Measurement of Total Carbon in Plastic Particles

Význam tématu

Využití plastů má rozsáhlý dopad na životní prostředí – od emisí CO2 při jejich spalování až po znečištění oceánů mikroplasty. Přesná a rychlá analýza celkového obsahu uhlíku (TC) v plastových vzorcích je klíčová pro posouzení jejich uhlíkové stopy, optimální řízení odpadového hospodářství a vývoj udržitelných materiálů.

Cíle a přehled studie

Cílem uvedené studie bylo demonstrovat schopnost systému TOC-LCPH se spalovací jednotkou SSM-5000A rychle a přesně měřit celkový uhlík v sedmi běžných typech plastů (PP, PS, HDPE, LDPE, PMMA, PC, PET). Klíčovým parametrem bylo dosažení vysoce reprodukovatelných výsledků s minimální odchylkou a spolehlivou obnovou známých hodnot.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity:

• TOC-LCPH Total Organic Carbon Analyzer + SSM-5000A Solid Sample Combustion Unit
• Dopravní plyn: čistý kyslík (500 mL/min)
• Teplota oxidačního činitele: 900 °C
• Kalibrace: jednoprvková pomocí glukózového prášku (40 % C)
• Série vzorků: jednovláknové částice plastu o hmotnosti 20–30 mg

Hlavní výsledky a diskuse

Systém dosáhl vysoce reprodukovatelného signálu s koeficientem rozptylu ≤3 % pro všechny druhy plastů. Obnovy oproti teoretickým hodnotám převyšovaly 95 %, konkrétně v rozmezí 95,6–101,9 %. Výsledky potvrzují přesnou detekci CO2 vzniklého kompletním spálením plastového uhlíku.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlost (6–8 minut vzorek) a jednoduchost měření umožňují:

• Rychlý screening obsahu celkového uhlíku v plastových materiálech
• Posouzení emisí CO2 při spalování plastů
• Kontrolu kvality (QA/QC) v průmyslové výrobě i recyklačních procesech
• Podporu výzkumu v oblasti udržitelných polymerů a environmentální analýzy

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na měření mikroplastů a složitějších polymerních směsí
• Integrace s hyphenovanými technikami (GC-TOC, Py-TOC) pro chemickou speciiaci
• Miniaturizace a přenosné přístroje pro terénní měření
• Využití pokročilých algoritmů pro automatizovanou interpretaci signálů

Závěr

TOC solid sample measurement system s jednotkou SSM-5000A prokázal svou schopnost rychle a přesně kvantifikovat celkový uhlík v různých typech plastů. Metoda nabízí spolehlivé výsledky s vysokou reprodukovatelností a otevře cestu k efektivní kontrole uhlíkové stopy plastových materiálů i hodnocení emisí CO2.

Reference

• Shimadzu Corporation. Application News 01-00602-EN, First Edition: Aug. 2023.