Identification of brominated flame retardants in polymers

Význam tématu

Bromované zpomalovače hoření se běžně používají v termoplastických materiálech pro zlepšení požární odolnosti. Evropské směrnice WEEE a RoHS od roku 2006 omezují jejich využití s cílem chránit životní prostředí, zdraví a zamezit kontaminaci recyklovaných plastů. Spolehlivá identifikace a kvantifikace těchto látek je klíčová pro kontrolu kvality, legislativní shodu a bezpečné zpracování elektronického odpadu.

Cíle a přehled studie

Cílem Application Note AN #59 je představit rychlou a snadnou metodu pro detekci a rozlišení bromovaných zpomalovačů hoření v polymerech. Studie demonstruje využití FT-IR spektroskopie v kombinaci s ATR technikou a softwarovým modulem pro automatickou identifikaci polymer–zpomalovač hoření kombinací spekter.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je založena na měření v tzv. IR prstovém pásmu (2000–600 cm⁻¹), kde bromované sloučeniny vykazují charakteristické absorpční pásy. Pro rychlé přiložení vzorku se využívá ATR krystal z diamantu, který zaručuje vysokou mechanickou odolnost a dobrý optický kontakt. Pro kvantifikaci celkového obsahu bromu a kovů (Pb, Hg, Cd, Cr-VI) se doplňkově používá XRF analýza. Automatizovanou identifikaci zajišťuje software OPUS IDENT s databází běžných polymer–zpomalovač kombinací.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ukázala, že FT-IR-ATR dokáže spolehlivě detekovat bromované zpomalovače hoření při koncentracích nad 5 % hmotn., v některých polymerech i od 3 %. Spektra čistého polymeru se porovnávají se spektrem obsahujícím retardér a s referenčním spektrem čistého zpomalovače. Výsledky potvrdily možnost rozlišení hlavních sloučenin, jako jsou decabromdiphenylether, tetrabrombisfenol A či bromovaný polystyren.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a neinvazivní měření bez nutnosti složité přípravy vzorku
• Okamžitý výsledek a automatická reportace v softwaru
• Vhodné pro kontrolu recyklovaných plastů a QA/QC procesy
• Doplňuje XRF pro detailní určení typu zpomalovače

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databází pro širší škálu polymerních systémů
• Integrace s hyphenovanými technikami (GC-MS) pro detekci nízkých koncentrací
• Automatizované on-line monitorování ve výrobních provozech
• Vývoj robustních algoritmů pro kvantitativní analýzu jednotlivých retardérů

Závěr

FT-IR spektroskopie s ATR technikou a softwarem IDENT poskytuje rychlý, spolehlivý a šetrný přístup k identifikaci bromovaných zpomalovačů hoření v polymerech. Tato metoda významně usnadňuje legislativní kontrolu, recyklaci a zajištění kvality plastových výrobků.

Reference

• Bruker Optics Application Note AN #59, 2009: Identification of brominated flame retardants in polymers