Rapid Microchamber Tests for Screening Chemical Emissions from Car Trim in Accordance with ISO 12219-3

Význam tématu

Emise těkavých a polotěkavých organických látek z interiérových komponentů automobilů významně ovlivňují kvalitu vzduchu v kabině a mohou představovat zdravotní riziko. Tradiční testy ve větších komorách vyžadují hodiny analýzy a větší množství vzorku. Mikrokomorové testy podle normy ISO 12219-3 umožňují rychlý screening emisí při minimálním odběru materiálu, což zefektivňuje kontrolu kvality, vývoj nových materiálů i řešení reklamací.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na ověření efektivity a spolehlivosti mikrokomorového přístroje Markes μ-CTE (Micro-Chamber/Thermal Extractor) při stanovení zbytkových monomerů (butadien, styren) z plastových dílů interiéru vozidel (ABS) v souladu s ISO 12219-3. Porovná reproducibilitu naměřených emisí s výsledky z větších testovacích zařízení a demonstruje rychlost a opakovatelnost metody.

Použitá metodika

Vzorky termoplastického kopolymeru ABS byly připraveny ve dvou formátech: fragmenty o ploše ~2 cm² (vzorek A) a hotové malé formované díly (vzorek B). Po zaznamenání hmotnosti a plochy se vzorky umístily do 114 mL mikroomor přístroje μ-CTE. Analytické podmínky:

Pracovní teplota: 65 °C
Nosný plyn: helium, průtok 50 mL/min
Equilibrační doba: 20 min
Doba vzorkování: 15 min na dvojitě vrstvenou sorpční trubici (Tenax TA + Carbograph 5TD)
Analýza: desorpce sorbentu a separace GC/MS dle ISO 16000-6 s použitím kolonky DB-624, n-split 20:1, teplotní program 35 °C → 230 °C.

Použitá instrumentace

• Mikrokomorový extraktor Markes μ-CTE (TD100) se čtyřmi 114 mL komorami
• Termodesorpční jednotka TD100
• GC/MS systém s kapilární chromatografickou kolonou DB-624
• Sorbenty Tenax TA a Carbograph 5TD
• Nosný plyn helium
• DNPH kartuše pro případnou derivatizaci formaldehydu

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky pro butadien a styren vykázaly vynikající opakovatelnost s relativními standardními odchylkami (RSD) mezi 4,6 % a 16,3 % (u butadienu 7,6 %, u styrenu 5,4 %). Jeden extrémní bod u vzorku B zvýšil RSD na 16,3 %; po jeho vyloučení klesla na 4,3 %. Dřívější porovnání s metodami v 1 m³ komoře a odběrem do Tedlar pytlů prokázalo silnou korelaci měřených emisí a potvrdilo věrnost mikrokomorového přístupu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlost: celý proces (vzorkování + GC/MS) pod jednu hodinu
• Minimální množství materiálu a nižší náklady na spotřební materiál
• Vhodné pro rutinní kontrolu kvality (QA/QC) a vývoj nízkoemisních materiálů
• Možnost hodnocení různých šarží, barevných variant i prototypů
• Podpora při řešení reklamací a ověřování souladu mezi výrobními dávkami

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na stabilní sledování polotěkavých sloučenin (SVOC), integrace online monitoringu a automatizace odběru více kanálů. Vývoj nových sorbentů a kolonu umožní širší rozsah analyzovatelných látek. Kombinace s modelováním emisních profilů a využití strojového učení podpoří prediktivní údržbu a optimalizaci materiálů.

Závěr

Markes μ-CTE prokázal vysokou rychlost, spolehlivost a reprodukovatelnost při stanovení emisí VOC z automobilových trimů dle ISO 12219-3. Metoda je vhodná pro široké spektrum průmyslových aplikací od QA/QC až po vývoj nových materiálů a umožňuje výrazné úspory času a materiálu.

Reference

• Kim M. Correlation between micro-scale chambers and ISO 12219-3, ISO TC 146 SC6 WG13, 2010.
• Williams G., Pharoah M. Correlation between the VDA 276 test and microchamber testing, PARD Report, Univ. of Warwick, 2009.
• Schripp T. a kol. A microscale device for measuring emissions from materials for indoor use, Anal. Bioanal. Chem. 387, 1907–1919 (2007).
• Lor M. a kol. Horizontal evaluation method for implementation of the construction products directive HEMICPD, Belgian Science Policy, 2010.
• ISO 16000-6:2004 Indoor Air – Part 6: Determination of volatile organic compounds by active sampling on Tenax TA, TD and GC/MS.
• Wilke O. a kol. Improvement of VOC measurement from floor coverings, BAM, 2009.