Halogen and sulfur in chlorinated and brominated halobutyl rubber applying Combustion IC

Význam tématu

Halobutylová pryž s halogenováním (chlorace, bromace) se často používá pro farmaceutické zátky díky své velmi nízké propustnosti plynů a chemické odolnosti. Přesné stanovení obsahu halogenů a síry je zásadní pro kontrolu kvality, bezpečnost léčiv a dlouhodobou stabilitu zátkových systémů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace je prezentovat spolehlivou metodu pro kvantitativní stanovení fluoridů, chloridů, bromidů a síranů v chlorovaných a bromovaných halobutylových pryžích. Metoda kombinuje pyrohydrolytickou dekompozici vzorku s následnou iontovou chromatografií (Combustion IC), což umožňuje selektivní a citlivou analýzu aniontů.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika

• Pyrohydrolytické uvolnění halogenů a síry v proudě vodní páry, které jsou zachyceny v absorpčním roztoku.
• Inteligentní částečná smyčková injekce (MiPT) s inline eliminací matric pro přímé podání vzorku do chromatografické kolony.
• Separace aniontů na iontoměnných kolonách a detekce vodivostní metodou za potlačení eluentu.

Použitá instrumentace

• Combustion IC (Metrohm 930 Compact IC Flex) s moduły spalování, detekce a absorbce plynů.
• Iontoměnné kolony Metrosep A Supp 16 a Metrosep A PCC 1 HC se strážnou kolonou pro selektivní analýzu halogenidů a siřičitanů.
• Autosampler MMS 5000, modul absorpce (920 Absorber Module) a plamenný senzor pro přesnou detekci uvolněných aniontů.
• Eluent: 7,5 mmol/L Na2CO3 a 0,75 mmol/L NaOH; regenerant: 250 mmol/L H2SO4; absorpční roztok s H2O2; průtok 0,8 mL/min, teplota kolony 45 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza ukázala:

• Chlorovaná pryž: fluoridy 36 mg/kg (RSD 1,2 %), chloridy 6582 mg/kg (RSD 2,6 %), bromidy pod detekčním limitem, sírany 62 mg/kg (RSD 2,9 %).
• Bromovaná pryž: fluoridy pod limitem, chloridy 290 mg/kg (RSD 23 %), bromidy 8595 mg/kg (RSD 1,9 %), sírany 2509 mg/kg (RSD 3,6 %).

Výsledky potvrzují vysokou citlivost a reprodukovatelnost metody. Vyšší RSD u chloridů v bromované pryži je pravděpodobně způsoben nižší koncentrací a matricovými efekty.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a přímou kvantifikaci klíčových aniontů v polymerech bez komplikované předúpravy.
• Široký rozsah stanovení (desítky až tisíce mg/kg) s nízkými mezerami detekce pro fluoridy a další halogeny.
• Vysokou přesnost a opakovatelnost vhodnou pro QA/QC ve farmaceutickém i průmyslovém prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci specifičtějších organických halogenových sloučenin.
• Miniaturizace spalovacích modulů a zvýšení automatizace pro vyšší vzorkovací průtok.
• Rozšíření aplikace na další materiály, např. elastomery pro potravinářský a zdravotnický průmysl.

Závěr

Pyrohydrolytická dekompozice spojená s Combustion IC představuje rychlou, citlivou a reprodukovatelnou metodu pro stanovení halogenů a síry v halobutylových pryžích. Umožňuje efektivní kontrolu kvality farmaceutických zátkových systémů a splňuje požadavky na přesnost a detekční limity pro moderní analytické laboratoře.

Reference

• IC Application Note CIC–21, Metrohm, verze 2, březen 2020.