관련 제품명 : HT3 Headspace Sampler 

포름알데하이드

포름알데하이드(HCOH)는 1867년 호프만에 의해 발견된 분자량 30.03의 화합물로 메탄올과 공기의 혼합가스를 촉매 존재 하에 접촉시켜 생성된 가스를 물에 흡수시키거나 천연가스의 산화에 의해 제조한다. 

무색의 자극적인 냄새를 갖는 기체로 끓는점은 -19.5 ℃, 녹는점은 -118 ℃이며, 액체의 밀도는 8.8153(-20 ℃), 증기밀도는 1.067로 물, 알코올, 에테르 등에 잘 녹는다. 

수용액 중에서 포름알데하이드는 수화하여 메틸렌글리콜(CH2OH2)이나 그 중합체인 폴리메틸렌글리콜(OH(CH2O)nH)의 형태로 존재하며, 헤미아 세탈을 형성하기도 한다.

화학적 성질은 반응성이 매우 풍부하고, 열적 안정성이 좋으며, 쉽게 증발한다.

포르말린(formalin)은 포름알데하이드(formaldehyde)의 37~40%의 수용액의 상품명인데 이 포르말린이 접착제 제조 시 많이 이용되고 있다.

따라서 접착제 중에 함유되어 있는 다른 분자와 결합되어 있지 못한 유리 포름알데하이드(free formaldehyde)는 접착제로부터 서서히 공기 중으로 방산되어 나오게 되는데 고온, 다습한 조건에서 그 방산 정도가 심한 것으로 알려져 있다.

농도가 높은 경우, 대부분의 사람들은 눈이나 코 등에서의 자극을 받아 눈물이나 콧물을 흘리게 되거나 다른 알레르기 증상을 느끼게 된다.

포름알데하이드의 정량분석

접착제에서 발생되는 포름알데하이드의 총량은 접착제 자체에 존재하는 양과 접착제를 가열하여 건조시키고, 경화 시킬 때 발생되는 양을 합한 것이다.

이러한 포름알데하이드의 양을 Headspace Sampler, GC와 GC/MSD를 이용하여 분석하는 방법을 소개하고자 한다.

포름알데하이드의 정량분석을 위해서는 Headspace Sampler Vial 안의 모든 샘플을 휘발 시키는 방법을 이용한다.

Headspace에서 휘발된 포름알데하이드는 자동으로 GC쪽으로 이동되어 다른 유기화합물과 분리되고 GC/MSD에서 분석된다.

분석 조건

모든 포름알데하이드를 휘발 시키기 위해 극히 적은 양(20 mL)의 샘플을 사용하였으며, 내부 표준물질로 m/z가 84인 Cyclopropyl Methyl Ketone(CPMK)을 사용하였다.

<표 1> Tekmar Headspace Condition 

<표 2> Agilent GC/MSD condition 

분석 결과

정량곡선을 구하기 위해 200 ppm, 500 ppm, 1000 ppm 포름알데하이드 Standard를 각각 분석하여 크로마토그램을 얻었다.

<그림 1> 200 ppm HCHO standard 

<그림 2> 500 ppm HCHO standard 

<그림 3> 1000 ppm HCHO standard 

<그림 4> Calibration curve 

Tekmar Headspace와 Agilent GC, GC/MSD의 솔루션

이와 같이 접착제를 건조 시키고, 경화 시키는 과정에서 발생되는 포름알데하이드의 양을 Headspace와 GC, GC/MSD를 이용하여 측정할 수 있다.

포름알데하이드의 발생은 경화시간과 온도에 따라 변화하고, 공기 중으로 자연 발산되는 유리 포름알데하이드(free formaldehyde)의 양을 제외한다면 상대적인 포름알데하이드의 양은 비교적 정확히 분석할 수 있는 솔루션을 Tekmar Headspace와 Agilent GC, GC/MSD가 제공한다.