Ontwikkeling van een methode voor de bepaling van polybroombifenylen en bifenyloxiden in kunststoffen

Abstract

Dit rapport beschrijft de verdere ontwikkeling van een analysemethode voor de bepaling van brandvertragende middelen polybroombifenylen en -bifenyloxiden (PBB's en PBBO's) in kunststoffen. De methode is bedoeld voor handhavingsdoeleinden van een toekomstige Algemene Maatregel van Bestuur op het verbod tot verwerking van deze stoffen in kunststoffen. Onderzoek betrof met name de isolatie van deze stoffen uit een grote varieteit aan materialen, waarna ze vervolgens m.b.v. gaschromatografie-electronen-invangdetectectie (GC-ECD) zijn bepaald. Onderscheid is gemaakt tussen oplosbare en niet oplosbare kunststoffen. Voor de eerstegenoemde groep is oplossen van het materiaal de meest eenvoudige en betrouwbare methode voor de kwantitatieve isolatie van de PBB's/PBBO's. Voor niet oplosbare kunststoffen is de reflux-extractietechniek (Soxhlet) onderzocht. Kritische parameters hierin zijn de extractieduur en het rendement. De methode is toegepast op een proefmonster van het niet-oplosbare low density polyethyleen (LDPE). De minimale extractieduur bedroeg 2 h bij een opbrengst van minimaal circa 75%. Opgelost polymeer na beide methoden veroorzaakte geen problemen bij de analyse, mede door de zeer sterke verdunning van extracten/oplossingen. Neerslaan van opgelost polymeer kan zonodig worden toegepast. Hierbij traden geen verliezen op. Extracten en oplossingen zijn voor analyse verdund tot een verhouding van 1 deel kunststof per 1.000.000 delen oplosmiddel. De gevoeligheid van de methode was beter dan de vereiste ondergrens van 1 g PBB/PBBO's per kg kunststof (0.1 gew%). De lineariteit van de methode, met name de detectie, bedraagt circa twee orden van grootte, en kan door extra verdunnen van extracten naar gewenst niveau worden uitgebreid. Andere kenmerken als precisie en reproduceerbaarheid waren vanwege het ontbreken van betrouwbare standaarden en referentiematerialen niet nauwkeurig te bepalen. Voor de toepassing van de methode in de praktijk zullen deze nog nader moeten worden vastgesteld middels een interlaboratorium vergelijkings- en validatie-onderzoek. Hiervoor zijn testmaterialen van een grote diversiteit kunststoffen met PBB/PBBO's in het relevante concentratiegebied (0.1-25 gew%) dringend gewenst.<br>

This report describes the development of a method for the analysis of polybromo biphenyls and bifenyl oxides (PBBs/PBBOs) in plastics. The method will be used for regulatory purposes on the possible future banning of these compounds. Investigations were mainly focused on the liberation of these compounds from the solid samples. Analysis was performed by the proposed method of choice, gas chromatography-electron capture detection (GC-ECD). For this purpose the materials of interest were divided into solvable and non-solvable materials. For solvable material, analytes were quantitatively liberated from the matrix simply by dissolvation of the material. For non-solvable materials, reflux extraction in toluene using the Soxhlet method was studied and tested on low density polyetylene (LDPE). Critical parameters for this method are the duration of extraction and the corresponding yield. For LDPE the extraction time of 2 h was found suitable, with an estimated yield of 75%. In both methods, dissolved polymer did nor cause interferences or other problems during GC-ECD analysis. Precipitation of dissolved polymers can be applied when required. No losses of analytes were observed during this process. Extracts and solutes were highly diluted prior to analysis, viz. to a ratio of 1 part of material into 1.000.000 parts of solvent (ppb). The limit of determination of the method was better than the required level of 1 g PBB/PBBO/kg (0.1 w%). The linearity of the method was limited by the ECD detector to about two orders of magnitude, but can be increased by a further dilution of final extract in proportion to the expected level in the material under investigation. Other performance characteristics of the proposed method could not be determined due to the lack of reference materials. Before implementing in practice, these should be evaluated preferably in an interlaboratory comparison and validation trial. For this purpose and for future use in the laboratories involved, a larger variety of appropriate reference materials known addition levels should be made available.<br>