Precision Analysis of Toxic Elements in Plastic by ICPE-9800 Series

Význam tématu

Plastové materiály používané v elektronice, automobilovém průmyslu a spotřebním zboží podléhají přísným regulacím (RoHS/ELV), které omezují obsah toxických kovů, zejména Cd, Pb, Cr a Hg. Spolehlivá kontrola těchto prvků je klíčová pro ochranu zdraví, životního prostředí a plnění legislativních norem.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat tři typy předúpravy vzorků plastu (suché spařování, mokré rozkladové trávení v Kjeldahlově baňce, a mikrovlnné trávení) pro následné kvantitativní stanovení Cd, Pb, Cr, Hg a As v polyethylenových standardech BCR680 a BCR681. Analýzy byly provedeny na multi-typovém ICP-AES Shimadzu ICPE-9800 série.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika předúpravy:

• Suché spařování: vzorek (0,2 g) spařen na 450 °C v křemenné porcelánce, oxidovaný SO₃ a následné rozpuštění v HCl a HNO₃.
• Mokré rozkladové trávení: vzorek v Kjeldahlově baňce s H₂SO₄, HNO₃ a H₂O₂, zahříván na 300–350 °C až do světlého popela.
• Mikrovlnné trávení: vzorek (0,2 g) v uzavřené nádobě s HNO₃ a H₂O₂, trávení v mikrovlnném systému, objem doplněn na 20 mL.

Instrumentace:

• ICP-AES Shimadzu ICPE-9800 s CCD detektorem
• Mini hořák, Axial pozorování
• Nebulizér s cyklónovou dýzou
• Eco režim a vakuový spektrometr bez nutnosti čistícího plynu
• RF výkon 1,2 kW, průtoky plasmového, pomocného a nosného plynu 10, 0,6 a 0,7 L/min

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity u všech analyzovaných kovů byly pod hodnotami stanovenými pro RoHS. Mikrovlnné trávení prokázalo vysokou přesnost u všech prvků a souhlas s certifikovanými hodnotami. Suché spařování vykazovalo nízké výtěžky Hg a As kvůli odpařování, mokré trávení vykazovalo snížené Pb kvůli srážení PbSO₄ v kyselině sírové.

Přínosy a praktické využití metody

Mikrovlnné trávení zajišťuje kompletní rozklad polymeru, rychlou a spolehlivou předúpravu pro stanovení širokého spektra kovů. Moderní konstrukce ICPE-9800 snižuje spotřebu plynů a energie, zkracuje dobu analýzy na cca 2,5 minuty na vzorek a minimalizuje provozní náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj detektorů CCD a optimalizace mikrovlnných trávení umožní zvýšit citlivost, rozšířit rozsah analyzovatelných prvků (např. vzácných zemin) a zkrátit dobu předúpravy. Integrace s automatizovanými systémy zajistí vyšší průchodnost a standardizaci analýz.

Závěr

Výběr vhodné předúpravy vzorku je klíčový pro přesné stanovení toxických kovů v plastech. Mikrovlnné trávení ve spojení s ICP-AES ICPE-9800 série představuje univerzální, rychlý a nákladově efektivní přístup splňující požadavky legislativy i průmyslových aplikací.

Reference

• BS EN1122 Method A: 2001 – Plastics. Determination of Cadmium. Wet Decomposition Method
• US EPA SW-846 Method 3052 – Microwave Assisted Acid Digestion of Siliceous and Organically Based Matrices