Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 2

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 2
Иконка

Ускоренная экстракция растворителем, которая довольно эффективна при экстракции из проб окружающей среды, по-видимому, имеет большой потенциал для экстракции и из полимеров. Основная экспериментальная проблема — выбор экстракционного растворителя, который не должен (даже частично) растворять полимер при высокой температуре. С этой целью доступен рациональный подход, основанный на параметрах растворимости Гильдебранда. Кроме того, температура является наиболее важным параметром, который необходимо оптимизировать. В методе ASE (был рассмотрен нами ранее) используются температуры экстракции, намного превышающие нормальную точку кипения растворителя, в отличие от экстракции Сокслета. Таким образом, ASE предлагает большую гибкость растворителей и смесей растворителей. Экспериментально более 20 последовательных анализов могут быть запрограммированы независимо, и требуются некоторые начальные эксперименты, чтобы оптимизировать метод для получения быстрых экстракций без растворения полимера. Из-за гибкости ASE при выборе растворителя, можно ввести некоторую дополнительную селективность, используя различные растворители. ASE дает степень извлечения, сравнимую с извлечением по Сокслету, но при гораздо меньшем расходе растворителя. Поэтому ASE идеально подходит для лабораторий, которые анализируют большое количество различных полимеров.

Впрочем, в этой области требуется дальнейшее развитие, так как заявок пока немного. Хотя SFE и ASE во многом различаются, механизмы извлечения очень похожи. Важными различиями между этими двумя методами являются высокие давление (p) и температура (T) для ASE по сравнению с высокими p и низкими T для SFE. Более высокие p, T приводят к большей растворимости аналита в экстракционной среде, меньшей вязкости экстракционной среды и более высокой диффузии экстракционной среды в полимерной матрице. ASE допускает широкий выбор растворителей, где на практике SFE в значительной степени ограничивается использованием сверхкритического CO2. При экстракции полимерных образцов ASE более эффективен, чем SFE с чистым CO2, особенно при экстракции компонентов, имеющих плохую растворимость в сверхкритическом CO2, и / или когда высокие температуры экстракции необходимы для увеличения диффузии аналитов в полимерных частицах. Похоже, что ASE становится намного популярнее SFE. В еще одном рассмотренном ранее методе, MAE, источником тепла является энергия микроволн вместо обычного тепла. Два крайних подхода заключаются в нагревании объемного растворителя (MAE) и селективном нагреве матрицы образца (MAP). При экстракции с помощью микроволн (MAE), которая очень похожа на PFE, используемые растворители должны содержать компонент, сильно поглощающий микроволны. Это делает выбор растворителей более проблематичным, чем для ASE, поскольку, например, нельзя использовать чистые углеводороды. Время экстракции аналогично ASE, но, поскольку более 10 образцов могут быть извлечены одновременно, общее время экстракции на образец может быть намного меньше для повторных экстракций.

Картинка

Следовательно, MAE может быть предпочтительным методом для лаборатории, анализирующей большое количество похожих образцов. SFE, ASE и MAE лучше всего рассматривать как дополняющие, а не как конкурентные методы. Каждый метод основан на контролируемом изменении температуры и давления для достижения желаемых результатов. ASE и SFE похожи, за исключением того, что в SFE используются температуры, близкие или превышающие критическую температуру, так что уникальные свойства сверхкритических жидкостей могут быть использованы для экстракции. ASE и MAE похожи, за исключением того, что ASE использует приложенное давление и конфигурируется как статический / динамический процесс, тогда как давления в MAE являются результатом нагрева в замкнутой статической системе. Таким образом, каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, и окончательный выбор зависит от требований пользователя и конкретного приложения. При тщательном размышлении по мере накопления опыта каждый из трех методов может использоваться в аналогичных приложениях. Некоторые специалисты осмелились даже ранжировать методы экстракции следующим образом (в порядке предпочтения): SFE, US, MAE, Сокслет (поэтапный отказ от него как можно быстрее). Также оценили методы экстракции добавок из полимеров до хроматографического анализа. Аналитическая экстракция добавок из полимеров недавно подверглась критике с упором на SFE, MAE и ASE. Сравнивались современные методы добычи и с акцентом на анализ экологичности.

Картинка
Иконка

Часто отсутствует валидация процедур экстракции. Хорошая оценка обеспечения качества предполагает, что извлечение должно быть подтверждено, например, добавлением стандартной добавки. Для разработки хороших методов экстракции потребуются материалы, содержащие аналит (т.е. связанный с матрицей таким же образом, как и неизвестное вещество), который заранее помечен (радиоактивная маркировка позволит проверить извлечение). Такие материалы не всегда доступны, используемый метод экстракции должен быть подтвержден другими независимыми методами, например, путем проверки на известных образцах. Простое же сравнение методов экстракции не является подтверждением. Экстракция Сокслета до сих часто используется в качестве ориентира для измерения прогресса. Здесь мы сообщим лишь небольшую часть экспериментальных результатов. Систематических исследований экспериментальных результатов новых и традиционных методов экстракции из полимеров немного. Недавно сравнивали PFE и MAE с методами экстракции из полипропилена при атмосферном давлении добавок Irganox 1010 и Irganox 1330. Среди традиционных методов экстракции при атмосферном давлении метод кипячения с обратным охлаждением хлороформом является самым быстрым, с полной экстракцией примерно через 40 минут. Время, необходимое для достижения 90% экстракции PFE с использованием пропанола-2 при температуре +150 oC и ацетона при +140 oC, составляло 5 и 6 минут соответственно.

Для эффективной полной экстракции от заполнения экстракционного сосуда до экстракции, готовой к анализу, для PFE требуется 15 минут, MAE — 28 минут и кипячения с хлороформом — 45 минут. Микроволновая экстракция предлагает более быстрый анализ образцов для большого количества идентичных анализов, в основном потому, что несколько образцов могут быть извлечены одновременно, а время разогрева короче. Также нет риска засорения оборудования. Для PFE (или ASE / ESE) анализ одного образца выполняется быстрее, чем для MAE, поскольку образец можно анализировать, не дожидаясь его охлаждения. Нет ограничений на использование растворителей (как в случае MAE), но они должны быть тщательно отобраны, чтобы не растворять полимер и, таким образом, не вызывать засорения. Пропанол-2 оказался лучшим и единственным растворителем в PFE для ПП. Также недавно были опубликованы отчеты о лабораторных методах экстракции добавок и органических веществ с низким молекулярным весом из более чем 75 полимерных систем. Экстракция SFE и экстракции Сокслета сравнивались при экстракции некоторых олигомеров из PBT, экстракции циклического тримера из ПЭТ, экстракции фталатов из ПВХ и экстракции некоторых добавок из ПЭ. С другой стороны, SFE и LSE использовались для одних и тех же систем полимер / низкомолекулярные органические системы, а именно ПЭТ / циклический тример, ПВХ / (DIOP, пластификатор) и ПП / (BHT, Tinuvin 326, Seenox DM, Irganox 1010). Также наблюдалось повышение эффективности экстракции фталатных пластификаторов в красках, покрытиях и продуктах из ПВХ, используемых в игрушках, когда SFE используется вместо традиционного метода Сокслета.

Картинка

Ряд специалистов сравнивали экстракцию продуктов из натурального каучука по Сокслету и SFE. Соответствие между общим количеством экстрагируемых веществ (масло-наполнитель, органические кислоты и антиоксиданты) из SBR было определено с помощью SFE и метода экстракции при кипячении. Сравнивали SFE семи вулканизированных каучуков с разной полярностью с традиционной экстракцией Сокслета в соответствии со стандартом DIN ISO 1407. Результаты оказались аналогичными, но SFE смог предложить больше преимуществ в технологии подготовки и исполнения. Также описывали SFE-SFC-FTIR анализ первичных антиоксидантов затрудненных фенолов и вторичных антиоксидантов фосфитов в ПЭ. SFE оказался более селективен для низкомолекулярного полимера с более низкой молекулярной массой, чем экстракция типа Сокслета. Это дает хроматограмму с меньшим вмешательством от пиков полимера с низкой молекулярной массой в области, где элюируются компоненты добавки. В результате SFE оказывается лучшим выбором, чем экстракция типа Сокслета для селективного удаления добавок из хлопьевидного полимера. SFE и методы растворения / осаждения сравнивались для системы ПВХ / стабилизатор. Специалисты наблюдали более низкий процент чистовой обработки FOY для SFE по сравнению с экстракцией растворителем различных матриц из волокна / текстильной композиции. Это рационально, поскольку органические растворители имеют тенденцию более интенсивно извлекать компоненты из компаунда, чем сверхкритический CO2, и, таким образом, удаляют больше олигомеров и органических компонентов, присутствующих в волокне. SFE — потенциально «более мягкий» метод экстракции, поскольку он удаляет меньше полимера из волокна, чем экстракция жидким растворителем.

Картинка
Иконка
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.
Автор

Автор: Игорь Ливен

Дата: 23 сен 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Канализация из труб ПВХ — особенности монтажа Пример использования контейнерных установок для очистки сточной воды для очистки стоков птицефабрики Компенсирующие перемычки в трубопроводах систем обогрева Разновидности пластиковых труб и их применение. Методы соединения труб на месте. Продолжение История труб ПВХ. Часть 1 Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта