Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

24 сентября 2020
Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

Продолжаем сравнение различных методов пробоподготовки. Еще в 2000-х годах специалисты проводили сравнительный анализ методов экстракции добавок из полиэтиленов. В частности, были опубликованы сравнительные исследования по методам экстракции добавок Tinuvin 770 и Chimassorb 944 из неразмолотых гранул HDPE. Диффузия при комнатной температуре в хлороформ и обработка ультразвуком дали менее 20% экстракции. Экстракция Soxtec DCM в течение 4 часов привела к 50% экстракции. Растворение полимера в DCB при +160 oC в течение 1 часа с последующим переосаждением полимера пропанолом давало выход 65-70%. Наиболее успешным методом было кипячение с обратным охлаждением с толуолом при +160 oC в течение 2–4 часов, при котором извлекалось 95% обеих добавок — рекордный показатель. Относительно низкая производительность экстракции Soxtec по сравнению с экстракцией с обратным охлаждением, вероятно, связана с большой разницей в температурах между кипящими растворителями.

Также некоторые выполняли как микроволновую экстракцию, так и обработку ультразвуком для HDPE, PP и LDPE. BHT, Irganox 1010 и Irganox 1076 могут быть экстрагированы с извлечением более 90% из измельченного HDPE за 20 минут. Изучалось и быстрое отделение стабилизаторов от пластика. Количественная экстракция (более 90% от ожидаемого содержания) стабилизаторов из порошкообразного полимера была достигнута с помощью MAE в пределах от 3 до 6 минут по сравнению с 16 часами экстракции по Сокслету для таких же показателей извлечения. MAE и экстракция Сокслета также сравнивали при анализе циклического тримера в ПЭТ. С другой стороны, сравнивали выходы экстракции для различных типов соединений из неполимерных матриц для микроволнового облучения с выходами, полученными традиционными методами экстракции Сокслета или во встряхиваемой колбе. Микроволновая экстракция была более эффективной, чем традиционные методы, особенно в случае полярных соединений. Как и ожидалось, ее эффективность высока, когда экстракционные растворители содержат воду. При высоком дипольном моменте воды микроволновый нагрев более эффективен для процессов десорбции и экстракции полярных соединений (примерно до 100 раз). Сравнивали и методы SFE и ASE в экстракции антиоксидантов из LDPE. Сравнимые выходы экстракции были получены с помощью обоих методов. Однако очистка образца была необходима после ASE, в то время как с SFE экстракт можно было проанализировать напрямую, без какой-либо очистки после экстракции.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

Сверхкритическая жидкостная экстракция 15 полимерных добавок (AO, UVA, технологические смазочные материалы, антипирены и антистатики) из восьми компаундов полистирола сравнивалась с экстракцией растворением / осаждением. Аддитивное извлечение было сопоставимым. Многочисленные дополнительные сравнения можно найти в специальной литературе, посвященной различным методам экстракции. Мы же сосредоточимся на характеристиках, которые имеют исключительное значение для успешности действия того или иного метода, и начнем с такого показателя, как избирательность экстракции. Образец может содержать большое количество соединений, но аналитиков обычно интересует только качественное присутствие (и количество) небольшого числа общих соединений. Поэтому селективность – важный параметр в аналитических разделениях. Очевидно, что весь аналитический процесс выигрывает от повышения селективности за счет соответствующих стратегий подготовки проб. Селективное разделение групп или классов соединений может упростить смешивание аналитов перед анализом, что, в свою очередь, повышает точность и чувствительность анализа. Селективное фракционирование в некоторых случаях позволяет легче разделить интересующие соединения, поэтому аналитики могут избежать экстремальных условий. Селективность экстракции можно определить как способность извлекать только интересующие аналиты, оставляя другие соединения позади.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

Соэкстракты – это дополнительные компоненты образца, которые извлекаются вместе с интересующими и могут мешать анализу. При анализе полимеров / добавок это обычно касается остальных мономеров, растворителей и олигомеров, содержащихся в полимере, которые экстрагируются совместно с добавками. Присутствие этих соэкстрагируемых материалов может потребовать проведения стадии очистки после экстракции для удаления соединений, которые мешают хроматографическому анализу. Полная селективность экстракции только целевых соединений обычно затруднена из-за тесно связанных характеристик растворимости соединений в компаунде образца. В некоторых случаях полярность и растворимость целевых соединений могут быть настолько тесно связаны с полярностью и растворимостью соэкстрагируемых веществ, что в принципе делает невозможным селективное выделение на стадии экстракции. Во многих случаях селективное фракционирование просто удаляет группы соединений, которые большинство аналитиков сочли бы примесями или загрязнителями в емкости для анализа или при разделении. Некоторые методы обеспечивают определенный уровень селективности целевого анализируемого вещества в зависимости от температуры, например, термодесорбция, отбор проб из свободного пространства и SPME. Во всех этих методах механизм экстракции в первую очередь регулируется летучестью аналита.

В классе SPE фракционирование основано на природе твердофазного материала. Микроволновая экстракция, ускоренная экстракция растворителем и SFE недавно были использованы или модифицированы для достижения некоторой степени селективной экстракции класса или целевого анализируемого вещества. SFE – единственный метод пробоподготовки, в котором используются механизмы, зависящие от температуры и растворимости. По сравнению с другими методами LSE, такими как Soxhlet и ASE, которые используются для универсальной обработки проб, SFE квалифицируется специалистами как наиболее подходящий для селективной экстракции аналитов и классов аналитов. Сообщается, что SFE с использованием 100% CO2 является более селективным для полиэтилена с низкой молекулярной массой, чем экстракция типа Сокслета. Уникальный контроль соотношений летучесть-растворимость в SFE обеспечивает основу для повышения селективности экстракции. Разумно регулируя настраиваемую солюбилизирующую способность SCF (сверхкритической жидкости) в SFE, аналитики могут выборочно уменьшить количество присутствующих соединений. Повышение селективности в SFE включает регулировку давления, температуры, состава жидкости, потока жидкости и времени для выделения определенных целевых соединений из сложных матриц проб.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

Физические параметры SFE обеспечивают более высокий уровень управления избирательностью, чем другие методы LSE. Тем не менее утверждение о селективности SFE в значительной степени преувеличено. Хотя получение чистого аналита из сложных матриц с использованием SFE или SWE маловероятно, были продемонстрированы последовательные экстракции различных классов соединений. Мембранные методы хроматографии (SML, MMLLE, MESI) обеспечивают селективное обогащение. Как указывалось рядом специалистов, методы мягкой экстракции, вероятно, будут наиболее избирательными. Мягкая экстракция – это «холодная» экстракция при комнатной температуре, обработка ультразвуком или стандартная экстракция Сокслета. Однако диапазон применения этих методов ограничен, и, вероятно, выход экстракции зависит от матрицы. Селективная экстракция представляет интерес не только для экстракции растворителем, но и для термической экстракции. Например, селективное обнаружение полимерных добавок на месте возможно с использованием лазерной масс-спектрометрии, особенно УФ-лазерной десорбции и MS (масс-спектрометрии). Правильное соответствие метода экстракции образцу определяет успех операции и повышает точность и достоверность анализа. В следующей части поговорим подробнее о практической стороне этих методов.

Полимерные добавки. Подготовка образцов для анализа. Перспективы методов. Часть 3

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