自动检测挥发性有机化合物

Guido Deußing 0 2020-05-27

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为了保护消费者免受有害物质的伤害，对车辆内饰材料制定了严格的检测标准和质量控制。为了测定VOC/SVOC挥发性和半挥发性有机污染物的污染程度，不仅仅需要有合适的解决方案而且也需要有合适的检测仪器和分析仪器。

　　从原材料、建筑材料和家具中释放出来的VOCs挥发性有机化合物对室内人员的居住的舒适性和健康有着长期的不利影响。尤其是在为了节约能源而减少了室内空气的通风换气时，对室内人员的健康影响尤为明显。为了保护消费者免受不必要的伤害，立法机构要求对室内使用的原材料、建筑材料进行检查，控制其有害成分的排放。基本的框架条件、规则和技术标准等都由国际公认的专业机构制定，例如ISO国际标准化组织或者美国ASTM测试和材料协会等。在德国建筑产品和健康评估委员会AgBB在其公布的“建筑产品中(VVOC极易挥发性的、VOC挥发性的和SVOC半挥发性的)有机化合物的健康评估办法”中做出了详细而又具体的评判方案。

　　生活和工作空间中挥发出来的有害污染物可以聚集在吸附管上，并可以利用热解析的GC/MS气相色谱质谱技术(TD GC/MS)进行检验和测定。虽然室内空气测量有助于确定当前室内空气中的污染程度，但不能阻止它的产生。

图1 源于材料排放物的挥发性化学污染物能够加重车内的污染程度

　　始终关注工程材料和建筑材料

　　关注工程材料和建筑材料的目的是：使用合适的检测方法了解建筑材料、工程材料和辅助材料的有害物质排放情况，确定实际的空气污染程度，在理想情况下是通过可以模拟真实环境条件的测试试验来确定它们的危害程度。因此，生产厂家和制造商们应该有一整套可以使用的合适方法和工具，能够“对相关产品的污染物排放情况直接在生产过程中以及在质量管理的框架内进行检测，以避免潜在的影响。”Gerstel公司主管TD产品的生产经理Kurt Thaxton先生说道。这家企业是热解析技术解决方案的主要供应商之一。

　　汽车制造是主要的应用领域

　　25年来，这家企业主要是为汽车工业提供自己可靠的原材料污染物排放检验与测定的检测分析技术产品。原来的主要研发的是沸点较高的半挥发性有机化合物SVOC的检验测定。 “SVOC半挥发性有机化合物是工程材料和工程材料构架产生雾类和气类污染物的主来源。这里雾状和气类物质成分在遇到挡风玻璃时会使其浑浊影响视觉，或者在车内产生难闻的异味。” Kurt Thaxton先生说。某些工程材料释放出来的气体成分甚至可以引起人们的不适和过敏反应。

　　热解析解决方案的开发

　　在开发合适的热解析检测分析方法时，Gerstel公司首先将SVOC半挥发性有机化合物的检验与测定作为研发重点。“为了避免在检测分析过程中目标化合物出现冷凝、从而导致目标化合物丢失或者破坏，我们的解决方案强调了短而且充分加热的无阀样本输送途径。”Kurt Thaxton先生说。例如，对KAS冷进样系统的二次开发就使用了广泛应用的PTV注射器。正如Thaxton先生所介绍的那样：“被测样本中所含有的所有挥发性有机化合物都完成了富集、毫无损失的移送到GC/MS气相色谱质谱检测系统中去了。”按照这种方法，也检测到了一些原来未知的化学成分，而这些原来未知的化学成分常常是解开工程材料被测样本中问题的关键钥匙。如果采用基于吸附剂的方法则常常会掉入“陷阱”之中，损失一定的回收率，不能保证化学特性的分析结果。

　　新方法的新高度

　　Thaxton先生说道：“标准化组织越来越关注在微型检测室中的材料试验了，以便快速的得到VOC/SVOC挥发性和半挥发性污染的可能性。另外，在封闭的住宅、办公室或者汽车内部，用常规的实验室检测方法检验测试是非常费时的，而且也是代价昂贵的。为了支持ISO和ASTM等标准化组织，我们通过TD 3.5+扩展了我们的热解析产品范围。” TD 3.5+允许使用标准方法要求的3.5+英寸TD热解析管，其中的加号表示性能范围扩大了。“Gerstel公司有着加号标记的热解析管能够比传统热解析管拥有多达20%的吸附剂。”吸附剂容量的增加也提供了更高的安全性，有助于提高VVOC高挥发性化合物的回收率。与其他采用3.5英寸热解析管的设计方案相比较，TD 3.5+热解析管的特点是热解析管始终被不断的加热，直到试验分析结束。这提高了热解析管的吸附剂含量，提高了目标化合物的回收率。

　　大范围的VOC/SVOC有机化合物检测分析

　　虽然热解析是材料污染物检验和测量标准，但它在其他技术领域中也得到了广泛的应用，例如顶空检验分析技术领域的气体采样袋，利用异味的固相微萃取、以及利用异味的SPEB固相微萃取分析其化学成分，或者利用热解析GC/MS技术进行界定聚合物确定聚合物和添加剂。

　　Thaxton先生介绍说：“在小型以及微型检测室中进行的DHS动态顶空试验越来越受到关注了，因为它可以在最小的空间、最短的时间里成功的完成模拟和污染物评估分析。在这种情况下，DHS-3.5+就是DT 3.5+最佳的补充和完善，是VOC/SVOC污染物排放的最佳解决方案了。”

内容来源：实验与分析

责任编辑：展源

审　　核：何发