Stabilität Gase in Gasprobenbeutel

Gasbeutel (Probenahmebeutel) werden seit vielen Jahren verwendet, um Stichproben von Gas- und Dampfschadstoffen in der Luft zu sammeln.
Ursprünglich für die Industrie entwickelt, sind Probenahmebeutel auch in Umweltanwendungen beliebt geworden, darunter:
(1) Untersuchungen zu Geruchsbeschwerden bei Fabriken, Raffinerien und Abwasseraufbereitungsanlagen,
(2) Probenahme von Materialien mit hohem Dampfdruck, bei denen feste Sorptionsmittel ungeeignet sind,
(3) Probenahme auf Deponien, und
(4) Transport und Vorbereitung von Kalibrierstandards für direkt ablesbare Instrumente und Gaschromatographen.

Haftungsausschluss: Informationen auf dieser Seite stammen unter anderem aus einem Bericht, geschrieben von Linda Coyne, Cindy Kuhlman und Nicole Zovak von SKC Inc. Der ursprüngliche Titel dieses Berichts lautet: The Stability of Sulphur Compounds, Low Molecular Weight Gases, and VOCs in Five Air Sample Bag Materials. Wir (smelltest.eu) beanspruchen keine Urheberschaft für diesen Bericht.

Wie lange bleiben Gasproben in Tedlar-Beuteln stabil?

In den untenstehenden Tabellen können Sie nachlesen, wie lange verschiedene Gase in Tedlar-Beuteln, aber auch in anderen Arten von Gasbeuteln, stabil bleiben. Wir haben versucht, diese Übersicht so vollständig wie möglich zu gestalten. Möchten Sie ein Gas beproben, das auf dieser Seite nicht genannt ist, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf, damit wir prüfen können, ob wir auch dafür Stabilitätsdaten haben. Dies ist möglich über info@medi-sense.nl oder das Kontaktformular auf unserer Website.

Vergleich von Gasbeuteln

In diesem Bericht werden die folgenden Beutel verglichen:

• SamplePro® FlexFilm
• SamplePro PVDF (unsere Kynar® PVDF-Beutel)
• FlexFoil® PLUS (unsere Multi-Folien Beutel)
• FluoroFilm FEP (unsere Teflon-FEP-Beutel)
• Tedlar (unsere Tedlar-Beutel)

Die Beutel werden auf ihre Wirksamkeit beim Einschluss von 32 flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) bewertet. Die VOCs umfassten eine breite Klassifizierung von Chemikalien, darunter aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ketone, Acetate und Alkohole.
Einige Folien wurden außerdem auf ihre Zwei-Tage-Stabilität beim Einschluss von 20 Schwefelverbindungen und Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht wie Ammoniak, Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Methan, Schwefelhexafluorid (SF₆) und Schwefeldioxid untersucht.

Stabilitätsdatentabellen

Tabelle 1, Stabilität von VOCs in fünf verschiedenen Probenbeuteln (% Rückgewinnung)

Verbindung	Molekulare Formel	SamplePro FlexFilm		SamplePro PVDF		FlexFoil PLUS		FluoroFilm(FEP)		Tedlar PVF
		SamplePro FlexFilm		Kynar Bags PVDF		Multi-Foil Bags		Teflon FEP Bags		Tedlar Bags PVF
		Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2
Aceton	C₃H₆O	96,7	88,9	81,6	69,8	99	97,8	89	85	99	95
Acetonitril	C₂H₃N	69	55,1	55	36,3	94,2	84,5	65	42	74	66
Acrylonitril	C₃H₃N	76,1	62,2	59	54,1	98,2	99,5	77	59	90	80
Allylchlorid	C₃H₅Cl	95,6	91,9	95,7	90,8	98,5	95,6	92	89	102	94
Benzol	C₆H₆	96	95,2	84	78	93,1	98,2	93	79	104	98
Bromethan	C₂H₅Br	95,2	90,9	94,5	95,4	95,2	98	88	86	99	100
1,3-Butadien	C₄H₆	80	86	90	92	89	92	84	73	99	95
Butan	C₄H₁₀	91	96	93	100	86	88	94	94	98	94
Butylacetat	C₆H₁₂O₂	85,1	91,8	71,6	59,6	88,1	88,7	72	66	104	102
Tetrachlorkohlenstoff	CCl₄	101	94,3	99	95,3	99,1	95	95	91	104	102
Chloroform	CHCl₃	98,7	95,9	97,5	95,4	96,2	97,1	96	93	98	95
1,2-Dichlorethan	C₂H₄Cl₂	91,5	82,9	84	80	92	88	89	79	100	97
Dichlorpropan	C₃H₆Cl₂	86,2	76,7	101	99,9	99,3	98,5	90	86	105	101
Ethylacetat	C₄H₈O₂ (of CH₃COOC₂H₅)	94,9	95,4	83,5	74,5	100	97,3	94	94	98	96
Ethylen	C₂H₄	104	100	101	104	108	94	99	94	100	102
Heptan	C₇H₁₆	96,7	106	93	86,9	99,2	101	88	87	100	100
Hexan	C₆H₁₄	99	98,9	97,3	101	95,8	99,4	98	95	101	101
Isooctan	C₈H₁₈ (2,2,4-Trimethylpentane)	100	97,9	99,1	96,9	87,5	86,1	97	96	100	97
Isopropylalkohol	C₃H₈O	99,1	91,7	97,4	90,5	101	100	102	98	101	99
Methyläthylketon	C₄H₈O	96,2	95,8	70,4	63,3	96,5	101	90	83	99	98
Methylenchlorid	CH₂Cl₂	93,2	87,2	101	94,5	98,7	101	84	77	102	97
Methyl-tert-butylether	C₅H₁₂O	99,2	99,1	96	98	92	88	99	97	101	101
Octan	C₈H₁₈	104	98,7	105	91	98,4	93,1	91	84	100	97
Perchlorethylen	C₂Cl₄	94,8	84,9	93	87,3	85,3	82,4	81	69	105	94
Propylen	C₃H₆ (of CH₂=CHCH₃)	100	99	100,8	97,1	98,6	97,9	97	91	103	104
Propylenoxid	C₃H₆O	93,3	90,1	91,8	84,4	102	101	94	89	96	95
Tetrahydrofuran	C₄H₈O	96,7	93,6	91,8	84,8	101	99,3	90	88	103	100
Toluol	C₆H₅CH₃	107	92,9	77,8	76,2	90,5	91,5	81	74	96	92
1,1,1-Trichlorethan	CH₃CCl₃	94,9	93,6	96,7	94,6	86,5	84,6	100	97	104	101
Trichlorethylen	C₂HCl₃	92,4	82,9	95,1	89,1	93,7	94,6	80	69	104	103
Vinylidenchlorid	CCl₂CH₂	95,6	91,8	98,8	96,2	98,3	99,5	96	92	102	100
p-Xylol	C8H10 (or C6H4 (CH3)2)	85,9	82,7	69	49	97	89	76	65	89	83

Tabelle 2, Stabilität von Schwefelverbindungen in vier verschiedenen Beuteln (% Rückgewinnung)

Compound	Molecular formula	SamplePro FlexFilm		SamplePro PVDF		FlexFoil PLUS		FluoroFilm(FEP)
		SamplePro FlexFilm		Kynar Bags PVDF		Multi-Foil Bags		Teflon FEP Bags
		Tag 1	Tag 2	Tag 1	Tag 2	Tag 1	Tag 2	Tag 1	Tag 2
n-Butylmercaptan	C₄H₉SH	69,5	50	62,5	39,8	47,8	50	74,5	60,2
tert-Butylmercaptan	(CH₃)₃CSH	92,5	92,5	96,8	85	91,4	98,8	86	78
Kohlenstoffdisulfid	CS₂	80	74,1	88,3	77,7	58,9	54,4	58.3*	35.6*
Carbonylsulfid	OCS	126.0*	135.0*	93.3*	80.0*	98.9*	108.0*	82.9*	71.2″
Diethyldisulfid	C₂H₅–S–S–C₂H₅	68,2	54,1	53,3	36,7	11,1	12,2	62,9	49,5
Diethylsulfid	C₂H₅–S–C₂H₅	88,2	83,9	84,2	71,6	25,6	13,3	78	66
Dimethyldisulfid	CH₃–S–S–CH₃	77,3	69,3	77,3	59,1	42,2	44,4	74	62
Dimethylsulfid	CH₃–S–CH₃	90,9	89,8	89,1	78,3	81,4	74,4	77	69
2,5-Dimethylthiophen	C₆H₈S	68,6	54,7	48,9	33,3	14	15,5	60	45,3
Ethylmercaptan	C₂H₅SH	81,3	76,9	88	75	92,1	97,8	78	65
Ethylmethylsulfid	CH₃–S–C₂H₅	88,2	83,9	93,3	78,9	52,2	40	77	68
2-Ethylthiophen	C₆H₈S	72,2	60	65,1	45,8	17,8	17,8	65	53
Schwefelwasserstoff	H₂S	7.8*	2.2*	73,1	46,2	104,4	102	72,2	47,8
Isobutylmercaptan	(CH₃)₂CHCH₂SH	81,3	69,2	81,5	62	62,2	64,4	83	67
Isopropylmercaptan	(CH₃)₂CHSH	89,2	86	90,4	77,7	92,9	98,8	84	74
Methylmercaptan	CH₃SH	78.9*	67.8*	87	73,9	93,4	102	74	57
3-Methylthiophen	C₅H₆S	75,9	65,5	67,5	50,6	32	32	67	53
n-Propylmercaptan	C₃H₇SH	80	70	84,6	64,8	77,8	82,2	79	66
Tetrahydrothiophen	C₄H₈S	79,6	70,45	71,6	53,4	0	0	71	56
Thiophen	C₄H₄S	81,6	75,9	80,7	64,8	61,1	62,2	76	64

Tabelle 3, Hintergrunddaten zu den Filmen/Folien

Verbindung	Molekulare Formel	SamplePro FlexFilm		SamplePro PVDF		FlexFoil PLUS		FluoroFilm(FEP)
		SamplePro FlexFilm		Kynar Bags PVDF		Multi-Foil Bags		Teflon FEP Bags
		Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2
n-Butylmercaptan	C₄H₉SH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
tert-Butylmercaptan	(CH₃)₃CSH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Schwefelkohlenstoff	CS₂	ND	ND	ND	ND	ND	ND	6,5	9
Kohlenstoffsulfid	OCS	46	68	11	13	5,7	10	4,4	5,9
Diethyldisulfid	C₂H₅–S–S–C₂H₅	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Diethylsulfid	C₂H₅–S–C₂H₅	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Dimethyldisulfid	CH₃–S–S–CH₃	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Dimethylsulfid	CH₃–S–CH₃	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
2,5-Dimethylthiophen	C₆H₈S	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Ethylmercaptan	C₂H₅SH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Ethylmethylsulfid	CH₃–S–C₂H₅	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
2-Ethylthiophen	C₆H₈S	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Schwefelwasserstoff	H₂S	20	22	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Isobutylmercaptan	(CH₃)₂CHCH₂SH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Isopropylmercaptan	(CH₃)₂CHSH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Methylmercaptan	CH₃SH	9	14	ND	ND	ND	ND	ND	ND
3-Methylthiophen	C₅H₆S	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
n-Propylmercaptan	C₃H₇SH	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Tetrahydrothiophen	C₄H₈S	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Thiophen	C₄H₄S	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND	ND

Tabelle 4, die Stabilität von Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan, Schwefelhexafluorid und Schwefeldioxid in fünf verschiedenen Beuteln (% Rückgewinnung)

Verbindung	Molekulare Formel	SamplePro FlexFilm		SamplePro PVDF		FlexFoil PLUS		FluoroFilm(FEP)		Tedlar PVF
		SamplePro FlexFilm		Kynar Bags PVDF		Multi-Foil Bags		Teflon FEP Bags		Tedlar Bags PVF
		Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2	Tage 1	Tage 2
Ammoniak	NH₃	18	10	66	27	16	8	59	28	62	37
Kohlenmonoxid	CO	100	100	100	90	100	100	90	50	90	90
Kohlendioxid	CO₂	100	90	100	100	99	100	90	50	100	100
Methan	CH₄	96	92	100	101	99	100	84	72	101	99
Schwefelhexafluorid	SF₆	104	99,8	96,8	92	98,1	93,2	96,4	92,8	94,7	93,2
Schwefeldioxid	SO₂	80	67	67	53	0	0	33	0	80	67

Stabilität von Gasen in den Beuteln

Während der Untersuchung wurden Tests mit 1-Liter-Beuteln aus jeder Folienart durchgeführt, die jeweils mit einem einzelnen Polypropylen-Fitting ausgestattet waren. VOCs wurden getestet, indem bekannte Volumina der Probe in die mit Stickstoff gefüllten Beutel injiziert wurden. Die Konzentrationen variierten je nach Probe zwischen 200 und 300 ppm. Die Beutel wurden 20 bis 30 Minuten lang äquilibriert. Die Analyse erfolgte an Tag 0, Tag 1 und Tag 2, indem 100 µl einer Gasprobe aus dem Beutel entnommen und direkt in ein Gaschromatograph (GC) mit Flammenionisationsdetektor (FID) injiziert wurden.

Schwefelverbindungen wurden bei Air Toxics Inc. unter Verwendung eines zertifizierten Zylinders getestet, der 20 Schwefelverbindungen in Stickstoff enthielt. Die Testkonzentration jeder Verbindung lag bei einem niedrigen Niveau von 90 ppb, da es sich hauptsächlich um eine Umweltanwendung handelt. Die Beutel wurden etwa 2 Stunden lang äquilibriert. Die Analyse wurde an Tag 1 und Tag 2 durchgeführt. Die Proben wurden nach der ASTM-Standardtestmethode D-5504 mit einem Gaschromatographen analysiert, der mit einem Schwefel-Chemilumineszenzdetektor (SCD) ausgestattet war. Die Methode umfasste die direkte Injektion der Luftprobe in den GC über eine feste Probenahmeschleife von 2,0 ml.

Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Methan, Schwefelhexafluorid (SF₆) und Schwefeldioxid wurden mit zertifizierten Scotty-17-Zylindern getestet. Die Konzentrationen in den Zylindern betrugen jeweils 50 ppm, 50 ppm, 1000 ppm, 5000 ppm, 1 ppm und 20 ppm für diese Verbindungen. Die Beutel wurden mit den einzelnen Testgasen gefüllt und 20 bis 30 Minuten lang äquilibriert. Die Analyse wurde an Tag 0, Tag 1 und Tag 2 durchgeführt. Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid wurden mit Dräger®-Farbdetektionsröhrchen analysiert. Methan wurde durch Extraktion von 100 µl Gasprobe aus dem Beutel analysiert und in einen Gaschromatographen mit Flammenionisationsdetektor injiziert. Schwefelhexafluorid wurde mit einem GC mit Elektroneneinfangdetektor (ECD) analysiert.

Ergebnisse und Diskussion

Beurteilungen von Beuteln sollten sowohl die Stabilität als auch Hintergrundinformationen umfassen, da beides kritische Faktoren bei der Sammlung von Gas- und Dampfproben in der Luft sind. Die VOC-Stabilitätsdaten für die 5 getesteten Folien werden in Tabelle 1 dargestellt. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar-Beutel zeigten eine gute VOC-Stabilität; der gesamte VOC-Hintergrund lag bei FlexFilm, FlexFoil PLUS und PVDF (Kynar® PVDF) im mittleren ppb-Bereich oder darunter. FluoroFilm FEP hatte einen vernachlässigbaren VOC-Hintergrund, aber die chemische Stabilität war nach 2 Tagen Lagerung schlecht. Auf Grundlage der Ergebnisse dieser Studie wären SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar die besten Optionen zur Probenahme von VOCs.

Zwanzig Schwefelverbindungen wurden mit vier verschiedenen Beutelfolien getestet. Tabelle 2 zeigt die Stabilität der Verbindungen in jeder Folie, und Tabelle 3 zeigt Hintergrunddaten für die Folien. SamplePro FlexFilm zeigte hohe Hintergrundwerte für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid; diese Folie sollte nicht verwendet werden, um die getesteten Verbindungen auf ppb-Niveau zu sammeln. FlexFoil PLUS hatte einen niedrigen Hintergrund und zeigte die beste Gesamtstabilität für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid. Obwohl der Carbonylsulfid-Hintergrund in der SamplePro PVDF (Kynar)-Folie niedrig genug war, um zur ppb-Nachweisgrenze für Schwefelwasserstoff und Carbonylsulfid verwendet zu werden, betrug die Stabilität von Schwefelwasserstoff nach 1 Tag Lagerung nur etwa 73 Prozent. FluoroFilm FEP hatte den niedrigsten Hintergrund aller getesteten Folien, aber die schlechteste Stabilität für alle 20 Verbindungen nach 2 Tagen Lagerung. Die richtige Auswahl des Beutels hängt von der spezifischen Schwefelverbindung und der gewünschten Haltezeit ab. Wenn eine Probe innerhalb von 24 Stunden analysiert werden kann, können dem Benutzer mehrere Optionen zur Verfügung stehen.

Stabilitätsdaten für Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan, Schwefelhexafluorid und Schwefeldioxid

Diese Daten sind in Tabelle 4 dargestellt. SamplePro FlexFilm, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-Beutel), FlexFoil PLUS (Folienbeutel) und Tedlar zeigten nach 2 Tagen Lagerung eine gute Stabilität für 4 der getesteten Verbindungen; FluoroFilm FEP zeigte nach 2 Tagen Lagerung eine geringere Stabilität. Alle Folien zeigten eine gute Stabilität für Schwefelhexafluorid.

Zusammenfassung der Stabilitätsstudie

Auf Basis der Studiendaten sind SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS (Folienbeutel), SamplePro PVDF (Kynar® PVDF-Beutel) und Tedlar die besten Folienoptionen für die VOC-Probenahme. FlexFoil PLUS und SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) sind die optimalen Alternativen für die Sammlung von Schwefelverbindungen. SamplePro FlexFilm, FlexFoil PLUS, SamplePro PVDF (Kynar® PVDF) und Tedlar sind die besten Alternativen für CO, CO₂ und Methan. Alle getesteten Folien können mit guten Ergebnissen für Schwefelhexafluorid verwendet werden. Die richtige Folienauswahl hängt von der Anpassung der einzigartigen Kombination von Folieneigenschaften an die zu beprobende Verbindung, die Konzentration und die Zeit zwischen Probenahme und Analyse ab.