Быстрое определение фталатов в печатных платах с помощью пиролизной ГХ-МС

  • Козин Николай
  • 27 июня 2022

Фталаты – соли и эфиры фталиевой кислоты, добавляют в пластмассы для смягчения материала. Доказано, что фталаты деструктивно влияют на эндокринную систему человека и вызывают аномалии развития у мужского потомства крыс при введении в организм матери на поздних стадиях течения беременности.


Согласно директиве EU 2015/863 от 4 июня 2015 года ПДК для (2-этилгексил)фталата (DEHP), бензилбутилфталата (BBP), дибутилфталата (DBP) и диизобутилфталата (DIBP) установлены на уровне 1000 ppm. По нормативу для электронных девайсов и медицинского оборудования установлены переходные периоды до июля 2019 и 2022 годов соответственно.


Помимо ЕС, регуляторы других стран ограничивают содержание фталатов в электронной продукции. Производитель хроматографического оборудования SCION Instruments предлагает использовать ГХ-МС, оснащенный пиролизером для обнаружения фталатов в продуктах, чтобы проверить, соответствуют ли они требованиям директивы EU 2015/863.


Эксперимент


Содержание фталатов в эталонном стандарте ПВХ (концентрация 1000 мг/кг ±10 %) приведено в таблице 1.


Микровесы Precisa ES125SM использовали для точного определения массы навесок.


Таблица 1.


Название

CAS

Масса, мг/кг

Погрешность, мг/кг

DIBP

84-69-5

975

98

DBP

84-74-2

1012

101

DnHP

84-75-3

1079

108

BBP

85-68-7

977

98

DEHP

117-81-7

1212

121

DNOP

117-84-0

1099

110


Конфигурация прибора ГХ-МС с пиролизером приведена в таблице 2.

Таблица 2.


Пиролизер

Пиролизер Single Shot Frontier Lab

Режим нагрева: 200 °C, 20 °C/мин до 300 °C, 5 °C/мин до 340 °C

Удержание 5 мин Интерфейс: 300 °C

ГХ

SCION 456-GC-SQ с входом S/SL

Колонка: SCION-5MS 30м*0.25мм*0.5мкм S/SL: 320°C, разделение 50:1

Газ-носитель: гелий, линейный режим 1 мл/мин

Программа нагрева печи: 80°C, 20°C/мин до 300°C, удержание  5 min

МС

SCION 456-GC-SQ с входом S/SL

Ионизация: 230°C, 70 эВ

Режим сканирования: полное сканирование 50-500 а.е.м., задержка растворителя: 2 минуты

Линия передачи ионов: 280°C



 Результаты

Чашу для сгорания со стандартом в ручном режиме помещали в пиролизер. Когда ГХ-МС и пиролизер выходили на постоянный температурный режим, ручной пробоотборник опускал чашу для сжигания в камеру и начинался анализ.


На рисунке 1 показаны хроматограмма общего пока ионов (TIC) и хроматограмма селективно выделенного иона (EIC) для m/z 149 стандарта ПВХ.




Рисунок 1.


Из EIC хроматогаммы для m/z 149, который считается характерным для ионов фталатов, видно, что фталатные соединения были эффективно разделены. Четыре фталата, упомянутые в EU 2015/863 были легко идентифицированы с помощью данных из библиотеки NIST (таблица 3).


Таблица 3.


Название

CAS

Время удерживания, мин

DIBP

84-69-5

8.285

DBP

84-74-2

8.789

BBP

85-68-7

10.687

DEHP

117-81-7

11.356



На рисунке 2 указаны TIC хроматограммы для двух образцов с неизвестным содержанием фталатов. Концентрации были рассчитаны (таблица 4). Из расчётов следует, что в образец 1 содержит DEHP в относительно высокой концентрации, в то время как в образце 2 этого фталата было относительно немного.

Таблица 4.

Название

масса

номер

соединение

Время удерживания, мин

Площадь пика

Концентрация, мг/кг

ПВХ стандарт

0.50

STD1000-1

DBP/223

8.285

1.949×107

1012

DIBP/223

8.788

1.801×107

975

BBP/206

10.687

2.426×107

977

DEHP/279

11.355

9.942×106

1212

Образец 1

0.51

1-1

DBP/223

ND

DIBP/223

8.787

252450

13.4

BBP/206

ND

DEHP/279

11.387

1.137×109

135891

Образец 2

0.58

2-1

DBP/223

ND

DIBP/223

ND

BBP/206

ND

DEHP/279

11.355

181070

19



Рисунок 2.



Заключение

ГХ-МС с пиролизером SCION – эффективное решение для экспресс-определения фталатов в печатных платах.

Подготовка проб проходит быстрее, чем в традиционном экстракционном методе, а весь процесс анализа занимает не более 15 минут. Поскольку при анализе проводили простое количественное определение по одной точке с небольшой выборкой, необходимо использовать репрезентативную выборку или однородный образец.

Источник

_______________________________________________________________________


Хроматографическое оборудование SCION: