Identification of brominated flame retardants in polymers

Význam tématu

Nárůst regulace a omezení používání polybromovaných zpomalovačů hoření v elektronice a plastech (WEEE, RoHS) vyžaduje rychlou a spolehlivou detekci těchto látek v polymerních materiálech. Kontrola obsahu PBB a PBDE do 0,1 % hmotn. je klíčová pro ochranu životního prostředí, zdraví a recyklaci plastů bez kontaminace bromem.

Cíle a přehled studie / článku

Prezentovat metodu FT-IR s ATR technikou v kombinaci se softwarem IDENT pro kvalitativní identifikaci bromovaných zpomalovačů hoření (např. DecaBDE, TBBPA) v termoplastických polymerech. Doplňkově uvést použití rentgenové fluorescenční analýzy (XRF) pro kvantifikaci celkového obsahu bromu.

Použitá metodika a instrumentace

• FT-IR spektrometrie s diamond ATR krystalem (Bruker Optics).
• Software OPUS IDENT s databází běžných polymer–zpomalovač kombinací.
• X-ray fluorescence (XRF) pro měření celkového obsahu bromu a kovových prvků.

Hlavní výsledky a diskuse

FT-IR ATR umožňuje rozlišit charakteristické absorpční pásy bromovaných látek v oblasti 2000–600 cm−1. Identifikace je spolehlivá při koncentracích zpomalovačů nad 5 % hmotn. (u některých polymerů až 3 %). Ukázky spektra ABS, ABS s TBBPA a čistého TBBPA prokázaly rozpoznání přidaného zpomalovače. Software IDENT automaticky porovnává naměřené spektrum s referencemi, generuje výsledek a report.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda je rychlá, neinvazivní, nevyžaduje složitou přípravu vzorků a je vhodná pro rychlé screeningy v laboratořích i v terénu. Snižuje zátěž pro následné analýzy GC-MS, pokud jsou koncentrace brzdících látek vysoké.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databáze o nové polymerní matrice a zpomalovače.
• Integrace chemometrických metod pro kvantitativní analýzu FT-IR dat.
• Miniaturizace a automatizace ATR modulů pro on-line monitoring recyklace plastů.
• Propojování FT-IR s dalšími technikami (Raman, NIR) pro komplexnější kontrolu kvality.

Závěr

Kombinace FT-IR ATR a software IDENT představuje efektivní nástroj pro identifikaci bromovaných zpomalovačů hoření v polymerech, doplněný XRF analýzou pro kvantifikaci celkového bromu. Tato strategie přináší významné zjednodušení kontroly výrobků v souladu s legislativou RoHS.

Reference

• Application Note AN #59: Identification of brominated flame retardants in polymers, Bruker Optics BOPT-4000398-01, 2009.