Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

14 июля 2020
Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

На этот раз продолжим описание технологий, связанных с идентификацией полимерных добавок в образцах. В предыдущей статье на эту тему мы остановились на сверхкритических жидкостях SCF. Извлечение SCF может осуществляться тремя различными способами. При статическом извлечении (без расхода) в экстракционном сосуде повышают давление до требуемого давления с помощью экстрагирующей жидкости, а затем просто оставляют на определенное время. Основным преимуществом этого метода является то, что жидкость успевает проникнуть в матрицу. Это наиболее применимо, когда аналит имеет высокое сродство к растворителю и низкое сродство к матрице, а также когда предел растворимости аналита в жидкости намного выше, чем фактический уровень, достигнутый во время экстракции. Этот метод был популярен в ранних экспериментах SFE (метод экстракции сверхкритических жидкостей SCF), но уступил динамическому SFE.

В этом случае SCF непрерывно пропускается по образцу, экстрагируя растворимые соединения и осаждая их в подходящем растворителе или в твердой ловушке. Динамический режим особенно полезен, когда концентрация растворенного вещества в образце является высокой по сравнению с его растворимостью в жидкости или когда растворенное вещество имеет высокое сродство к матрице образца. Многие современные инструменты могут работать как в динамическом, так и в статическом режимах, и часто наилучшим подходом является объединение их в режиме импульсного извлечения. Рециркуляционная экстракция сочетает в себе некоторые особенности статической и динамической экстракции. SFE может работать в режиме автономной экстракции. Автономная экстракция относится к методам, в которых извлеченные аналиты собираются и изолируются каким-либо образом, не связанным напрямую с последующими аналитическими методами, которые должны использоваться. Это самый простой способ выполнить извлечение по методу SFE. Хотя значительная часть ранних работ была направлена на использование совместимости метода SFE с хроматографическим разделением, негибкость таких систем, вероятно, ограничивала их дальнейшее использование.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

Ситуация как раз противоположна для автономного SFE. Гибкость автономной работы позволяет аналитику сосредоточиться только на пробоподготовке. Оптимизация метода SFE для максимизации извлечения аналита может проводиться без опасения перегрузки хроматографической колонки, а также оставляет определенную свободу выбора в отношении анализа, например, ГХ, ВЭЖХ, ИК и т. д. В зависимости от характера целевых аналитов, которые будут извлечены, можно выбрать три основных режима автономного сбора: сбор пустых флаконов (для нелетучих или высокомолекулярных аналитов), стеклянный флакон, заполненный подходящим жидким растворителем (для аналитов с промежуточной летучестью) и криогенно-охлажденная ловушка твердофазного адсорбента (для летучих аналитов). Наиболее известным и часто используемым методом улавливания аналита во время автономного SFE является улавливание жидкого растворителя. Адсорбентами для твердофазного улавливания по методу SFE являются модифицированный диоксид кремния (30–45 мкм), стеклянные гранулы, гранулы цианомодифицированного диоксида кремния (30 мкм), гранулы из плавленого кварца (80–100 мкм), шарики из силанизированного стекла (80 –100 мкм) или шарики из нержавеющей стали (1200 мкм). Ряд исследователей использовали онлайн связь SFE-SPE в качестве селективной ловушки для сбора экстракта и описали новое устройство захвата для автономного динамического SFE на основе специально подготовленной колонки SPE с различными типами адсорбентов.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

Теперь поговорим про использование метода SFE полимеров и добавок. SFE полимеров является жизнеспособным методом экстракции и обычно намного быстрее, чем вышеупомянутые традиционные методы. Например, японские учёные Хирата и Окамото сообщили, что добавки могут быть извлечены при 90% извлечении из полиэтиленовых и полипропиленовых пленок с использованием CO2 при 25,4 МПа и температуре +35 °С в течение 2 часов по сравнению с 24 часами для экстракции Сокслета. Другие учёные (например, Коттон) показали, что Irganox 1010, Irgafos 168 и эрукамид могут быть извлечены из измельченного полиэтилена, а Tinuvin 770 из полипропилена с 92–95% извлечения в течение 15 минут при 42,9 МПа и +60 °C с использованием SFE. Обычно необходимо определить оптимальные условия экстракции. Методика имеет важные преимущества, особенно в случаях, когда может произойти потеря или деградация целевых аналитов. Образование продуктов окисления не представляет никаких проблем. Некоторые авторы утверждают, что селективность может быть внедрена в современные приборы SFE. Селективность и эффективность экстракции могут контролироваться природой сверхкритической жидкости. Еще одна возможность для селективности касается плотности сверхкритической среды и температуры. После выщелачивания образца экстракт собирают в твердую ловушку с неполярным или полярным адсорбентом, который может быть выбран в соответствии с применением.

Затем ловушку промывают растворителем, полярность которого может быть выбрана для селективной десорбции представляющих интерес растворенных веществ, и адсорбент может быть добавлен в экстракционную емкость. Тщательно выбирая условия экстракции, класс селективного метода SFE был обозначен как новое направление в автономных аналитических методах работы с SFE. Избирательные по классу экстракции с использованием метода SFE могли бы дать экстракты, не содержащие матричные компоненты, которые могут помешать анализу целевых аналитов. Выбор условий SFE для достижения селективных по классу экстракций, по-видимому, сильно зависит от характера полимерной матрицы. Однако утверждение о том, что SFE обеспечивает селективность, необходимую даже для самых сложных образцов, заслуживает некоторого комментария.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

Фактически, предполагаемая повышенная селективность SFE является мифом: утверждение о селективности SFE неоправданно. В экстракции всегда существует компромисс между воспроизводимым полным извлечением и селективностью. Только методы, которые применяют мягкие условия экстракции или используют какой-то очень специфический химический состав, могут быть селективными. Тем не менее, методы мягкой экстракции ограничены в области их применения и, вероятно, будут демонстрировать зависящие от матрицы выходы экстракции. Даже метод Сокслета можно сделать более селективным, используя ряд экстракционных растворителей с повышенной плотностью. Применение мягких условий экстракции может привести к селективному методу SFE, но в этих условиях метод, вероятно, будет страдать от сильной зависимости полимерной матрицы от выходов экстракции, как любой другой метод мягкой экстракции.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Метод извлечения сверхкритических жидкостей. Часть 1

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