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Zur Ermittlung von Mikroplastik-Gehalten in verschiedenen Umweltmatrices ist ein schnelles Detektionsverfahren für die Routineanalytik notwendig. Ein solches Verfahren wird hier in Form der ThermoExtraktion/Desorption-GasChromatographie/ MassenSpektroskopie (TED-GC/MS) vorgestellt. Neben grundlegenden verfahrensspezifischen Erläuterungen zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik werden auch exemplarische Beispiele aus unterschiedlichen Umweltkompartimenten und Produkten dargestellt. Neu vorgestellt wird ein neues Verfahren zur Analytik von Flaschenwasser. Dazu wurde ein Messfiltertiegel entwickelt, der besonders für Proben mit geringen Gehalten an abfiltrierbaren Stoffen geeignet ist
The aim of this study is to investigate and compare three different factors, temperature, pretreatment and exposure media, on the oxidation and aging behavior of polypropylene (PP) bulk samples in the autoclave test under increased oxygen pressure. The aging of polypropylene, in this case syringe material, was accelerated under different conditions. The samples were aged at 75°, 80° and 85 °C under pure oxygen and at 75 °C under ultrapure water. Further samples treated with 15 kGy (e-beam) were aged at 75 °C under pure oxygen. All experiments were carried out at an oxygen partial pressure of 50 bar. The different courses of aging were evaluated and compared. Color and transparency were used to assess the visual changes; weight, geometry and tensile test for the changes in technical properties; and DSC, FTIR and TDS-GC-MS to improve our physico-chemical understanding of the aging processes.
The investigations showed that all factors tested influence oxidation/aging behaviour. Dry or wet exposure has no effect on aging during the induction time. However, after the point of maximum service time the degradation process of polymer changes significantly in the presence of water. The increase of aging temperature decreases the maximum service time; however a temperature higher than 80 °C changes the relative ratio of surface and bulk oxidation. The pretreatment with irradiation decreases the maximum service time further, because the irradiation partly damages the antioxidant, and the mobility of antioxidant fragments inside the polymer changes. These diffusion effects influence the relative ratio of bulk and surface oxidation of the polymer sample.
The memory effect in polyolefinic products: A tool for confirming the steam sterilization process
(2015)
DSC-Messungen von dampfsterilisierten medizinischen Produkten aus Polyolefinen zeigen beim ersten Heizvorgang als auffällige Besonderheit eine zusätzliche Stufe, bekannt als Temperpeak. Das Ziel dieser Untersuchungen ist, dieses Phänomen nachzuvollziehen und zu verstehen, um es als Nachweis für die Dampfsterilisation nutzen zu können. Dafür wurden PP- und PE-Proben unter verschiedenen Bedingungen dampfsterilisiert und im Ofen thermisch behandelt. Anschließend wurden die Proben mittels DSC untersucht und die Einflüsse der thermischen Behandlung und der mechanischen Beanspruchung analysiert. Um den Einfluss unterschiedlicher Materialspezifikationen zu prüfen, wurden zusätzlich verschiedene Referenzmaterialien (PE und PP) untersucht und GPC-Messungen durchgeführt. Des Weiteren wurde die Beständigkeit des Signals gegenüber der Zeit und der Temperatureinflüssen betrachtet. Die Untersuchungen zeigen, dass sich ein stabiler Memory-Effekt erzeugen lässt.
Kunststoffe sind wichtige Werkstoffe und heutzutage aus Haushalt und Wirtschaft nicht mehr wegzudenken. Seit Anfang der 1970er-Jahre wird das Vorkommen von Kunststoffpartikeln in Küstengewässern beschrieben. Inzwischen ist Mikroplastik nicht nur im marinen Bereich, sondern auch in weiteren Umweltkompartimenten, Biota und technischen Einrichtungen der Wasserwirtschaft nachgewiesen worden, in dieser Arbeit wird ein Überblick über das Vorkommen von Mikroplastik in der aquatischen Umwelt und ersten bekannten Auswirkungen gegeben. Darüber hinaus werden die aktuellen Untersuchungsverfahren von Probenahme, Probenaufbereitung und Analytik betrachtet und offene fragen diskutiert. Zentral erscheint in diesem Zusammenhang die Entwicklung einer harmonisierten medienübergreifenden Untersuchungsmethodik, die eine Auswertung relevanter Stoffströme ermöglicht und auf notwendige Bewertungskonzepte abgestimmt ist.
Monitoring the ingestion of microplastics is challenging and suitable detection techniques are insufficiently used. Thus, misidentifying natural for synthetic microfibres cannot be avoided. As part of a framework to monitor the ingestion of microplastics in eelpout, this short report addresses the accurate identification of microfibres. We show that, following visual inspections, putatively synthetic microfibres are indeed of natural origin, as ascertained by spectrometric analyses. Consequently, we call for an inclusion of spectroscopic techniques in standardized microplastic monitoring schemes.
A sedimented freshwater suspended organic matter fortified with particles of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polyethylene terephthalate (PET) was employed in an interlaboratory comparison of thermoanalytical methods for microplastics identification and quantification. Three laboratories performed pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS), three others provided results using thermal extraction desorption followed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (TED-GC-MS). One participant performed thermogravimetry-infrared spectroscopy (TGA-FTIR) and two participants used thermogravimetry coupled to mass spectrometry (TGA-MS). Further participants used differential scanning microscopy (DSC), a procedure based on micro combustion calorimetry (MCC) and a procedure based on elemental analysis.
Each participant employed a different combination of sample treatment, calibration and instrumental Settings for polymer identification and quantification. Though there is obviously room for improvements regarding the between-laboratory reproducibility and the harmonization of procedures it was seen that the participants Performing Py-GC-MS, TED-GC-MS, and TGA-FTIR were able to correctly identify all polymers and to report reasonable quantification results in the investigated concentration range (PE: 20.0 μg/mg, PP: 5.70 μg/mg; PS: 2.20 μg/mg, PET: 18.0 μg/mg). Although for the other methods limitations exists regarding the detection of specific polymers, they showed potential as alternative approaches for polymer quantification in solid environmental matrices.