Stabiliteit in gaszakken

Monsterzakken worden al vele jaren gebruikt om steekmonsters van gas- en dampverontreinigingen in de lucht te verzamelen. Oorspronkelijk ontwikkeld voor de industriële hygiënemarkt, zijn bemonsteringszakken ook populair geworden in milieu toepassingen, waaronder: (1) onderzoek naar geurklachten bij fabrieken, raffinaderijen en afvalwaterzuiveringsinstallaties, (2) bemonstering van materialen met hoge dampdruk waar vaste sorptiemiddelen ongeschikt zijn , (3) bemonstering op stortplaatsen, en (4) transporteren en voorbereiden van kalibratiestandaarden voor direct afleesbare instrumenten en gaschromatografen.

Disclaimer: De informatie op deze pagina is afkomstig uit een rapport geschreven door Linda Coyne, Cindy Kuhlman en Nicole Zovak van SKC Inc. De oorspronkelijke titel van dit rapport is: The Stability of Sulphur Compounds, Low Molecular Weight Gases, and VOCs in Five Air Sample Bag Materials. Wij (smelltest.eu) nemen geen krediet voor dit rapport.

Tedlar folie beschikbaarheid

In maart 2009 kondigde DuPont® zijn plan aan om de steun voor Tedlar®-film op de markt voor monsterzakken “geleidelijk af te bouwen”. De eliminatie van Tedlar-film, die jarenlang een steunpilaar was op de industriële hygiëne- en milieumarkten, diende als katalysator voor de studie en adoptie van andere films als alternatief voor Tedlar voor bemonstering van zakken. In 2012 kondigde DuPont® aan dat als gevolg van de marktomstandigheden Tedlar-folie weer beschikbaar zou zijn voor de markt voor monsterzakken. Daarom bevat dit rapport zowel gegevens over Tedlar als over de uitvoering van vier andere films. Elk type film heeft een unieke mix van kenmerken, waaronder achtergrondniveaus en het vermogen om bepaalde groepen verbindingen te bevatten. Er moet rekening worden gehouden met de foliekenmerken bij het selecteren van een folie voor een monsterzak voor een specifieke toepassing. Daartoe zijn studies uitgevoerd op verschillende zakfolies om hun geschiktheid voor verschillende groepen verbindingen te bepalen.

Vergelijking gaszakken

In dit rapport worden de volgende zakken vergeleken:

• SamplePro® FlexFilm
• SamplePro PVDF (onze Kynar® PVDF-zakken)
• FlexFoil® PLUS (onze multi-foil zakken),
• FluoroFilm FEP (onze Teflon FEP zakken)
• Tedlar (onze Tedlar zakken)

De zakken worden geëvalueerd op effectiviteit bij het bevatten van 32 vluchtige organische stoffen (VOCs). De VOCs bestreken een brede classificatie van chemicaliën, waaronder aromatische en alifatische koolwaterstoffen, gechloreerde koolwaterstoffen, ketonen, acetaten en alcoholen. Sommige films werden ook beoordeeld op 2-dagen stabiliteit bij het bevatten van 20 zwavelverbindingen en verbindingen met een laag molecuulgewicht zoals ammoniak, koolmonoxide (CO), kooldioxide (CO2), methaan, zwavelhexafluoride (SF6) en zwavel dioxide.

Stabiliteit gassen in de zakken

Tijdens het onderzoek werden tests uitgevoerd met zakken van elk type folie van 1 liter, voorzien van een enkele polypropyleen fitting. VOC’s werden getest door bekende volumes van het monster in de met stikstof gevulde zak te injecteren. Concentraties varieerden van 200 tot 300 ppm, afhankelijk van de monsters. De zakken werden 20 tot 30 minuten geëquilibreerd. De analyse werd uitgevoerd op dag 0, dag 1 en dag 2 door 100 µl van een gasmonster uit de zak te extraheren en dit direct in een gaschromatograaf (GC) te injecteren die was uitgerust met een vlamionisatiedetector (FID).

Zwavelverbindingen zijn getest bij Air Toxics Inc. met behulp van een gecertificeerde cilinder die 20 zwavelverbindingen in stikstof bevat. Het testniveau van elke verbinding was op het lagere niveau van 90 ppb aangezien dit voornamelijk een milieutoepassing is. De zakken werden ongeveer 2 uur geëquilibreerd. De analyse werd uitgevoerd op dag 1 en dag 2. Monsters werden geanalyseerd door middel van ASTM Standard Test Method D-5504 met behulp van een gaschromatograaf uitgerust met zwavelchemiluminescentiedetector (SCD). De methode omvatte de directe injectie van het luchtmonster in de GC via een vaste bemonsteringslus van 2,0 ml.

Ammoniak, kooldioxide, koolmonoxide, methaan, zwavelhexafluoride (SF6) en zwaveldioxide werden getest met gecertificeerde Scotty 17-cilinders. De cilinderniveaus waren respectievelijk 50 ppm, 50 ppm, 1000 ppm, 5000 ppm, 1 ppm en 20 ppm voor deze verbindingen. De zakken werden gevuld met de afzonderlijke testgassen en men liet ze 20 tot 30 minuten in evenwicht komen. De analyse werd uitgevoerd op dag 0, dag 1 en dag 2. Ammoniak, kooldioxide, koolmonoxide en zwaveldioxide werden geanalyseerd met behulp van Dräger® kleurdetectiebuizen. Methaan werd geanalyseerd door 100 µl van een gasmonster uit de zak te extraheren en dit in een gaschromatograaf te injecteren die was uitgerust met een vlamionisatiedetector. Zwavelhexafluoride werd geanalyseerd met GC met elektronenvangstdetector (ECD).

Resultaten en discussie

Evaluaties van zakken moeten zowel stabiliteit als achtergrondinformatie bevatten, aangezien beide kritische factoren zijn bij het verzamelen van monsters van gassen en dampen in de lucht. De VOC-stabiliteitsgegevens voor de 5 geteste films worden getoond in Tabel 1. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) en Tedlar-zakken hadden een goede VOC-stabiliteit; de totale VOC-achtergrond voor FlexFilm, FlexFoil PLUS en PVDF (Kynar® PVDF) lag in het midden-ppb-bereik of lager. FluoroFilm FEP had een verwaarloosbare VOC-achtergrond, maar de chemische stabiliteit was slecht na 2 dagen opslag. Op basis van de resultaten van deze studie zouden SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) en Tedlar de beste keuzes zijn voor het bemonsteren van VOC’s.

Twintig zwavelverbindingen werden getest met behulp van films met 4 zakken. Tabel 2 toont de stabiliteit van de verbindingen in elke film, en Tabel 3 toont achtergrondgegevens voor de films. SamplePro FlexFilm toonde achtergronden met een hoog waterstofsulfide- en carbonylsulfide-gehalte; deze film mag niet worden gebruikt om de geteste verbindingen op ppb-niveaus te verzamelen. FlexFoil PLUS had een lage achtergrond en vertoonde de beste algehele stabiliteit voor waterstofsulfide en carbonylsulfide. Terwijl de carbonylsulfide-achtergrond in SamplePro PVDF (Kynar) -film laag genoeg was om te worden gebruikt voor ppb-niveaudetectie van waterstofsulfide en carbonylsulfide, was de waterstofsulfidestabiliteit ongeveer 73 procent na 1 dag opslag. FluoroFilm FEP had de laagste achtergrond van de geëvalueerde films, maar de slechtste stabiliteit voor alle 20 verbindingen op basis van 2 dagen opslag. De juiste keuze van de zak hangt af van de specifieke zwavelverbinding en de gewenste houdtijd. Als een monster in een zak kan worden verzameld en binnen 24 uur kan worden geanalyseerd, kunnen er voor de gebruiker verschillende opties zijn.

Stabiliteitsgegevens voor ammoniak, koolmonoxide, kooldioxide, methaan, zwavelhexafluoride en zwaveldioxide worden weergegeven in tabel 4. SamplePro FlexFilm, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-zakken), FlexFoil PLUS (foliezakken) en Tedlar vertoonden een goede stabiliteit na 2 dagen opslag voor 4 van de geteste verbindingen; FluoroFilm FEP vertoonde minder stabiliteit na 2 dagen opslag. Alle films vertoonden een goede stabiliteit voor zwavelhexafluoride.

Samenvatting stabiliteit studie

Op basis van de onderzoeksgegevens zijn SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS (foliezakken), SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-zakken) en Tedlar de beste filmkeuzes voor VOC-bemonsering. FlexFoil PLUS en SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) zijn de optimale alternatieven voor het verzamelen van zwavelverbindingen. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) en Tedlar zijn de beste alternatieven voor CO, CO2 en methaan. Alle geteste films kunnen met goede resultaten worden gebruikt voor zwavelhexafluoride. De juiste filmkeuze hangt af van het afstemmen van de unieke mix van folie-eigenschappen met de te bemonsteren verbinding, het concentratieniveau en de tijd tussen monsterafname en analyse.