Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Описание методов. Часть 15

Особенностью экстракции SCF (сверхкритических жидкостей) является то, что большинство аналитов удаляется в течение короткого периода в начале экстракции. Во всех случаях наблюдалось начальное падение к прямолинейному участку, предсказанному моделью «горячего шара». В этот период (до tr = 0,5) около 63% материала теряется из сферы, однако время, необходимое для извлечения 99% материала, соответствует tr = 4,1, то есть почти в 10 раз больше, чем необходимо для удаления первых 50%. Длинный хвост экстракции, хотя и включает меньшую часть растворенного вещества, важен для количественных результатов. Однако использование модели «горячего шара» может обеспечить метод экстраполяции, который значительно сокращает время, необходимое для получения количественных результатов. Если извлечение выполняется, по меньшей мере, так же долго, как начальный нелинейный период для получения извлеченной массы m1, с последующим извлечением в течение двух последующих равных периодов времени для получения масс m2 и m3, тогда это можно легко показать, используя уравнение: m0, общая масса в образце, определяется как m0 = m1 + m22 / (m2 — m3).

В случае экстракции из полимеров, есть преимущество в работе с образцами гранул (без потерь при измельчении). Однако довольно полное извлечение полимерных гранул диаметром несколько мм, вероятно, займет до 80 часов. Затем может быть применена процедура экстраполяции. В специальной литературе приведены данные для извлечения BHT из стандартных полипропиленовых цилиндров около 3 мм (длина и диаметр). Хотя экстракцию проводили в течение 8 часов только с 57% экстрагированной добавки, оценку окончательного количества производили с использованием приведенного выше уравнения, что всего на 5,2% ниже заданного значения. При экстракции с ограниченной растворимостью скорость снижается в начале экстракции. Модели для SFE (извлечение сверхкритической жидкости) предсказывают, что эти экстракции должны проводиться при максимально высокой температуре и давлении. Тем не менее, полимер в конечном итоге будет размягчаться и плавиться, и частицы будут объединяться. Многочисленные обзоры охватывают состояние аналитического SFE, а практические руководства по SFE также доступны.

Сбор аналитов постэкстракции является неотъемлемой частью оборудования SFE, для которого доступны различные варианты. Два метода основаны на выделении компонентов из экстракта путем уменьшения плотности жидкости, то есть путем повышения температуры (изобарический метод) или снижения давления (изотермический метод). Третий метод основан на адсорбции растворенного вещества в соответствующей стационарной фазе. Возможность потери аналитов на стадии улавливания при этом должна быть проверена заранее. Было отмечено, что для улавливания полимерных добавок после декомпрессии насыщенного экстрактом SCF рестриктор должен быть соединен с двумя последовательно улавливающими трубками. Большинство аналитов были эффективно уловлены в первой (пустой) ловушке, но около одной трети аналитов были захвачены кремнеземом во второй ловушке. Внутренние стандарты могут использоваться для проверки эффективности системы улавливания. При правильном экспериментировании важными факторами являются химическая природа аналита и предлагаемая аналитическая методика для дальнейшего анализа экстракта. Когда используется модификатор, лучше всего использовать растворитель-модификатор в качестве улавливающего растворителя.

Недостаток уловителей на твердой основе состоит в том, что большинство последующих методов разделения (например, ГХ или ВЭЖХ) требуют решения; следовательно, тогда необходимо провести (мелкомасштабную) экстракцию растворителем для удаления аналитов из ловушки в раствор. Можно собирать селективные фракции экстрагируемых компонентов путем изменения условий эксперимента. Одним из основных заявленных преимуществ технологии SFE является то, что она лучше всего работает при низких температурах (до +100 ° C) и поэтому считается полезной для термолабильных веществ. Тем не менее, это не всегда применимо, так как для достижения максимальной степени извлечения аналита часто необходимы температуры в области +200 °C. Инструмент SFE может быть спроектирован как отдельный автономный инструмент, выполняющий ряд ручных процессов: экстракция, фракционирование, концентрирование, обмен растворителем, восстановление и дериватизация. Некоторые исследователи недавно критически оценили будущее развитие аналитической инструментальной технологии SCF. Современные инструменты включают ручные и автоматические экстракторы, которые могут обрабатывать большие объемы образцов (100 мл для ручного SFE и 10 мл для автоматического SFE). С экспериментальной точки зрения при использовании SFE следует обратить внимание на загрязнение уплотнений экстрактора SCF.