Քլորացված պարաֆինները (CPs), որոնք հայտնի են նաև որպես պոլիքլորացված n-ալկաններ (PCAs), ունեն CnH2n+2-mClm քիմիական բանաձևը։ Դրանք ուղիղ շղթայով n-ալկանների արհեստականորեն սինթեզված քլորացված ածանցյալների խումբ են, որոնց ածխածնային շղթայի երկարությունը (n) տատանվում է 10-ից 38 ածխածնի ատոմ և քլորի պարունակությունը սովորաբար տատանվում է 30%-ից մինչև 70% զանգվածային:
Քլորացված պարաֆինների քիմիական կառուցվածքի դիագրամ (CnH2n+2-mClm)
Սենյակային ջերմաստիճանում, բացի 70% քլորացված պարաֆինից, սպիտակ պինդ է, մնացած քլորացված պարաֆինը անգույն կամ բաց դեղին հեղուկ է: Քլորացված պարաֆինները հիմնականում դասակարգվում են երեք դասի՝ ելնելով ածխածնային շղթայի երկարությունից՝ կարճ շղթայով քլորացված պարաֆիններ (SCCPs) ածխածնային շղթայի երկարությամբ 10-ից 13 ածխածնի ատոմ, միջին շղթայի քլորացված պարաֆիններ (MCCPs) ածխածնային երկար շղթայի երկարությամբ 14-ից մինչև 17 ածխածնային պարաֆիններ, և (LCCPs) ածխածնային շղթայի երկարությամբ 20-ից 30 ածխածնի ատոմ:
Արդյունաբերական հատվածում քլորացված պարաֆինները սովորաբար օգտագործվում են որպես բոցավառող և օժանդակ պլաստիկացնող տարբեր պոլիմերային նյութերի պատրաստման համար: Դրանք նաև օգտագործվում են որպես հավելումներ պլաստիկ գծերի մակերեսների պատրաստման համար: Ներկայումս միջինից երկար շղթայով քլորացված պարաֆինները հիմնականում օգտագործվում են պլաստիկ գծերի արտադրության մեջ: Այնուամենայնիվ, գործընթացի ազդեցության պատճառով միջինից երկար շղթայով քլորացված պարաֆինների ոչ պատշաճ գործածումը հաճախ հանգեցնում է կարճ շղթայով քլորացված պարաֆինների հետքի քանակի պահպանմանը:
Կարճ շղթայի քլորացված պարաֆինները (SCCPs) ածանցյալների խումբ են, որոնք ձևավորվում են ուղիղ շղթայական նորմալ ալկանների վրա քլորացման ռեակցիաների արդյունքում, ածխածնի շղթայի երկարությունը տատանվում է 10-ից 13 ածխածնի ատոմների միջև և քլորի պարունակությունը սովորաբար տատանվում է 30% -ից մինչև 70% (ըստ զանգվածի): Համաձայն Եվրոպական Քիմիական Գործակալության Քիմիական նյութերի տեղեկատվական համակարգի (ESIS), SCCP-ները (C10~C13) դասակարգվում են որպես 3-րդ կատեգորիայի քաղցկեղածիններ (R40) և երկարատև ազդեցության դեպքում կարող են երկարատև անբարենպաստ ազդեցություններ առաջացնել մաշկի վրա (R66): Դրանք համարվում են նոր միացությունների դաս՝ PBT բնութագրերով (համառ, կենսակուտակվող և թունավոր նյութեր):
Ներկայումս ազգային ստանդարտը ընդունում է գազային քրոմատոգրաֆիա-էլեկտրոնային գրավման բացասական իոնացման զանգվածային սպեկտրոմետրիա (GC-ECNI-MS)՝ SCCP-ների հայտնաբերման համար պլաստիկ հետքերի մակերեսներում: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը հակված է հանդիպելու գագաթնակետին համընկնմանը և միջամտությանը վերջնական հաշվարկի արդյունքներում, երբ վերլուծում են տարբեր շղթայի երկարությամբ քլորացված պարաֆիններ պարունակող նմուշները:
Ածխածնային կմախքի գազային քրոմատագրման միջոցով SCCP-ների որոշումը ներառում է SCCP-ների կատալիտիկ ջրաքլորացում դեպի ուղիղ շղթայական ալկաններ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում վերլուծության համար: Արձագանքը ներկայացված է հետևյալ կերպ.
Այս մեթոդը զգալի առավելություններ է տալիս տարբեր շղթայի երկարությամբ քլորացված պարաֆինների խառնուրդները որոշելիս, արդյունավետորեն լուծելով փոխադարձ միջամտությունը տարբեր շղթայի երկարությամբ քլորացված պարաֆինների հայտնաբերման ժամանակ և խուսափելու կեղծ դրականից: Այս հոդվածը կներկայացնի ածխածնային կմախք-գազի քրոմատագրման մեթոդ՝ SCCP-ների հայտնաբերման համար պատրաստի պլաստիկ գծերի մակերեսներում՝ ապահովելով արդյունավետ օժանդակ մեթոդ՝ վերացնելու SCCP-ների հայտնաբերման միջամտությունը պլաստիկ ուղիների վրա:
Փորձերի բաժին
1.1 Ռեակտիվներ և գործիքներ
Agilent 7890A գազային քրոմատոգրաֆ, որը հագեցած է բոցի իոնացման դետեկտորով (FID): Ուղիղ շղթայական ալկանների ստանդարտներ՝ C10, C11, C12, C13 և SCCP-ների ստանդարտներ՝ 1,2,4-տրիմեթիլբենզոլ:
Պալադիումի քլորիդ կատալիզատոր և ածխածնային կմախքի ռեակցիայի երեսպատում. Պատրաստված է ըստ SN/T 2570-2010:
1.2 Նմուշի նախնական մշակում
Համաձայն GB 36246-2018-ի Հավելված G 5.1-5.2-ում նշված նախնական մշակման մեթոդների, նմուշները ենթարկվում են նախնական մշակման և ստանում փորձարկման լուծույթը:
1.3 Գազային քրոմատոգրաֆիայի պայմաններ
DB-1701 մազանոթային գազային քրոմատոգրաֆիայի սյունակ (30 մ × 0,25 մ × 0,25 մկմ); կրող գազ՝ բարձր մաքրության ջրածնի գազ (մաքրությունը 99,999%), հոսքի արագությունը 2 մլ/րոպե; FID դետեկտորի ջերմաստիճանը 300 ℃; ներարկման պորտի ջերմաստիճանը 275 ℃; ջրածնի գազի հոսքի արագությունը այրման համար 30 մլ/րոպե; Օդի հոսքի արագություն օժանդակ այրման համար 300 մլ/րոպե; առանց պառակտման ներարկում, ներարկման ծավալը 1 μL; Սյունակի ջերմաստիճանի ծրագիր. սկզբնական ջերմաստիճանը 50 ℃, բարձրացված 10 ℃/րոպե արագությամբ մինչև 240 ℃, պահվում է 4 րոպե:
1.4 Կարճ շղթայի քլորացված պարաֆինների պարունակության և կատալիտիկ արդյունավետության հաշվարկ
Համապատասխան բովանդակության և երեսպատման կատալիտիկ արդյունավետությունը հաշվարկելու համար տե՛ս SN/T 2570-2010-ի 7-րդ գլուխը:
Ուսումնասիրություն կատալիտիկ կատարողականության վերաբերյալ
2.1 Ներարկման պորտի ջերմաստիճանը
Ջերմաստիճանը կարևոր պարամետր է, որն ազդում է պալադիումի քլորիդի կատալիտիկ արդյունավետության վրա: Ածխածնային կմախքի գազային քրոմատագրության մեջ կատալիզատորը տեղադրվում է ռեակցիայի երեսպատման մեջ, և կատալիզը ձեռք է բերվում ներարկման պորտի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ։ Հետևաբար, ներարկման պորտի համապատասխան ջերմաստիճանի ընտրությունը կարևոր է ռեակցիայի արդյունավետության համար: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ ներարկման պորտի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, կատալիտիկ հիդրոգենացման արդյունավետությունը սկզբում մեծանում է, այնուհետև աստիճանաբար նվազում է: Ամենաբարձր կատալիտիկ հիդրոգենացման արդյունավետությունը ձեռք է բերվում մոտ 275 ℃՝ հասնելով մոտավորապես 88,3%-ի:
2.2 Կատալիզային հիդրոգենացման հնարավորություն և կայունություն
SCCPs լուծույթների տարբեր կոնցենտրացիաներ (20 μg/mL-ից մինչև 100 μg/mL) պատրաստվել են կատալիտիկ հիդրոգենացման փորձերի համար: Արդյունքները ցույց են տվել, որ ռեակցիայի երեսպատման կատալիտիկ արդյունավետությունը տատանվում է 84,3%-ից մինչև 87,6%, ինչը ցույց է տալիս ածխածնային կմախքի գազային քրոմատոգրաֆիայի մեթոդի լավ կայունությունը SCCP-ների որոշման համար: Օգտագործելով 40 μg/mL կոնցենտրացիայով SCCP-ների ստանդարտ լուծույթ, իրականացվել են 100 անընդմեջ կատալիտիկ փորձեր: Արդյունքները ցույց տվեցին, որ կատալիզատորի կատալիտիկ արդյունավետությունը դեռևս կարող է պահպանվել 85%-ից բարձր: Կարելի է տեսնել, որ օգտագործման նշված քանակի շրջանակներում ռեակցիայի երեսպատման կատալիտիկ ազդեցությունը մնում է լավ:
Spiking վերականգնման արագություն և ճշգրիտ փորձարկում
Ընտրվել են երկու նմուշներ, որոնցից մեկը պատրաստի պլաստմասսա երթևեկության մակերևույթներից և մեկը հումքից, և յուրաքանչյուրը պատրաստվել է ցցված նմուշների, որոնք պարունակում են SCCPs երեք տարբեր կոնցենտրացիայի մակարդակներում: Անցկացվել են վերականգնման և ճշգրիտ փորձարկումներ։ Վերականգնման միջին տեմպերը և հարաբերական ստանդարտ շեղումները ներկայացված են ստորև բերված աղյուսակում: Կարելի է նկատել, որ աճի վերականգնման տեմպերը տատանվել են 82,4%-ից մինչև 97,2%, հարաբերական ստանդարտ շեղումներով՝ 3,4%-4,9%:
Աղյուսակ 1. Կծիկի վերականգնման արագություն և մեթոդի ճշգրտություն (n=6)
Կոնցենտրացիայի ավելացում (գ/կգ)
Պատրաստի արտադրանք
Հումք
Վերականգնման միջին տոկոսադրույքը /%
RSD /%
Վերականգնման միջին տոկոսադրույքը /%
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
Փաստացի նմուշի և մեթոդի համեմատության վերլուծություն
Ընտրվել է հայտնի SCCPs պարունակող ուղու նյութի նմուշ՝ հայտնաբերման համար՝ օգտագործելով գազային քրոմատոգրաֆիա-զանգվածային սպեկտրոմետրիա (GC-MS) և այս ուսումնասիրության մեջ հաստատված մեթոդը: Ստացված նմուշի ստանդարտ քրոմատոգրամը ներկայացված է նկար ա. Գրաֆիկից կարելի է նկատել, որ հայտնաբերման համար GC-MS օգտագործելիս սպեկտրը հակված է այլ շղթայի երկարությամբ քլորացված պարաֆինների միջամտության՝ ազդելով քանակական արդյունքների վրա: Այնուամենայնիվ, երբ օգտագործվում է ածխածնային կմախք-գազի քրոմատոգրաֆիայի մեթոդը (Նկար բ), սպեկտրները պարզ են և տեսանելի յուրաքանչյուր ալկանային գագաթնակետի համար ուղիղ շղթայական ալկանների վերածումից հետո: Մասնավորապես, տարբեր շղթայի երկարություններ ունեցող քլորացված պարաֆինների համար կարելի է հասնել արդյունավետ տարանջատման՝ խուսափելով փոխադարձ միջամտությունից:
Նկար. SCCP-ների քրոմատոգրամները պլաստիկ ուղու նմուշներում, որոնք որոշվում են տարբեր մեթոդներով
(ա. Գազային քրոմատագրություն-զանգվածային սպեկտրոմետրիա; բ. ածխածնային կմախքի գազային քրոմատագրություն)
Եզրակացություն
Այս ուսումնասիրությունը ստեղծեց մի մեթոդ՝ կարճ շղթայով քլորացված պարաֆինների (SCCPs) պարունակության որոշման համար պլաստիկ գծերի մակերեսներում՝ օգտագործելով ածխածնային կմախքի գազային քրոմատագրություն: Մեթոդը արդյունավետորեն լուծում է նմուշներում տարբեր շղթայի երկարությամբ քլորացված պարաֆինների փոխադարձ միջամտության խնդիրը: Ավելին, մեթոդն ունի հայտնաբերման ցածր ծախսեր և կարող է լայնորեն կիրառվել տարբեր լաբորատորիաներում: Այն ապահովում է արդյունավետ օժանդակ մեթոդ պլաստիկ գծերի վրա SCCP-ների հայտնաբերման միջամտությունը բացառելու համար:
