Headspace Assay of Household Interior Paint with Teledyne Tekmar HT3™ Static Headspace Instrument

Význam tématu

Vnitřní i vnější kvalita ovzduší je silně ovlivněna obsahem těkavých organických látek (VOC), které přispívají ke vzniku ozonu a smogu. V uzavřených prostorech mohou vyšší koncentrace VOC vyvolávat příznaky tzv. syndromu nemocných budov. Nátěrové hmoty představují významný zdroj emisí VOC, a proto byly stanoveny přísné limity na jejich obsah, například nová pravidla EPA platná od 1. ledna 2009.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ukázat využití statické headspace analýzy ve spojení s GC/MS pro kvantifikaci a srovnání VOC v běžně dostupných vodou ředitelných akrylových barvách před a po nástupu regulačních opatření EPA. Analýza měla rovněž demonstrovat minimalizaci přípravy vzorku a schopnost rozlišit formulace různých komerčních vzorků.

Použitá metodika

Do 22ml headspace lahviček se navážil přibližně 1 g vzorku barvy, který byl uzavřen alobalovým uzávěrem s teflonovou septou. Vzorky se zahřívaly na 105 °C, plyn se přenášel 120 °C dlouhou kapilárou do GC/MS. Skenování v módu plného skenu probíhalo od m/z 29 do 350.

Použitá instrumentace

• Statický headspace Teledyne Tekmar HT3™
• Termo Focus GC, kolona HP-5 (30 m × 0,32 mm, 0,25 μm)
• DSQ II hmotnostní spektrometr, full scan 29–350 m/z

Hlavní výsledky a diskuse

Headspace/GC/MS prokázal významné snížení celkového obsahu VOC po zavedení limitů EPA, zejména u vzorku barvy A, kde došlo k redukci normalizované souhrnné plochy o více než 25 % a hlavního analytu při retenční době 8,2 min o 24násobek. Nízkovonné a bezvodé VOC barvy vykazovaly nejnižší emisní profil. Statická headspace analýza umožnila rozlišit i jemné rozdíly mezi různými komerčními formulacemi.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální příprava vzorku – přímé navážení do lahviček
• Rychlá a reprodukovatelná analýza pro QA/QC
• Schopnost rozlišit a kvantifikovat změny formulací
• Vhodné pro kontrolu souladu s legislativními limity

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na analýzu dalších spotřebitelských produktů (lakýrnické přípravky, těsnicí materiály)
• Integrace s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií pro identifikaci stopových látek
• Automatizace vyhodnocení dat a implementace umělé inteligence pro predikci emisních profilů
• Vývoj rychlejších chromatografických programů pro vysokopropustné odběry

Závěr

Statická headspace/GC/MS metoda s Teledyne Tekmar HT3™ prokázala efektivní a rychlou detekci VOC v akrylátových nátěrových hmotách. Výsledky potvrzují efekt regulačních opatření na snížení emisí a ukazují, že metoda nabízí spolehlivý nástroj pro průmyslovou kontrolu kvality a dodržování legislativních požadavků.

Reference

1. National Volatile Organic Compound Emission Standards for Aerosol Coatings Part III 40 CFR 51 and 59, EPA, 2008
2. California Air Resources Board Method 310 Determination of Volatile Organic Compounds in Consumer Products, CARB, 2000
3. EPA Method 8260B Volatile Organic Compounds by GC/MS, Revision 2, EPA, 1996
4. Low and No VOC Paint Definition and Arbitrary Assignment of 10 g/L, EPA Guidance