Ang mga chlorinated paraffin (CPs), na kilala rin bilang polychlorinated n-alkanes (PCAs), ay may kemikal na formula na CnH2n+2-mClm. Ang mga ito ay isang pangkat ng mga artipisyal na na-synthesize na chlorinated derivatives ng straight-chain n-alkanes, na may carbon chain length (n) mula 10 hanggang 38 carbon atoms at isang chlorine content na karaniwang mula 30% hanggang 70% ayon sa masa.
Chemical Structure Diagram ng Chlorinated Paraffins (CnH2n+2-mClm)
Sa temperatura ng silid, bilang karagdagan sa 70% na chlorinated paraffin ay isang puting solid, ang natitirang bahagi ng chlorinated paraffin ay walang kulay o mapusyaw na dilaw na likido. Ang mga chlorinated paraffin ay karaniwang ikinategorya sa tatlong klase batay sa haba ng carbon chain: short-chain chlorinated paraffins (SCCPs) na may carbon chain na haba na 10 hanggang 13 carbon atoms, medium-chain chlorinated paraffins (MCCPs) na may carbon chain na haba ng 14 hanggang 17 carbon atoms, at tipikal na chlorinated paraffins na carbon chain na may mahabang chain na paraffin. 20 hanggang 30 carbon atoms.
Sa sektor ng industriya, ang mga chlorinated paraffin ay karaniwang ginagamit bilang flame retardant at auxiliary plasticizer sa paghahanda ng iba't ibang polymer materials. Ginagamit din ang mga ito bilang mga additives sa paghahanda ng mga plastic track surface. Sa kasalukuyan, ang medium hanggang long-chain na chlorinated paraffin ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga plastic track. Gayunpaman, dahil sa mga impluwensya sa proseso, ang hindi wastong pangangasiwa ng medium hanggang long-chain chlorinated paraffin ay kadalasang nagreresulta sa mga bakas na dami ng mga short-chain chlorinated paraffin na natitira.
Ang mga short-chain chlorinated paraffins (SCCPs) ay isang pangkat ng mga derivatives na nabuo sa pamamagitan ng mga reaksyon ng chlorination sa mga straight-chain na normal na alkane, ang haba ng carbon chain mula 10 hanggang 13 carbon atoms at isang chlorine content na karaniwang mula 30% hanggang 70% (ayon sa masa). Ayon sa Chemical Substances Information System (ESIS) ng European Chemicals Agency, ang mga SCCP (C10~C13) ay inuri bilang kategorya 3 carcinogens (R40) at maaaring magdulot ng pangmatagalang masamang epekto sa balat sa matagal na pagkakalantad (R66). Itinuturing ang mga ito bilang isang klase ng mga bagong compound na may mga katangian ng PBT (persistent, bioaccumulative, at toxic substances).
Sa kasalukuyan, ang pambansang pamantayan ay gumagamit ng gas chromatography-electron capture negative ionization mass spectrometry (GC-ECNI-MS) para sa pagtuklas ng mga SCCP sa mga plastic track surface. Gayunpaman, ang paraang ito ay may posibilidad na makatagpo ng peak overlap at interference sa mga huling resulta ng pagkalkula kapag sinusuri ang mga sample na naglalaman ng mga chlorinated paraffin na may iba't ibang haba ng chain.
Ang pagpapasiya ng mga SCCP sa pamamagitan ng carbon skeleton gas chromatography ay nagsasangkot ng catalytically dehydrochlorinating SCCPs sa mga straight-chain na alkane sa ilalim ng mataas na temperatura na mga kondisyon para sa pagsusuri. Ang reaksyon ay kinakatawan tulad ng sumusunod:
Nag-aalok ang paraang ito ng makabuluhang mga pakinabang sa pagtukoy ng mga pinaghalong chlorinated paraffin na may iba't ibang haba ng kadena, na epektibong nireresolba ang interference sa isa't isa sa panahon ng pagtuklas ng mga chlorinated paraffin na may iba't ibang haba ng chain at pag-iwas sa mga maling positibo. Ang papel na ito ay magpapakilala ng isang carbon skeleton-gas chromatography na paraan para sa pag-detect ng mga SCCP sa mga natapos na plastic track surface, na nagbibigay ng isang epektibong pantulong na paraan upang maalis ang interference sa SCCPs detection sa mga plastic track.
Seksyon ng Eksperimento
1.1 Reagents at Instrumento
Agilent 7890A gas chromatograph na nilagyan ng flame ionization detector (FID). Mga pamantayan ng straight-chain alkanes: C10, C11, C12, C13, at mga pamantayan ng SCCP: 1,2,4-trimethylbenzene.
Palladium chloride catalyst at carbon skeleton reaction lining: Inihanda ayon sa SN/T 2570-2010.
1.2 Halimbawang Pretreatment
Ayon sa mga pamamaraan ng pre-treatment na nakabalangkas sa Appendix G 5.1~5.2 ng GB 36246-2018, ang mga sample ay sasailalim sa pre-treatment at makuha ang test solution.
1.3 Mga Kundisyon ng Gas Chromatography
DB-1701 capillary gas chromatography column (30m × 0.25m × 0.25μm); carrier gas: high-purity hydrogen gas (purity 99.999%), flow rate 2 mL/min; FID detector temperatura 300 ℃; temperatura ng iniksyon port 275 ℃; hydrogen gas flow rate para sa combustion 30 mL/min; rate ng daloy ng hangin para sa pagkasunog ng suporta 300 mL/min; splitless injection, dami ng iniksyon 1 μL; programa ng temperatura ng haligi: paunang temperatura 50 ℃, ramped sa bilis na 10 ℃/min hanggang 240 ℃, gaganapin ng 4 min.
1.4 Pagkalkula ng Nilalaman ng Short-chain Chlorinated Paraffins at Catalytic Efficiency
Sumangguni sa Kabanata 7 ng SN/T 2570-2010 para sa pagkalkula ng kaugnay na nilalaman at lining catalytic efficiency.
Pag-aaral sa Catalytic Performance
2.1 Temperatura ng Injection Port
Ang temperatura ay isang mahalagang parameter na nakakaapekto sa catalytic na kahusayan ng palladium chloride. Sa carbon skeleton gas chromatography, ang catalyst ay inilalagay sa reaction lining, at ang catalysis ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng injection port. Samakatuwid, ang pagpili ng naaangkop na temperatura ng injection port ay mahalaga para sa kahusayan ng reaksyon. Ang mga resulta ay nagpapahiwatig na sa pagtaas ng temperatura ng injection port, ang catalytic hydrogenation efficiency ay unang tumataas at pagkatapos ay unti-unting bumababa. Ang pinakamataas na catalytic hydrogenation na kahusayan ay nakakamit sa paligid ng 275 ℃, na umaabot sa humigit-kumulang 88.3%.
2.2 Kakayahan at Katatagan ng Catalytic Hydrogenation
Ang iba't ibang mga konsentrasyon ng mga solusyon sa SCCP (mula sa 20 μg / mL hanggang 100 μg / mL) ay inihanda para sa mga eksperimento ng catalytic hydrogenation. Ang mga resulta ay nagpakita na ang catalytic efficiency ng reaction lining ay mula 84.3% hanggang 87.6%, na nagpapahiwatig ng magandang katatagan ng carbon skeleton gas chromatography na paraan para sa pagpapasiya ng SCCPs. Gamit ang isang karaniwang solusyon ng mga SCCP na may konsentrasyon na 40 μg/mL, 100 magkakasunod na catalytic na eksperimento ang isinagawa. Ang mga resulta ay nagsiwalat na ang catalytic na kahusayan ng katalista ay maaari pa ring mapanatili sa itaas ng 85%. Makikita na sa loob ng tinukoy na bilang ng mga gamit, nananatiling maganda ang catalytic effect ng reaction lining.
Spiking Recovery Rate at Precision Test
Dalawang sample, isa sa mga natapos na plastic track surface at isa sa mga hilaw na materyales, ang napili, at ang bawat isa ay inihanda sa mga spiked sample na naglalaman ng mga SCCP sa tatlong magkakaibang antas ng konsentrasyon. Isinagawa ang mga pagsusuri sa pagbawi at katumpakan. Ang average na mga rate ng pagbawi at kamag-anak na standard deviations ay ipinapakita sa talahanayan sa ibaba. Mapapansin na ang spike recovery rate ay mula 82.4% hanggang 97.2%, na may relatibong standard deviations na 3.4% hanggang 4.9%.
Talahanayan 1: Rate ng Pagbawi ng Spike at Katumpakan ng Paraan (n=6)
Pagdaragdag ng Konsentrasyon (g/kg)
Tapos na Produkto
Mga Hilaw na Materyales
Average na Rate ng Pagbawi /%
RSD /%
Average na Rate ng Pagbawi /%
RSD /%
20
87.6
4.2
82.4
4.9
50
90.1
3.6
88.6
4.1
100
97.2
3.4
93.6
3.6
Pagsusuri ng Aktwal na Sample at Paghahambing ng Paraan
Ang isang sample ng isang kilalang materyal na track na naglalaman ng nilalaman ng SCCP ay pinili para sa pag-detect gamit ang gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) at ang pamamaraang itinatag sa pag-aaral na ito. Ang karaniwang chromatogram ng nakuhang sample ay ipinapakita sa Figure a. Mula sa graph, mapapansin na kapag gumagamit ng GC-MS para sa pagtuklas, ang spectrum ay madaling makagambala mula sa iba pang chain length chlorinated paraffins, na nakakaapekto sa dami ng mga resulta. Gayunpaman, kapag ginagamit ang paraan ng carbon skeleton-gas chromatography (Figure b), malinaw at nakikita ang spectra para sa bawat peak ng alkane pagkatapos ng pagbabawas sa mga straight-chain na alkane. Lalo na, para sa mga chlorinated paraffin na may iba't ibang haba ng kadena, ang epektibong paghihiwalay ay maaaring makamit, pag-iwas sa kapwa interference.
Figure: Mga Chromatogram ng SCCP sa Mga Sample ng Plastic Track na Tinutukoy ng Iba't Ibang Paraan
(a. Gas Chromatography-Mass Spectrometry; b. Carbon Skeleton Gas Chromatography)
Konklusyon
Ang pag-aaral na ito ay nagtatag ng isang paraan para sa pagtukoy ng nilalaman ng mga short-chain chlorinated paraffins (SCCPs) sa mga plastic track surface gamit ang carbon skeleton gas chromatography. Ang pamamaraan ay epektibong tumutugon sa isyu ng kapwa interference sa pagitan ng mga chlorinated paraffin na may iba't ibang haba ng chain sa mga sample. Bukod dito, ang pamamaraan ay may mababang gastos sa pagtuklas at maaaring malawak na mailapat sa iba't ibang mga laboratoryo. Nagbibigay ito ng epektibong pantulong na paraan para sa pagbubukod ng interference sa pagtuklas ng mga SCCP sa mga plastic track.
