Analysis of Polymer for Environmental Regulations

Význam tématu

Plastové materiály jsou klíčové v mnoha průmyslových odvětvích a obalových aplikacích, zároveň představují environmentální riziko při likvidaci či recyklaci. Uvolňování těžkých kovů z plastů během spalování či odbourávání může kontaminovat půdu, vodu i ovzduší. Legislativní normy RoHS a WEEE stanovují přísné limity pro prvky jako Pb, Cd, Hg, Br a Cr, což klade důraz na spolehlivé analytické metody pro kontrolu bezpečnosti plastových výrobků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost rentgenové fluorescenční metody (XRF) pomocí spektrometru Thermo Scientific ARL PERFORM’X 4200 W rychle, přesně a opakovateně detekovat a kvantifikovat stopové koncentrace škodlivých kovů v polymerech v souladu s požadavky RoHS a WEEE.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza je založena na sekvenční XRF, kde vzorek polymeru je vystaven getrovému toku helia pro snížení pozadí a následně excitován rentgenovým paprskem. Systém disponuje liquid cassettes recognition a ochranou chamber proti prachu a kapalinám. Kalibrace proběhla pomocí certifikovaných standardních polymerních vzorků; pro každý prvek byly stanoveny pozice pozadí a změřené intenzity byly použity k sestavení lineárních regresních křivek.

Hlavní výsledky a diskuse

Regresní křivky vykazovaly vysokou linearitu a nízkou odchylku SEE (Hg 0,0022 %, Br 0,0085 %, As 0,00017 %, Pb 0,0005 %, Cd 0,00046 %, Cr 0,00034 %). Limity detekce (LOD) se pohybovaly od 0,05 do 0,12 % pro analyzované prvky, s typickou standardní odchylkou 0,2–3,5 ppm. Výsledky potvrzují nízké pozadí, vysokou citlivost i přesnost měření stopových koncentrací kovů v polymerech.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou a nedestruktivní analýzu bez složitých přípravných kroků, snadné ovládání prostřednictvím softwaru OXSAS a plnou kompatibilitu s legislativou RoHS/WEEE. Vhodná je pro rutinní kontrolu kvality ve výrobních provozech, ale i pro výzkumné a vývojové laboratoře zaměřené na nové polymerní materiály.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace XRF analýzy na komplexní směsi plastů a nanokompozity, integrace s automatizovanými dopravníky pro vysokoprůchodové měření i vývoj pokročilých softwarových modulů pro korekci maticového efektu. Důležitá je také role ve zpracovatelském průmyslu a recyklačních zařízeních pro validaci vstupních surovin a finálních produktů.

Závěr

Spektrometr Thermo Scientific ARL PERFORM’X 4200 W umožňuje spolehlivou XRF analýzu polymerů dle požadavků RoHS a WEEE. Nabízí vysokou citlivost, přesnost i reprodukovatelnost měření stopových kovů a zároveň uživatelsky přívětivé ovládání a bezpečnost provozu.

Použitá instrumentace

• Spektrometr Thermo Scientific ARL PERFORM’X 4200 W
• GN Rh rentgenka pro ultra lehké prvky
• 6 primárních filtrů, 4 kolimátory, až 9 analyzačních krystalů
• Dva detektory a helium flush systém
• Systémy Protec-Ultra-Safe a Secutainer pro ochranu komor
• Softwarové prostředí Thermo Scientific OXSAS kompatibilní s Windows 10