Phân tích các hợp chất Phthalate và Brominated bằng hệ thống GCMS
14:11 - 24/02/2021
Ở phần trước chúng ta đã tìm hiểu cách sử dụng Máy quang phổ huỳnh quang tia X để phân tích các nguyên tố Cd, Pb, Hg, Cr tổng, Br tổng và Cl. Trong phần này chúng ta cùng tìm hiểu cách để phân tích hàm lượng các hợp chất Phthalate (DEHP, DIBP, DBP, BBP) và Brominated (PBB, PBDE).
Phân tích thành phần hóa học của thép không gỉ Austenitic theo tiêu chuẩn ASTM E 1086
Phân tích thành phần hóa học mẫu Thép Cacbon và Thép hợp kim thấp theo tiêu chuẩn ASTM E 415
Ứng suất dư là gì? Xác định ứng suất dư theo tiêu chuẩn ASTM 915?
3 điều cần hiểu rõ khi mua Máy quang phổ phát xạ
2 hợp chất độc hại có trong các sản phẩm điện – điện từ là PBB và PBDE được kiểm soát theo tiêu chuẩn RoHS do chứa hàm lượng halogen cao, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
Bên cạnh 2 hợp chất Brominated này, các hợp chất phthalate ester cũng bị kiểm soát bởi các tiêu chuẩn của Châu Âu và Mỹ như:
- Quốc hội Mỹ nghiêm cấm sử dụng 6 hợp chất phthalate trong đồ chơi trẻ em với hàm lượng trên 0,1%: DBP, DEHP, BBP, DINP, DIDP and DnOP (Consumer Product Safety Improvement Act of 2008 (CPSIA))
- Ủy ban Châu Âu xác định các chất DBP, DEHP và BBP là những độc tố nguy hiểm (2005/84/EC)
- EPA còn điền thêm 8 hợp chất khác của Phthalate vào danh sách các chất độc hại cần kiểm soát nghiêm: DIBP, DBP, BBP, DEHP, DnOP, DINP, DnPP và DIDP
Làm thể nào để định lượng được các hợp chất độc hại Phthalate và Brominated để chắc chắn rằng sản phẩm đáp ứng các yêu cầu của Châu Âu và Mỹ?
Câu trả lời chính là Hệ thống sắc ký khí khối phổ GCMS.
Giới thiệu hệ thống PY-GC/MS
Phương pháp sắc ký khí khối phổ truyền thống cần chiết xuất dung môi chứa PBB, PBDE và phthalate từ mẫu nhựa. Đây là bước tốn thời gian và gây nguy cơ tiếp xúc nhiều dung môi dễ bay hơi độc hại.
Phương pháp Pyrolysis sẽ hạn chế được những hạn chế trên cho cả mẫu polyme tự nhiên và tổng hợp.
Hệ thống sắc ký khối phổ PY-GCMS bao gồm:
- Máy sắc ký khối phổ GCMS-Q2010 Ultra (hoặc GCMS-QP2020)
- Frontier Multi-Shot EGA/PY- 3030D pyrolyzer
- AS-1020E Auto-Shot sampler
Chuẩn bị mẫu chuẩn/chất chuẩn:
Bộ mẫu chuẩn cho ứng dụng này gồm:
- Chất chuẩn Phthalate gồm 3 miếng polyme rất mỏng có thành phần chứa 7 hợp chất phthalates có thành phần lần lượt là 0, 100 và 1000ppm
- Chất chuẩn Brominated chống cháy chứa 11 hợp chất PBB và PBDE
Tất cả mẫu chuẩn được chuẩn bị bằng cách cắt miếng nhỏ. Khoảng 0,5mg chất chuẩn và mẫu được cân ở cân phân tích có độ chính xác 0,01mg trước khi cho vào cốc đựng mẫu.
Điều kiện tiến hành thí nghiệm:
Sắc ký khí | CG-2010 Plus |
Cột | UA-PBDE, 15 m x 0.25 mm x 0.05 µm (Shimadzu PN 220-94824-20) |
Chương trình lò gia nhiệt | 80 °C, no hold, 20 °C/minute to 300 °C, hold 5 minutes |
Hệ phun | Split mode, split ratio 50:1; 300 °C; Split Liner w/ wool |
Khí mang | Helium |
Dòng khí mang | Constant linear velocity mode, 52.1 cm/second; Total Flow 54 mL/minute, Column Flow = 1.00 mL/minute; Purge Flow 3.0 mL/minute |
Quang phổ khối | GCMS-QP2010 Ultra |
Ion Source Temperature | 230 °C |
Solvent Cut Time | 0.5 minutes |
Detector Voltage | Relative to tune + 0.1 kV |
MS Operating Mode | Acquisition mode: Scan/SIM |
Pyrolyzer | PY-3030D (Frontier Labs) |
Lượng mẫu | 0.5 mg |
Nhiệt độ lò | TD1 200 °C to 300 °C @ 20 °C/minute, total 5 minutes; TD2 300 °C to 340 °C @ 5 °C/minute, total 9 minutes |
PY-GC Interface Temperature | Furnace temperature plus 100 °C, up to 300 °C |
Thời gian phân tích | |
PY program | 14 phút |
GC/MS program | 16 phút |
Total Cycle Time per sample | 30 phút |
Danh sách các hợp chất và ion cho phương pháp SIM (Sàng lọc ion chọn lọc):
Compound Name
| Abbreviation / Congeners
| Selected Ions for the SIM Mode | ||
Quantitation | Reference #1 | Reference #2 | ||
Diisobutyl phthalate | DIBP | 223.0 | 205.0 | 149.0 |
Dibutyl phthalate | DBP | 223.0 | 205.0 | 149.0 |
Butyl benzyl phthalate | BBP | 206.0 | 91.0 | 149.0 |
Di(2-ethylhexyl) phthalate | DEHP | 279.0 | 167.0 | 149.0 |
Di(n-octyl) phthalate | DnOP | 279.0 | 167.0 | 149.0 |
Diisononyl phthalate | DINP | 293.0 | 167.0 | 149.0 |
Diisodecyl phthalate | DIDP | 307.0 | 167.0 | 149.0 |
Hexabromocyclododecane | HBCDD | 238.9 | 560.6 | |
2,2',4,4'-tetrabromodiphenyl ether | BDE-47 | 325.8 | 483.6 | |
2,2',3,4,4'-pentabromodiphenyl ether | BDE-99 | 403.8 | 561.6 | |
2,2',4,4',6-pentabromodiphenyl ether | BDE-100 | 403.8 | 561.6 | |
2,2',4,4',5,5'-hexabromodiphenyl ether | BDE-153 | 483.6 | 643.5 | |
2,2',4,4',5,6'-hexabromodiphenyl ether | BDE-154 | 483.6 | 643.5 | |
2,2',3,4,4',5,6'-heptabromodiphenyl ether | BDE-183 | 561.6 | 721.4 | |
2,2',3,3',4,4',6,6'-Octabromodiphenyl ether + | BDE-197+204 | 641.5 | 643.5 | |
Nonabromodiphenyl ethers | BDE-206+207+208 | 719.4 | 879.2 | |
Decabromodiphenyl ether | BDE-209 | 799.3 | 959.1 | |
Decabrominated biphenyl | BB-209 | 783.3 | 785.3 | |
Một vài hình ảnh phổ:
Tổng cộng sắc ký ion của chất chuẩn Phthalate:
Tổng cộng sắc ký ion của chất chuẩn PBDE:
Dạng phổ sắc ký của các hợp chất cần kiểm soát:
Để được tư vấn thêm về giải pháp cho ứng dụng này, xin vui lòng liên hệ với HUST Việt Nam!
