頂空法車用塑料VOC檢測技術(shù)
加入技術(shù)交流群
健康問題
塑料中釋放出來的單體、降解產(chǎn)物或增塑劑，長期以來被認(rèn)為是造成許多健康問題的潛在原因。
例如，廣泛用于汽車內(nèi)飾的乙烯基塑料，當(dāng)處在高溫或潮濕環(huán)境中時會釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物，從而引起“室內(nèi)環(huán)境綜合癥”。若人體長時間吸入或皮膚接觸這些化合物，會引起一系列癥狀，例如眼睛、鼻子和喉嚨感覺刺激、視力模糊、頭昏、關(guān)節(jié)疼痛、疲勞、惡心、胸口痛，有些甚至?xí)鹦穆墒С！?
“化學(xué)物質(zhì)過敏癥”如今是個廣受關(guān)注和爭議的健康相關(guān)話題。人們相信長時間持續(xù)暴露在低水平的VOCs中亦會導(dǎo)致“化學(xué)物質(zhì)過敏癥”發(fā)病率的上升。
之所以會引起爭議，則是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)條件下該癥狀很難重現(xiàn)，某些研究人員甚至開始懷疑是否有這種過敏癥存在。然而，的確有很多人受到這種即刻發(fā)作的過敏癥的折磨，并且病情會持續(xù)發(fā)展。
頂空分析與GC-MS
頂空分析與氣質(zhì)（GC-MS）聯(lián)用，是一種非常有效的整體分析手段，它可以簡便迅速的對原材料和塑料成品的VOCs進(jìn)行分析。
在簡單進(jìn)行樣品制備后（有些樣品甚至不需制樣），樣品被密封在瓶中，然后在不同的溫度下加熱，通過頂空采樣，我們將得到不同溫度下釋放的有機(jī)物，最后通過MS的單離子檢測模式或全掃描模式來測定。該方法特別適宜于工廠中大批量產(chǎn)品的質(zhì)控檢測。
使用布魯克SHS-40自動頂空進(jìn)樣器與SCION單四極桿質(zhì)譜（SQ MS）聯(lián)用，我們在獲得全范圍的定量數(shù)據(jù)的同時，還能在NIST等譜庫內(nèi)檢索對化合物進(jìn)行初步定性。這通過實(shí)時監(jiān)測，使用系統(tǒng)一體化的譜庫搜索軟件直接對材料中頂空物質(zhì)譜圖與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中的譜圖進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)。
車用塑料
汽車內(nèi)部許多部件都使用塑料材料，因此制造商有責(zé)任保證用戶不會受到有害物質(zhì)的侵襲，特別是在很少通風(fēng)或根本不通風(fēng)的情況下，材料被暴曬或加熱時，例如：汽車的保險(xiǎn)杠常常直曬曝露在高溫下，如果通風(fēng)情況不好，將釋放出大量的有機(jī)物。
某歐洲委員會在2009年就如何管理使用過的汽車進(jìn)行的研究指出：車內(nèi)空氣中的VOC含量常常超標(biāo)，有時苯含量會達(dá)到149.1μg/m3以上；而在夏天，當(dāng)車內(nèi)氣溫升至70℃ 時，總體VOC含量甚至?xí)?0%。
這些情況下，頂空GC-MS是一種非常有效的方法，它能迅速定性定量出各種溫度條件下的VOC釋放情況。
科學(xué)家在最新一項(xiàng)關(guān)于汽車塑料部件的頂空GC-MS研究中使用了車用聚丙烯材料作為樣品。他們將聚丙烯切成標(biāo)準(zhǔn)大小的小塊，放入一系列20ml的頂空瓶中，每個瓶中大致放0.5-1g。樣品被置于不同的溫度條件下，然后用單四極桿GC-MS進(jìn)行全掃描，得到樣品的指紋譜圖顯示低水平揮發(fā)性有機(jī)物的存在。
該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目的是為了確定在溫度壓力下，樣品是否會產(chǎn)生足以引起重視的VOC。
而汽車塑料部件樣品最終揮發(fā)出了20種對人體有潛在危害的碳?xì)浠衔铩８鶕?jù)REACH規(guī)定，這些都必須被分析并且記錄在案。
聚丙烯汽車部件樣品的全掃描定性檢測，汽車塑料部件樣品最終揮發(fā)出了20種對人體有潛在危害的碳?xì)浠衔铩?/P>如何減少VOC的危害
我們可以通過一種叫做“烘焙”的方法來減少汽車內(nèi)聚合物中VOC的排放，適宜的產(chǎn)品包括低密度聚乙烯、聚丙烯和一些最新的生物聚合物材料，例如聚乳酸（PLA）和聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)。該方法是將汽車塑料部件放置在設(shè)定的溫度環(huán)境中一段時間，經(jīng)過一系列溫度變化，其中的VOC將基本完全揮發(fā)并被處理，該部件不再釋放任何有害化學(xué)物質(zhì)。整個過程可以用HS GC-MS進(jìn)行監(jiān)控。
結(jié)論
顯然，現(xiàn)代材料經(jīng)常會面臨VOC的問題，這些揮發(fā)性物質(zhì)對人類健康的影響逐漸被人們認(rèn)識。制造商和研究人員都需要重視和考慮VOCs的含量問題。頂空GC-MS法是檢測該類指標(biāo)的良好工具，我們可以使用它來確保產(chǎn)品滿足法規(guī)要求，以利將來的更好發(fā)展。
通過頂空GC-MS法，研究人員可獲得塑料部件在不同溫度散發(fā)出來的低水平揮發(fā)性有機(jī)物的相當(dāng)全面的定性定量信息?？傠x子流圖（TICs）可用來獲得單獨(dú)某一種塑料材料的指紋譜圖，這些指紋譜圖被用于質(zhì)檢中，可控制揮發(fā)性有機(jī)物的排放量，以及發(fā)現(xiàn)是否有其他物質(zhì)混雜在內(nèi)。
SHS-40和SCION GC-MS聯(lián)用，然后通過NIST等提供的質(zhì)譜譜庫進(jìn)行檢索，是相當(dāng)靈活方便的揮發(fā)性有機(jī)物定性定量工具。(end)
評論