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VOCs in Polyurethanschaum effizient analysieren

Raum-Atmosphäre gestört?

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Aussagekraft der Methode unterschiedlich

Entsprechend seien die Resultate der Untersuchung ausgefallen, berichten die Wissenschaftler [1]. Das verwendete DHS-Large-TD-GC/MS-System habe die vollständig automatisierte Entnahme der Emissionen aus den PU-Sprühschaumproben ermöglicht. Berücksichtigt wurden bei der Untersuchung vor allem Parameter wie Durchfluss, Temperatur und Zeitaufwand.

Vermittels der Dynamischen Headspace (DHS-Large) sei es möglich gewesen, das Emissionsverhalten von PU-Sprühschaum in Abhängigkeit von der Zeit leicht, genau und zuverlässig zu untersuchen und Versuche mit unterschiedlichen Durchflüssen und Temperaturen zur Simulation unterschiedlicher Installationsbedingungen zu vereinfachen. Wie Eike Kleine-Benne berichtet, habe man die in offen- und geschlossenzelligen PU-Sprühschaumproben verwendeten Treibmittel, Aminkatalysatoren und Flammschutzmittel bei 23 °C eindeutig bestimmen können; höhere Temperaturen erbrachten höhere Emissionsraten.

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Um höhere Emissionsraten zu erzielen, sagt Yunyun Nie, sei die Reduzierung des Probevolumens offenzelliger PU-Sprühschäume erforderlich. Das Gegenteil sei bei geschlossenzelligen PU-Sprühschäumen der Fall gewesen. Ein 15-stündiges Monitoring in der DHS-Large-Kammer erbrachte eindeutige Auskünfte über das Emissionsverhalten und die Emissionsfaktoren der Proben.

Interessant sei zu beobachten gewesen, wie die Dicke des Prüfkörpers das Emissionsverhalten beeinflusst, festgestellt anhand der Untersuchung von Prüfkörpern zwischen drei und acht Zentimetern Dicke. Ein Umstand, dem bei einer Standardisierung zwingend Rechnung zu tragen sei. Dr. Kleine-Benne: „Vereinfacht gesagt, bei offenzelligen Systemen spielt das Volumen des Prüf­körpers und damit der Stofftransport im Schaum eine wichtige Rolle. Bei geschlossenzelligen Schäumen ist eher der Durchtritt durch die Oberfläche entscheidend.“

Emissionsverhalten von Polyurethanschaum – Automatisierung brachte wichtigen Erkenntnisgewinn

Die Automatisierung ihrer Analyse habe offenkundige Vorzüge aufgezeigt, betonen Eike Kleine-Benne und Yunyun Nie unisono: „Der Anwender ist weniger eingebunden und kann mehr Zeit für andere Arbeiten wie die Auswertung von Mess­ergebnissen aufbringen. Obendrein resultiert aus der Software-Steuerung eine bessere Nachvollziehbarkeit, was sich im Umkehrschluss positiv auf die Aussagekraft der Analyse auswirkt.“

Die direkte thermische Extraktion – analog zu VDA 278 – unter Einsatz des Thermaldesorptionsystems (Gerstel-TDS) wurde, schlussfolgern die Experten, mit Erfolg für die qualitative und quantitative Bewertung von SPF und anderen Polyurethansprühschaum-Proben eingesetzt. Im Allgemeinen brachten beide Methoden die gleichen Verbindungen zum Vorschein, im vorliegenden Fall waren das: Bis(2-dimethylaminoethyl)ether (BDMAEE), Bis(2-dimethylaminoethyl)methylamin (PMDTA), Bis(dimethlyamino­propyl)methylamin (DAPA), Tris(2-chlorisopropyl)phosphat (TCPP), Tetramethyliminobis-propylamin (TMIBPA) und N,N,N-Trimethylaminoethylethanolamin (TMAEEA).

Unter Zuhilfenahme des automatisierten Systems habe man ein besseres Verständnis für das Emissionsverhalten von PU-Sprühschaum bekommen beziehungsweise über jene Randbedingungen, die den Charakter einer Materialemission beeinflussen. Solche Erkenntnisse seien wichtig als Grundlage für die Entwicklung standardisierter Methoden, betont Eike Kleine-Benne.

Literatur:

[1] Yunyun Nie, Eike Kleine-Benne, Kurt Thaxton, Measurement of Chemical Emissions from Spray Polyurethane Foam (SPF) Insulation Using an Automated Micro-Scale Chamber Coupled Directly with the Analysis System, Gerstel Application Note No. 188, 2016 (www.gerstel.de)

* G. Deußing: Redaktionsbüro Guido Deußing, 41464 Neuss

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