Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

18 июля 2020
Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

Метод экстракции полимерных добавок при помощи сверхкритической жидкости (SFE) широко используется при анализе твердых полимеров. Сверхкритическая экстракция жидких образцов распространена менее широко, поскольку может произойти растворение или захват полимерной матрицы. SFE также применялся для анализа жидких (полиалкиленгликолевых, PAG) смазок и композиций сложных эфиров сорбита. Анализ добавок PAG (антиоксидантов, биоцидов и антикоррозийных, противоизносных и противовспенивающих агентов) затруднен присутствием низкомолекулярной матрицы PAG (жидкой), и поэтому необходим метод селективного отделения добавок от PAG. Матрица PAG была иммобилизована на диоксиде кремния, и экстрагированные аналиты были пропущены через колонку с диоксидом кремния, расположенную на одной линии в потоке SCF (сверхкритической жидкости).

Сверхкритическая флюидная экстракция может использоваться не только для отделения добавок от полимерной матрицы, но и для фракционирования полимеров. Полимер (считающийся идеальной смесью олигомеров) экстрагируется в течение ряда последовательных периодов времени. В каждом периоде давление постоянно и выше, чем в предыдущем периоде. Экстракция продолжается в каждом периоде до тех пор, пока очень мало полимера извлекается при этом давлении. Используя этот метод, полиэтилен был разделен на фракции с использованием сверхкритического CO2. Требование применения этого метода состоит в том, что фракции полимера растворимы в жидкости SFE. Так как полиизобутен не очень растворим в CO2, могут быть извлечены только низкие олигомеры. Для полидиметилсилоксана, который гораздо более растворим в CO2, полученные фракции имели более высокие показатели полидисперсности. Теперь поговорим о такой процедуре, как подкритическая экстракция воды.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

Вода является интересной альтернативой для экстракционной жидкости благодаря ее уникальным свойствам и нетоксичным характеристикам. До сих пор в режиме непрерывной экстракции использовались два состояния воды: докритическое (при температуре 100 °C < T < 374 °C и давлении, достаточном для поддержания воды в жидком состоянии) и сверхкритическое (температура > 374 ° C, давление > 218 бар). К сожалению, сверхкритическая вода обладает высокой коррозионной активностью, и требуемые высокие температуры могут привести к термическому разложению менее стабильных органических соединений. Однако вода также является отличной средой для экстракции ниже ее критической температуры. Подкритическая вода проявляет меньшее коррозионное воздействие. Отличительной особенностью как суб-, так и сверхкритической воды как выщелачивающего агента является ее способность изменять свою диэлектрическую проницаемость в зависимости от температуры. Когда вода нагревается при умеренном давлении, диэлектрическая проницаемость (и, следовательно, эффективная полярность) падает до точки, где она ведет себя как органический растворитель.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

Диэлектрическая проницаемость (ε) воды в первую очередь является обратной функцией температуры и лишь незначительно зависит от давления. Экстракция эффективна при использовании воды без необходимости перехода в сверхкритическое состояние. При комнатной температуре ε воды составляет около 80, делая ее слишком полярной, чтобы сольватировать гидрофобные органические соединения. Однако при 300 °С ε жидкой воды падает примерно до 20, что очень похоже на этанол (= 24) и метанол (= 33) при 25 °С. Многие органические соединения достаточно растворимы для экстракции водой в докритических условиях. Была разработана аппаратура для подкритической (или перегретой) экстракции воды (SWE), также называемая извлечением горячей воды под давлением (PHWE). PHWE определяется как извлечение воды и пара. В SWE аналиты извлекаются в докритическую воду, которая протекает через экстракционную камеру (динамический режим), обычно при 200 °C. Во многих случаях для достижения эффективной экстракции необходимо использовать температуры выше 200 °C, а для этого требуются специальные экстракционные сосуды, клапаны и уплотнительные материалы.

После экстракции воду охлаждают и экстрагированные аналиты собирают либо в органический растворитель, либо в ловушку твердой фазы. К сожалению, коммерческое оборудование PWHE недоступно. Условия в PHWE обычно жесткие и, следовательно, способ не подходит для термолабильных соединений. Аналиты могут также реагировать друг с другом или с молекулами воды во время экстракции. С аналитической точки зрения наиболее существенными негативными факторами SWE в непрерывном режиме являются совместное извлечение нежелательных компонентов матрицы (обычно полярных компонентов) и разбавление аналита в экстракте. Это требует стадии очистки и концентрации перед индивидуальным разделением и обнаружением целевых соединений.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

Ряд исследователей разработали хроматографический метод, который позволяет использовать докритическую (горячую / жидкую) воду в качестве подвижной фазы для RPLC с насадочной колонкой с детектированием растворенных веществ с помощью методов FID или UV, также используются комбинации PHWE-LC-GC-FID. Перед элюированием экстракт сушат в твердофазной ловушке для удаления воды. По аналогии с SFE-SFC была предложена оперативная хроматография с вытяжкой и перегретой водой (SWE-SWC). Онлайн извлечение, очистка и фракционирование образцов повышает чувствительность, предотвращает загрязнение и минимизирует источники ошибок. С появлением SWE как альтернативы SFE появились возможности для сочетания реакций дериватизации с водными экстракциями. Хотя извлечение с использованием перегретой и сверхкритической воды дает удовлетворительные результаты, многие инструментальные проблемы должны быть преодолены, прежде чем этот метод будет готов к выходу из академических исследовательских лабораторий. Однако этот подход может сыграть значительную роль в будущих аналитических извлечениях.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 9

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад