Determination of Chlorofluorocarbons and Hydrochlorofluorocarbons in Polyether Polyols by HS-GCMS

Význam tématu

Chlorofluorouhlovodíky (CFCs) a hydrochlorofluorouhlovodíky (HCFCs) patří mezi halogenované parafinické uhlovodíky s klíčovým využitím jako hnací plyny, pěnotvorná činidla a chladiva. Jejich fotochemická stabilita vede k uvolňování radikálů, které poškozují ozonovou vrstvu. I přesto, že byly postupně staženy v rámci Montrealského protokolu, přetrvávající produkce v některých regionech, zejména při výrobě tuhé polyuretanové izolace, vyžaduje spolehlivou analýzu těchto sloučenin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a ověřit metodu pro kvantitativní stanovení CFC-11, HCFC-22 a HCFC-141b v matrici polyether polyolů pomocí techniky HS-GC/MS. Studie představuje optimalizované parametry přístrojů a zkoumá přesnost, linearitu, citlivost a návratnost metody.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje hlavičkovou extrakci (HS) s plynovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií (GC/MS). Jako přístrojové vybavení sloužil systém PerkinElmer TurboMatrix HS-40 spojený s Clarus GC/MS. Separace probíhala na kolóně GS-GASPRO (60 m × 0,32 mm), nosným plynem byl helium. Klíčové parametry:

• Nastavení HS: jehla 85 °C, transfer line 95 °C, hlava 60 °C, termostatizace 10 min, přetlak vial 20 psi.
• GC: vstřikovač 240 °C, split 10:1, počáteční teplota 40 °C (2 min), rampy 10 °C/min do 150 °C a 5 °C/min do 200 °C.
• MS: zdroj 230 °C, sken 45–180 amu, kladný elektronový ionizační režim, solvent delay 5 min.
• Vzorková příprava: 1 g polyolu rozpuštěný v 10 mL metanolu, do 5 mL vzorku přidáno 200 µg interního standardu (CH2BrCl).

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogramy standardů ukázaly baseline rozlišení analyzovaných komponent. Retenční časy byly 9,75 min (HCFC-22), 14,25 min (CFC-11) a 17,28 min (HCFC-141b). Metoda prokázala:

• Detekční limity (MDL) v rozsahu 0,02–0,06 µg na vzorek.
• Vynikající linearitu v oblasti 5–100 µg (r2 > 0,997).
• Opakovatelnost s relativní odchylkou 2,9–3,5 %.

Výsledky potvrzují vysokou citlivost, přesnost a robustnost použité metody pro analýzu CFC/HCFC v komplexních matricích.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a spolehlivou kontrolu obsahu CFC a HCFC v polyether polyolech používaných pro výrobu izolačních pěn. Je vhodná pro QA/QC procesy, environmentální monitoring i ověřování souladu s regulacemi týkajícími se ochrany ozonové vrstvy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření tohoto analytického přístupu na stanovení dalších halogenovaných sloučenin a náhradních chladiv. Dalšími směry jsou vyšší automatizace vzorkování, integrace vysokorozlišovacích hmotnostních spektrometrů a vývoj přenosných HS-GC/MS systémů pro terénní měření.

Závěr

Potvrzena byla spolehlivost a vysoká výkonnost HS-GC/MS metody pro kvantifikaci CFC-11, HCFC-22 a HCFC-141b v polyether polyolech. Metoda splňuje náročné požadavky na citlivost, linearitu a opakovatelnost a je připravena pro rutinní kontrolní analýzy.

Reference

1. United States Department of State. The Montreal Protocol on Substances That Deplete the Ozone Layer. 2019.
2. Moore S. Surge in atmospheric CFC-11 levels points to illegal Chinese use as blowing agent. Plastics Today. 2018.