관련 제품명 : 멀티샷 파이롤라이저

개요

프탈레이트는 고분자 산업에서 유연제 및 섬유 접착제, 경화제 등으로 광범위하게 사용되는 화합물로 인체에 호르몬 교란을 일으킬 수 있는 치명적인 물질로도 잘 알려져 있다.
이에 유럽(Direct 2005/83/EC), 미국(Consumer Product Safety Improvement Act Section 108/2008), 일본(Health, Labor and Welfare Ministry guideline No.336/2010) 뿐만 아니라 국내에서도 공산품 기술표준원 고시 제 2009-0978호에 의거하여“품질경영 및 공산품 안전관리법”에 근거한 ‘자율안전확인 대상 공산품의 안전기준’을 통해 프탈레이트 6종의 사용을 규제하고 있다.

현재까지 가장 많이 사용되는 프탈레이트 전처리법은 고분자 시료를 잘게 자른 후 THF 10 ml를 첨가하여 시료를 녹인 다음, 메탄올을 첨가하여 고분자를 석출시킨 후 여과지로 거른 용액을 GC/MSD나 LC/MSD로 분석하는 용매추출법이다.
그러나, 용매추출법은 인체 유해한 과량의 용매를 사용하고, 여과 후 용액에 남아 있는 고분자에 의한 GC 주입구 오염 문제 등으로 최근 다른 전처리법 개발에 대한 요구가 많아지고 있다.
 

본 응용 자료에서는 프탈레이트가 함유된 고분자 시료를 소량의 THF에 녹인 후 열 추출하여 GC/MSD로 분석하는 열탈착법(TD-GC/MSD)을 용매추출법의 대안으로 제시하고자 한다.

실험방법

고분자 시료<그림 2>를 LN2 Cryo-Mill을 사용하여 파우더 형태로 만든 후 1 mg을 취해 Pyrolyzer 시료 컵에 넣고 직접 분석하거나 THF 용액에 녹인후 이중 10 ㎕를 취해 분석한다.
이때 일정 시간 동안 건조 후 THF를 제거하여 얇은 막형태의 고분자 시료만 시료컵 내에 남게 한다<그림 3>.

결과

<그림 5>는 장난감 시료의 EGA-GC/MS 분석 결과로, 100~320 ℃의 온도 구간에서 프탈레이트 (m/z: 149), DINCH(m/z: 155)가 휘발되고 PVC의 탈염화수소(HCl, m/z: 36) 반응이 나타남을 확인 수 있다.
또한 잔류 폴리엔의 열분해 반응은 400~500 ℃에서 어남을 확인할 수 있다.

<그림 6>, <그림 7>은 프탈레이트 표준시약 6종에 대한 질량크로토그램과 검량곡선을 나타낸 것으로 프탈레이트 6종 모두 뛰어난 직선성(R2 > 0.999)을 나타내었다.
<그림 8>은 실제 시료(장난감A)를 TD-GC/MS법으로 분석한 크로마토그램을 나타낸 것으로 반복실험 결과 역시 높은 재현성(RSD < 2.2%)과 정확성을 짐을 알 수 있었다.

요약

본 응용자료에서 소개된 Frontier-Lab사의 다기능 Pyrolyzer와 gilent사의 GC/MSD를 이용한 TD-GC/MS법을 프탈레이트 석에 도입한 결과, 소량의 용매를 사용하면서도 비교적 간단한전처리로 우수한 실험결과를 얻을 수 있었다.