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

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.

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.

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.

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.