, микроволновая мощность 1 кВт и время / температура в зависимости от полимера. Благодаря этой новой морфологии полимер легче выделяет полярные добавки в смесь растворителей. Полярные растворители, такие как метанол (25 мл), добавленные в сосуд, содержащий микронизированную смесь, легко растворяют полярные органические добавки, которые суспендированы в предыдущей смеси растворителей. Таким образом, хорошее восстановление может быть легко достигнуто путем короткого ручного встряхивания (выщелачивания) в течение 10–15 минут. Солюбилизация или извлечение полярных органических добавок также может быть достигнута после химической реакции. Фактически, для хорошей экстракции некоторых органических добавок может потребоваться окисление (например, 2,6-ди-трет-бутилгидропероксидом), омыление (например, TBAH), гидролиз (например, фосфорной кислотой) или дериватизация (например, 1,4-дибромацетофеноном).

Процедуры TSM дают отличные результаты восстановления для следующих средне- и высокополярных добавок, экстрагированных с использованием выщелачивания (зародышеобразователи — соли ароматических фосфонатов, производные сорбита, а также светостабилизаторы — полимерный HALS, гидролитического режима (антацидные агенты — соли жирных кислот), омыления (светостабилизаторы — полимерный HALS), а также окисления (стабилизаторы — ароматические фосфитные и фосфит-фосфонитовые смеси). Хорошим примером анализа путем экстракции TSM в сочетании с химической реакцией является анализ солей жирных кислот (например, стеарата кальция). Соли жирных кислот могут полностью превращаться в соответствующие кислоты. Свободные жирные кислоты (в основном стеариновая, пальмитиновая и миристиновая) полностью солюбилизированы в верхнем слое смеси органических растворителей внутри микроволнового сосуда и могут быть определены количественно с помощью метода HPLC-ELSD. Испытания на экстракцию TSM были выполнены на PP / (Irganox 1010/1076/1425, Irgafos 168, бензоат натрия), а процедуры TSM были протестированы с использованием зародышеобразователя бензоата натрия и агента против выцветания Irganox 1425 в качестве полярных органических добавок. Восстановление бензоата натрия и Irganox 1425 оказалось выше 95%.

Основными параметрами, влияющими на экстрагируемость при MAE, являются температура, давление, время экстракции и выбор растворителя. Микроволновая экстракция ПЭТ с дихлорметаном (DCM) при 120 oC в течение 2 часов дала результаты, сопоставимые с экстракцией Сокслета в течение 24 часов. При температуре 125 oC время микроволновой экстракции сокращается до 0,5 часа, но полимер плавится при температуре выше 120 oC, и происходят явления разложения ПЭТ. MAE с использованием гексан-ацетон (1:1), воды, ацетона и ацетон-DCM (1:1) дает гораздо меньшее извлечение, чем DCM при 120 oC. Этого следовало ожидать, исходя из параметров растворимости. При той же температуре DCM больше всего набухает в полимере. Основным экстрагируемым компонентом олигомеров с низкой молекулярной массой является циклический тример, при этом сообщалось о фракциях до гептамера, нонамера и декамера. Влияние химических веществ, переносимых при приготовлении пищи в микроволновой печи в различных пластмассах, рассматривалось отдельно. MAE также использовался для извлечения пластификаторов адипата из ПВХ. Эффективность MAE зависит от типа растворителя, достигнутой температуры и времени нагрева.

Конечная достигнутая температура зависит от мощности микроволн, количества сосудов и времени облучения. Сообщалось о более высоких значениях извлечения, чем SFE (извлечение сверхкритических жидкостей уже рассматривалось нами выше), как для фталата, так и для адипата. Появились и другие сообщения об экстракции растворителем с помощью микроволн. Метод MAE при извлечении добавок из полимерных матриц имеет в целом хорошие показатели, однако для подтверждения этого подхода к аналитической пробоподготовке могут потребоваться дополнительные исследования. Микроволновый нагрев также применялся для растворения полимеров для определения молекулярной массы. В настоящее время ведется работа по проверке метода MAE, предложенного для EPA, в рамках многолабораторного оценочного исследования. Ничего подобного для добавок в полимерные матрицы не сообщалось. Также была рассмотрена экстракция растворителем с помощью микроволн при анализе органических веществ в окружающей среде. Сообщалось о MAE сложных эфиров фталевой кислоты (DMP, DEP, DAP, DBP, BBP, DEHP) из морских отложений. На сегодняшний день основное внимание уделяется извлечению из твердых образцов. Однако недавний опыт показывает, что MAE также может иметь важное значение для экстракции из жидкостей. В следующей части рассмотрим методы MAE при атмосферном давлении.