GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
CHEMAGAZÍN
CHEMAGAZÍN
Časopis pro chemicko-technologickou a laboratorní praxi. Odborný dvouměsíčník zasílaný zdarma v Česku a na Slovensku. Redakce časopisu je organizátorem veletrhů LABOREXPO a PROCESEXPO a pořadatelem Konference pro vývoj, výrobu a kontrolu léčiv a Konference pigmenty a pojiva.
Tagy
Článek
Produkt
Video
Webináře
Plasty
Životní prostředí
Logo of LinkedIn

Využití ATR-FTIR spektroskopie pro stanovení polymerního odpadu a identifikaci ftalátů

Út, 13.2.2024
| Originální článek z: CHEMAGAZÍN/ALS Czech Republic/ČÍHALOVÁ J./VÁCLAVÍKOVÁ M.
ATR-FTIR spektroskopie je jednoduchá, rychlá a nedestruktivní technika, která účinně rozlišuje plasty na základě jejich charakteristického infračerveného spektra.
Video placeholder
  • Foto: CHEMAGAZÍN/ALS Czech Republic: Využití ATR-FTIR spektroskopie pro stanovení polymerního odpadu a identifikaci ftalátů

Recyklace plastů společně s efektivní a správnou likvidací pevného plastového odpadu představují klíčové body v procesu postupného snižování množství plastů z životního prostředí. Identifikace a klasifikace plastových materiálů, jejich příměsí a nečistot, hraje v tomto procesu důležitou roli a umožňuje efektivní nakládání s plastovými odpady. ATR-FTIR spektroskopie je jednoduchá, rychlá a nedestruktivní technika, která účinně rozlišuje plasty na základě jejich charakteristického infračerveného spektra.

Využití FTIR spektroskopie pro identifikaci polymerního odpadu

Vzhledem k faktu, že celosvětová spotřeba plastů neustále roste, je efektivní likvidace pevného plastového odpadu zásadní otázkou udržitelného odpadového hospodářství, která minimalizuje negativní dopady plastů na životní prostředí. Většina druhů plastu není biologicky odbouratelná, díky čemuž jsou způsoby jejich likvidace omezeny na recyklaci nebo skládkování a spalování, což jsou metody ekonomicky nevýhodné a ekologicky neudržitelné. Zmíněná recyklace plastů je tedy v současné době stále nejlepší řešení likvidace pevného plastového odpadu.

Plasty, které se dnes využívají prakticky v každé oblasti lidské činnosti, jsou velmi různorodé a vznikají tak jejich specifické směsi. Otázka správné klasifikace plastu před finálním zpracováním je tedy obzvláště důležitá, protože jednotlivé plasty mají různou teplotu tání, což celý proces likvidace významně komplikuje. Pro efektivní recyklaci je nezbytné znát složení polymerů obsažených v odpadu. Kvalitní identifikace a třídění materiálů před recyklací může také minimalizovat negativní dopady na požadované vlastnosti polymerů a umožnit vytvoření kvalitního recyklátu. Pro tuto identifikaci je vhodnou technikou infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací [1].

Infračervená spektroskopie obecně představuje efektivní metodu pro identifikaci organických látek. Je unikátní svou jednoduchostí a rychlostí, ale především nedestruktivní povahou analýzy, kterou lze využít jak pro kvantitativní, tak kvalitativní stanovení látek. Pro analýzu polymerních materiálů, identifikaci plastů a určení charakteru neznámých směsí polymerního odpadu se používá především technika ATR-FTIR spektroskopie (Attenuated Total Reflectance). ATR technika pracuje v MIR oblasti infračerveného spektra (střední infračervené záření; 4000–400 cm¯¹) a využívá odrazu záření na fázovém rozhraní krystal/ vzorek. Nevýhodou je, že záření do vzorku proniká pouze v jednotkách µm, lze tedy identifikovat pouze povrchovou vrstvu vzorku, která je v přímém kontaktu s krystalem [2]. Materiál, ze kterého je krystal vyroben, může být různý (diamant, ZnSe, ZnS). Dle použitého materiálu se pak liší optické vlastnosti krystalu, odolnost vůči žíravinám nebo tvrdost [3].

Naměřené IČ spektrum je u polymerních materiálů zpravidla velmi ostré, přehledné, a má jasně oddělené pásy. Na obr. 1 je uveden příklad spektra polymerního materiálu. V tomto případě se jedná o spektrum polyamidu 6, který je znám jako Silon.

CHEMAGAZIN/ALS Czech Republic: Infračervené spektrum Polyamidu 6 (Silonu)

Identifikace plastů a jejich příměsí může být provedena dvěma způsoby. Spektrum může být porovnáno s knihovnou spekter, což je databáze naměřených spekter standardů. Pokud není v knihovně nalezena shoda, nebo je potřeba zjistit bližší informace o vzorku, přistupuje se k identifikaci dle jednotlivých pásů. Příklad postupu stanovení několika častých polymerních materiálů je uveden na obr. 2.

CHEMAGAZIN/ALS Czech Republic: Příklad postupu stanovení některých polymerních materiálů

Technika ATR-FTIR spektroskopie umožňuje v polymerním odpadu identifikovat nebezpečné látky, jako jsou například ftaláty, které mohou mít nepříznivý vliv na lidský organismus.

Ftaláty v plastovém odpadu

Při výrobě polymerních materiálů jsou používána různá aditiva pro zlepšení jejich vlastností. Některé z nich, například ftaláty, však mohou být velmi nebezpečné. Ftaláty patří do skupiny esterů kyseliny ftalové a mají široké spektrum průmyslových aplikací [4]. Především jsou využívány jako plastifikátory při výrobě plastových materiálů, kde zlepšují jejich měkkost, pružnost, flexibilitu a odolnost. Využívají se pro výrobu PVC, vinylu, ale také u dalších materiálů. Ftaláty nejsou k polymerům nijak vázány a mohou se tak snadno uvolňovat do okolního prostředí, které je tak těmito látkami silně kontaminováno.

Nepříznivý vliv těchto látek na zdraví lidí a zvířat je již jasně popsán [5]. Primární cesta, kterou se ftaláty dostávají do organismu, je jejich požití. Navzdory jejich nízké těkavosti se uvolňují a zůstávají v obytných prostorech. V tabulce 1 jsou uvedeny často používané ftaláty a jejich vliv na organismus.

Tab. 1: Potenciální nepříznivé efekty ftalátu na lidský organismus [6]
Ftaláty - Příklady možných zdrojů expozice - Potenciální zdravotní dopady
  • Dietyl ftalát - Farmaceutický průmysl, kosmetické produkty, insekticidy - Snížení rychlosti růstu, přejídání, zvýšení hmotnosti orgánů
  • Dibutyl ftalát (DBP) - Kosmetické produkty, acetátová vlákna, laky, nátěry - Účinky na játra a ledviny, vývojové a reprodukční účinky, snížení hmotnosti plodu
  • Butylbenzyl ftalát - Vinylové podlahy, lepidla, tmely, obaly na potraviny, hračky - Teratogen, ovlivňuje úroveň steroidních hormonů, reprodukce
  • Di(2-etylhexyl) ftalát (DEHP) - PVC plasty, hračky, podlahy, čalounění nábytku, obklady stěn, obaly na potraviny - Neblahý vliv na reprodukci, teratogen, karcinom jater

Při analýze domovního odpadu, recyklovaného odpadu a původních plastů bylo zjištěno, že ftaláty jsou identifikovány ve většině těchto plastů. Nejčastěji jsou v polymerních odpadech detekovány dibutyl-ftalát (DBP), diisobutyl-ftalát (DiBP) a di(2-etylhexyl)-ftalát (DEHP). Je zřejmé, že velké množství ftalátů je přidáváno až v pozdější fázi výroby plastových materiálů, například při lepení a označování výrobků. V rámci testování také nebyl nelezen významný rozdíl v obsahu ftalátů v plastovém a recyklovaném odpadu. Během recyklace plastových materiálů se tedy ftaláty dostávají do recyklátu, což má za následek hromadění množství ftalátů, kterému je populace vystavována. Pokud je recyklát následně používán na plastové výrobky citlivé na obsah ftalátů, jako jsou například hračky nebo potravinové obaly, je nutné v těchto materiálech přítomnost ftalátů pečlivě sledovat [7]. Pro sledování ftalátů v polymerním odpadu může být s velkou výhodou využívána právě FTIR spektroskopie.

FTIR spektrometrie pro stanovení ftalátů

Vzhledem k tomu, že ftaláty jsou organické sloučeniny s nenulovým dipólovým momentem, je možné je stanovit pomocí infračervené spektrometrie. V infračerveném spektru lze nalézt dvě oblasti, které jsou pro ftaláty specifické. V oblasti okolo 741 cm¯¹ je možné identifikovat pás, který odráží vibraci ortho-substituované skupiny na aromatickém kruhu ftalátů. Dále lze najít dvojici pásů (dublet) v oblasti okolo 1601 cm¯¹ a 1581 cm¯¹. Toto jsou pásy vibrace aromatického kruhu, jejich frekvence se může lišit v závislosti na substituci [5]. Na uvedené pásy lze provést kalibrace a následně tak stanovovat obsah ftalátů ve vzorku. Druh ftalátu je poté možné blíže specifi kovat na základě pásů typických pro alifatické skupiny. Na obr. 3 je uveden příklad spektra ftalátu, konkrétně benzyl butyl ftalátu. Spektrum je přiblíženo pouze na část střední infračervené oblasti, kde jsou specifi cké pásy vyznačeny.

CHEMAGAZIN/ALS Czech Republic: Přiblížené spektrum benzyl butyl ftalátu, s označením pro ftaláty

Závěr

Infračervená spektrometrie (FTIR) je dnes v plastikářském průmyslu často využívanou technikou. Díky dostupnosti rozsáhlé knihovny spekter mohou laboratoře ALS Czech Republic nabídnout tuto techniku pro identifikaci, klasifikaci a kvantifikaci celého spektra polymerů v plastech, plastových materiálech i plastových odpadech.

Článek publikován také v časopise CHEMAGAZÍN 1-2024
Zdroje
  • [1] Acevedo, B., A.M. Fernández, and C. Barriocanal. Identifi cation of polymers in waste tyre reinforcing fi bre by thermal analysis and pyrolysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2015. 111, s. 224–232.
  • [2] Kania, P. Infračervená spektrometrie. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze.
  • [3] Záruba, K. Analytická chemie. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2016.
  • [4] Košťál, P. Aplikace infračervené spektroskopie v elektrotechnice, Západočeská univerzita v Plzni fakulta elektrotechnická, 2012.
  • [5] Higgins, F., Rapid and reliable phthalate screening in plastics by portable FTIR spectroscopy. Agilent Technologies (Application note 5991.3649 EN), 2013.
  • [6] Hauser, R. and A. Calafat. Phthalates and human health. Occupational and environmental medicine, 2005. 62(11), s. 806–818.
  • [7] Pivnenko, K., et al. Recycling of plastic waste: Presence of phthalates in plastics from households and industry. Waste Management, 2016. 54, s. 44–52.
CHEMAGAZÍN
Logo of LinkedIn
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis of volatile organic compounds in drinking water according to U.S. EPA Method 524.4

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Purge and Trap, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Thermo Fisher Scientific, Teledyne LABS
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase Microextraction- Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS)

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
SPME, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile Compounds Identified in Rubber Gasket Extracts Using GC/MSD and High-Resolution GC/Q-TOF

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and 2-Chloroethanol in Spices and Oilseeds Using QuEChERS Extraction and GC/MS/MS

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Analysis of Epichlorohydrin in Water using HS- GC/MS

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ, HeadSpace
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.
Článek | Produkt

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.

Systém Watrex Liquid Sensing System LSS-205 nabízí revoluční řešení, které automatizuje monitorování hladin mobilních fází a odpadních rozpouštědel.
Watrex Praha
tag
share
more
Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz
Video | Osobnosti

Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz

Hostem podcastu CHEmic #34 je Aleš Buček z Biologického centra AV ČR.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
tag
share
more
Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu
Článek | Produkt

Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu

Společnost Shimadzu Corporation nedávno spustila nový e-shop pro spotřební materiál. Sleva 10% na vše. Více než 4000 položek.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
tag
share
more
Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024
Článek | Věda a výzkum

Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci vyhlašuje další ročník soutěže mladých autorů v oboru spektroskopie pro rok 2024.
Spektroskopická společnost Jana Marka Marci
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis of volatile organic compounds in drinking water according to U.S. EPA Method 524.4

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Purge and Trap, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Thermo Fisher Scientific, Teledyne LABS
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase Microextraction- Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS)

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
SPME, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile Compounds Identified in Rubber Gasket Extracts Using GC/MSD and High-Resolution GC/Q-TOF

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and 2-Chloroethanol in Spices and Oilseeds Using QuEChERS Extraction and GC/MS/MS

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Analysis of Epichlorohydrin in Water using HS- GC/MS

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ, HeadSpace
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.
Článek | Produkt

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.

Systém Watrex Liquid Sensing System LSS-205 nabízí revoluční řešení, které automatizuje monitorování hladin mobilních fází a odpadních rozpouštědel.
Watrex Praha
tag
share
more
Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz
Video | Osobnosti

Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz

Hostem podcastu CHEmic #34 je Aleš Buček z Biologického centra AV ČR.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
tag
share
more
Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu
Článek | Produkt

Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu

Společnost Shimadzu Corporation nedávno spustila nový e-shop pro spotřební materiál. Sleva 10% na vše. Více než 4000 položek.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
tag
share
more
Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024
Článek | Věda a výzkum

Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci vyhlašuje další ročník soutěže mladých autorů v oboru spektroskopie pro rok 2024.
Spektroskopická společnost Jana Marka Marci
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis of volatile organic compounds in drinking water according to U.S. EPA Method 524.4

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Purge and Trap, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Thermo Fisher Scientific, Teledyne LABS
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase Microextraction- Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS)

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
SPME, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile Compounds Identified in Rubber Gasket Extracts Using GC/MSD and High-Resolution GC/Q-TOF

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and 2-Chloroethanol in Spices and Oilseeds Using QuEChERS Extraction and GC/MS/MS

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Analysis of Epichlorohydrin in Water using HS- GC/MS

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ, HeadSpace
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.
Článek | Produkt

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.

Systém Watrex Liquid Sensing System LSS-205 nabízí revoluční řešení, které automatizuje monitorování hladin mobilních fází a odpadních rozpouštědel.
Watrex Praha
tag
share
more
Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz
Video | Osobnosti

Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz

Hostem podcastu CHEmic #34 je Aleš Buček z Biologického centra AV ČR.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
tag
share
more
Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu
Článek | Produkt

Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu

Společnost Shimadzu Corporation nedávno spustila nový e-shop pro spotřební materiál. Sleva 10% na vše. Více než 4000 položek.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
tag
share
more
Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024
Článek | Věda a výzkum

Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci vyhlašuje další ročník soutěže mladých autorů v oboru spektroskopie pro rok 2024.
Spektroskopická společnost Jana Marka Marci
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Analysis of volatile organic compounds in drinking water according to U.S. EPA Method 524.4

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Purge and Trap, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Thermo Fisher Scientific, Teledyne LABS
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile PFAS in Water Using Head-Space Solid Phase Microextraction- Gas Chromatography/Mass Spectrometry (HS-SPME GC/MS)

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
SPME, GC/MSD, GC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí

Analysis of Volatile Compounds Identified in Rubber Gasket Extracts Using GC/MSD and High-Resolution GC/Q-TOF

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Q-TOF
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Průmysl a chemie

Estimation of Ethylene Oxide and 2-Chloroethanol in Spices and Oilseeds Using QuEChERS Extraction and GC/MS/MS

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Analysis of Epichlorohydrin in Water using HS- GC/MS

Aplikace
| 2024 | Shimadzu
Instrumentace
GC/MSD, GC/SQ, HeadSpace
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.
Článek | Produkt

Pomocník, který tě upozorní včas! Nejen v HPLC.

Systém Watrex Liquid Sensing System LSS-205 nabízí revoluční řešení, které automatizuje monitorování hladin mobilních fází a odpadních rozpouštědel.
Watrex Praha
tag
share
more
Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz
Video | Osobnosti

Podcast CHEmic #34 – Evoluci možná dokážeme předpovědět, pomůže nám hmyz

Hostem podcastu CHEmic #34 je Aleš Buček z Biologického centra AV ČR.
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
tag
share
more
Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu
Článek | Produkt

Shimadzu spouští nový e-shop pro snadný a rychlý nákup spotřebního materiálu

Společnost Shimadzu Corporation nedávno spustila nový e-shop pro spotřební materiál. Sleva 10% na vše. Více než 4000 položek.
SHIMADZU Handels GmbH - organizační složka
tag
share
more
Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024
Článek | Věda a výzkum

Soutěž o nejlepší práci mladých autorů v oboru spektroskopie 2024

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci vyhlašuje další ročník soutěže mladých autorů v oboru spektroskopie pro rok 2024.
Spektroskopická společnost Jana Marka Marci
tag
share
more
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.