Determinação de elementos traço em fluoropolímeros por espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua com atomização em forno de grafite e análise direta de sólidos

Abstract

Neste trabalho é reportado o desenvolvimento de um método para a determinação simultânea de Fe e Ni, bem como a determinação de Cr, Mg e Mn em fluoropolímeros empregando a espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua com forno de grafite e análise direta de sólidos. Para a determinação simultânea de Fe e Ni, foi monitorada a linha de ressonância principal do Ni em 232,003 nm e a linha secundária do Fe em 232,036 nm. O método proposto foi otimizado com a amostra de perfluoroalcoxi (PFA) e foi aplicado para amostras de etileno propileno fluorado (FEP) e politetrafluoroetileno modificado (PTFE-TFM). As temperaturas de pirólise e atomização, assim como o uso de Pd e/ou H2(durante a pirólise) como modificador químico, foram criteriosamente avaliados. As temperaturas de pirólise e atomização selecionadas foram 800 e 2300 °C para Fe e Ni, 900 e 2500 °C para Cr e 900 e 2100 °C para Mg e Mn, respectivamente, utilizando 0,5 L min-1de H2. As curvas de calibração foram feitas utilizando soluções de referência aquosas. Os limites de detecção foram de 221;9,6;9,1;8,0 e1,1 ng g-1 para Fe, Ni, Cr, Mg e Mn, respectivamente. A concentração dos analitos nas amostras analisadas variaram de 3,53 a21,1 μg g-1para Fe, de36, 9a163 ng g-1 para Ni, de0,306 a 2,11 μg g-1 para Cr, de 0,065 a 0,35 μg g-1 para Mge de 26,5 a104 ng g-1 para Mn, com desvio padrão relativo inferior a 18%.A exatidão foi avaliada pela comparação dos resultados com a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado e a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado, ambas após decomposição das amostras por combustão iniciada por micro-ondas. Adicionalmente, a exatidão para Cr e Mn, também foi avaliada pela comparação dos resultados com os obtidos por análise por ativação neutrônica e não houve diferença significativa entre os resultados.

This work reports the development of a method for the simultaneous determination of Fe and Ni and for the determination of Cr, Mg, and Mn in fluoropolymers by high-resolution continuum source graphite furnace atomic absorption spectrometry with solid sampling. In order to carry out simultaneous measurements, both the main resonance line of Ni at 232.003 nm and the adjacent secondary line of Fe at 232.036 nm were monitored in the same spectral window. The proposed method was optimized with a sample of perfluoroalkoxy (PFA) and was applied to fluorinated ethylene propylene (FEP) and modified polytetrafluoroethylene (PTFE-TFM) samples. Pyrolysis and atomization temperatures, as well as the use of Pd and/or H2(during the pyrolysis) as chemical modifier, were carefully investigated. Compromise temperatures for pyrolysis and atomization were achieved at 800 and 2300 °C for Fe and Ni, 900 and 2500 °C for Cr, and 900 and 2100 °C for Mg and Mn, respectively, using 0.5 L min-1H2as chemical modifier. Calibration curves were performed using aqueous standards. Limits of detection were 221 and 9.6; 9.1;8.0; and 1.1 ng g-1 for Fe, Ni, Cr, Mg, and Mn, respectively. Analyte concentrations in all samples ranged from 3.53 to 21.1μg g-1 for Fe, from 36.9 to 163 ng g-1 for Ni, from 0.306 to 2.11 μg g-1for Cr, from 0.065 to 0.328μg g-1for Mg, and from 26.5 to 104 ng g-1, with relative standard deviation lower than 18%. Accuracy was evaluated by results comparison with those obtained by inductively coupled plasmamass spectrometry and inductively coupled plasma optical emission spectrometry, both after sample digestion by microwave-induced combustion. In addition, the accuracy for Cr and Mn was also evaluated by results comparison with neutron activation analysis and no significant statistical difference was observed.