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