Analytical Solutions for Analysis of Polymer Additives

Význam tématu

Analýza polymerních přísad je klíčová pro zajištění vlastností plastů, jejich bezpečnost, recyklaci a dodržování regulací týkajících se migrace látek do potravin či léčiv. Přísady ovlivňují mechanickou stabilitu, tepelnou odolnost a životnost produktů, nicméně jejich zbytkové množství a vliv na životní prostředí či zdraví vyžadují citlivé a spolehlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie

Tato souhrnná publikace představuje ukázkové aplikace pro kvantitativní i kvalitativní analýzu organických a anorganických přísad v polymerech. Obsah zahrnuje analýzy na vzorcích plastových pelet, obalových materiálech pro potraviny a léčiva, screeningové testy i simultánní stanovení molekulové hmotnosti polymerů a přísad.

Použitá metodika a instrumentace

• LC-MS/MS (LCMS-8045) pro kvantifikaci 22 antioxidantů a stabilizátorů v polymerních peletách
• EDX (rentgenová fluorescenční spektroskopie) pro stanovení antimonu a dalších prvků v plastu
• GC-MS s pyrolyzí/termickou desorpcí (Py/TD-GC-MS) pro detekci organických plášťů a přísad jako PIP(3:1)
• GC-MS s knihovnou Polymer Additives Library pro identifikaci vinylových, polyuretanových a dalších plastů
• FTIR a EDX v kombinovaném hodnocení pro detekci CaCO₃ v PVC dílech
• LC-QTOF MS pro simultánní kvalitativní a kvantitativní analýzu přísad v obalových fóliích
• OPTIC-4 DMI-GC-MS pro termickou extrakci přímým zahřátím vzorku
• GC a HS-GC-MS (hlava-prostorová extrakce) pro screening extraktabilních látek z léčivých obalů
• DART-MS (IonSense) se triple kvadrupólem pro rychlý screening zbytkových rozpouštědel v CFRP
• GPC (HPLC) s RID a PDA detektorem a technologií překrytého vstřikování pro simultánní stanovení molekulové hmotnosti polymerů a přísad
• MALDI-TOF MS s automatickou AccuSpot frakcionací pro analýzu oligomerů a přísad akrylových desek

Hlavní výsledky a diskuse

• V polymerních peletách identifikováno až 22 antioxidantů s vysokou R² a detekcí Irganox 1010, 1330 nebo Irgafos 168 v rozsahu 0,24–16,64 mg/g
• EDX prokazuje kvantifikaci Sb na úrovni ppm (detekční limit 9,8 ppm) a simultánní analýzu prvků Cd, Pb, Cr, Hg, Br, Cl
• Py/TD-GC-MS odhaluje PIP(3:1) a TDCPP v PVC a polyuretanových vzorcích bez použití organických rozpouštědel (det. limit 10 mg/kg)
• GC-MS s Polymer Additives Library umožňuje rozlišení antioxidantů, cross-linkerů a dalších přísad ve vulkanizované pryži
• Kombinované FTIR/EDX vyhodnocuje organickou matrix (PVC s ftaláty) a anorganický plnivo (CaCO₃) a stanovuje jejich zastoupení
• LC-QTOF MS poskytuje simultánní detekci a kvantifikaci až 14 přísad ve fóliích obalů, např. Irganox 1098 až 799 mg/g
• TERMICKÁ extrakce GC-MS identifikuje plastifikátory, lubrikanty a rozkladné produkty PVC v léčivých obalech
• DART-MS rychle odhaluje a srovnává zbytkový NMP v různě ošetřených CFRP vzorcích bez přípravy vzorku
• GPC s i-PDeA II rozděluje a kvantifikuje současně molekulovou hmotnost polymeru (Mn, Mw) a přísady Irganox 1010/144/120
• MALDI-TOF s AccuSpot zobrazuje frakce oligomerů a detekuje Irganox 1010 v extraktu akrylové desky

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoce selektivní a citlivé stanovení přísad i stopových prvků v různých typech plastů
• Možnost kombinovat organickou a anorganickou analýzu (FTIR+EDX, LC+MS, GC+MS, DART)
• Úspora času díky přímé desorpci, automatizované frakcionaci a modernímu dávkování vzorků
• Zajištění shody s mezinárodními normami (RoHS, IEC 62321-8, TSCA)
• Podpora vývoje nových polymerních materiálů, QA/QC procesů a hodnocení recyklovaných plastů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozvoj knihoven spekter a umělé inteligence pro automatizovanou identifikaci
• Integrace on-line monitoringu výrobních procesů a real-time analýzu
• Využití miniaturizovaných přístrojů a portable technologií pro field testy
• Další zlepšení citlivosti a selektivity pro detekci nových environmentálních kontaminantů
• Prohloubení metod pro analýzu biodegradovatelných a recyklovatelných materiálů

Závěr

Představené metody a instrumentace umožňují komplexní rozbor polymerních přísad v širokém spektru vzorků. Kombinací různé chromatografie, spektroskopie a hmotnostní spektrometrie lze dosáhnout vysoké přesnosti, citlivosti i rychlosti analýzy, což přispívá k bezpečnosti a udržitelnosti plastových produktů.

Reference

• Text neobsahuje explicitní seznam literatury.