Extrahierbare Stoffe sind potenzielle Verunreinigungen aus Kunststoffprodukten, die meist aus der Synthese des Polymers, aus Harzbestandteilen, aus dem Herstellungsprozess oder aus zugesetzten Additiven stammen, die für die Leistungsfähigkeit des Produkts erforderlich sind. Extrahierbare können anorganisch sein, Metalle enthalten und/oder aus organischen Verbindungen bestehen.
„Bei der Bewertung extrahierbarer Stoffe gilt: Weniger ist besser. Je geringer der Gehalt an extrahierbaren Stoffen, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass diese Verbindungen in Ihre filtrierte Probe übergehen.“
Wie können extrahierbare Stoffe meine Probe beeinflussen?
Extrahierbare Stoffe können unter bestimmten Bedingungen aus einem Kunststoffprodukt freigesetzt werden. Wenn sie vorhanden sind, besteht das Risiko, dass sie passiv in die Probe übergehen (oder „auslaugen“) und unerwünschte Folgen verursachen. Weist ein Filtrationsgerät einen hohen Gehalt an extrahierbaren Stoffen auf, besteht die Gefahr, dass das Filtrat verunreinigt wird. Es ist wichtig, sich dieser Verbindungen bewusst zu sein und zu berücksichtigen, wie sie ein Experiment beeinflussen oder sich in nachgelagerten Prozessen anreichern könnten.
Bei der Bewertung von extrahierbaren Stoffen gilt: Weniger ist besser. Je geringer der Gehalt an extrahierbaren Stoffen, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, dass diese Verbindungen in Ihre filtrierte Probe gelangen.
Welche Methoden werden zur Prüfung auf extrahierbare Stoffe verwendet?
Die eingesetzten Methoden basieren auf den Extraktionsbedingungen und Prüfanforderungen der United States Pharmacopeia (USP) für Kunststoffkomponenten. Dazu werden drei Proben (Triplikate) derselben Charge von Polystyrol-Auffangflaschen mit jeweils 100 mL einer der drei Extraktionslösungen getestet: Wasser, 50:50 Ethanol:Wasser und 2 % Salpetersäure in Wasser.
Die Polystyrolflaschen mit den jeweiligen Extraktionslösungen werden anschließend 21 Tage lang bei 50 °C inkubiert, bevor die Analyse erfolgt.
Danach werden drei Analysen an jedem Extrakt durchgeführt:
Bestimmung des Gesamtgehalts an organischem Kohlenstoff (TOC)
Messung der maximalen Absorption (λmax)
Elementaranalyse zur Bestimmung von Metallen
Wie können Anwender extrahierbare Stoffe im Filtrat vermeiden?
Der entscheidende Faktor zur Vermeidung extrahierbarer Stoffe im Filtrat ist die Wahl der richtigen Auffangflaschen. Diese sollten aus hochwertigen, unverarbeiteten (virgin) Kunstharzen hergestellt werden, die von erstklassigen Lieferanten stammen, um Konsistenz und Qualität sicherzustellen.
Der Herstellungsprozess muss optimiert sein und robuste Verfahren verwenden, die den Einsatz verschiedener Additive und Gleitmittel so weit wie möglich vermeiden. Ebenso wichtig ist es, dass die Flaschen unter einem Qualitätsmanagementsystem produziert werden, das ein Änderungsmitteilungssystem umfasst, damit Nutzer über jegliche Produktänderungen informiert werden.
Wie schneiden Nalgene Rapid-Flow Filtrationseinheiten im Vergleich zu anderen Filtrationsgeräten ab?
Die TOC-Ergebnisse zeigen, dass die Nalgene™ Rapid-Flow™ Filtrationseinheiten 50–70 % geringere TOC-Werte aufweisen als die entsprechenden Auffangflaschen von drei anderen Anbietern. Im direkten Vergleich hatte die Nalgene Rapid-Flow Auffangflasche 996 parts per billion (ppb) gegenüber 2074 ppb von Anbieter 1 (Abbildung 2). TOC entsteht häufig durch Katalysatoren aus der Polymersynthese, durch das Polymer selbst oder durch beim Spritzgießen eingesetzte Gleitmittel.
Die Absorptionsdaten (λmax) bei 245 nm zeigen, dass die Konzentration extrahierbarer Stoffe in den Nalgene Rapid-Flow Auffangflaschen 30–40 % niedriger war als bei den vergleichbaren Flaschen der drei anderen Anbieter. Im direkten Vergleich lag die Absorption der Nalgene Rapid-Flow Flasche bei 0,153 gegenüber 0,217 bei Anbieter 1 (Abbildung 3). Eine erhöhte Absorption ist bei gleichen λmax-Werten direkt proportional zu einer höheren Konzentration extrahierbarer Stoffe.
Die Ergebnisse der Metallanalyse zeigen, dass in den Nalgene Rapid-Flow Auffangflaschen keine Metalle nachweisbar waren, während in den entsprechenden Flaschen von Anbieter M Silizium (28Si), Titan (47Ti) und Tantal (181Ta) nachgewiesen wurden (Abbildung 4).
Der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC) wurde aus den Wasserextrakten mit einem Hach™ QBD1200 Laboratory TOC Analyzer bestimmt. Die λmax-Absorption wurde aus den 50:50 Ethanol:Wasser-Extrakten mit dem Thermo Scientific™ Evolution 220 UV-Vis Spektrophotometer gemessen. Für die Elementaranalyse der 2%igen Salpetersäureextrakte wurde die Thermo Scientific™ iCAP™ RQ ICP-MS (induktiv gekoppelte Massenspektrometrie) eingesetzt.
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Artikelnummer 10441411