SE513926C2 - Provtagningsanordning för ett ämne i både gas- och partikelfas i ett luftflöde, kit med flera provtag- ningsanordningar, samt förfarande för provtagning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 926 2 rad bilplåt har man bl a påvisat metylisocyanat (MEC), etylisocyanat (EIC), propylisocyanat (PIC), fenyliso- cyanat (PhI), 1,6-hexametylendiisocyanat (HDI), isoforon- diisocyanat (IPDI), 2,4- och 2,6-toluendiisocyanat (TDI) och 4,4-metylendifenyldiisocyanat (MDI).

Vid termisk nedbrytning av fenol/formaldehyd/urea- (FFU)-plast bildas isocyanatsyra och metylisocyanat.

FFU-plast används bl a i trälim och som bindemedel i mineralull (och bakelit), vilket är vanligt förekommande som isolering till ugnar inom industrin och i hushåll.

Nya användningsområden inom vilka exponering för isocya- nater påvisats är vid lödning och bearbetning av krets- kort inom elektronikindustrin, vid svetsning, slipning och skärning av lackerad plåt inom bilindustrin och vid svetsning av lackerade kopparrör. Isocyanaterna har varierande giftighet för organismen beroende på deras kemiska och fysikaliska form. På grund av detta är de hygieniska gränsvärdena extremt låga i alla länder. För den utsatte personen varierar exponeringshalterna av iso- cyanater kraftigt vid olika arbetsmoment under en arbets- dag och vid haverier. Ett särskilt problem är termiska nedbrytningsprodukter från PUR, då nya och helt okända isocyanater bildas, vilkas giftighet ännu inte analyse- rats på ett tillfredsställande sätt. Vidare har de allt- mer förfinade mätmetoderna avslöjat exponering för iso- cyanater vid allt fler inom industrin förekommande arbetsmoment.

Sammanfattningsvis finns det ett flertal arbetsmo- ment inom en mångfald arbetsområden där personer dagligen utsätts för eller riskerar att utsättas för exponering för isocyanater i varierande omfattning. Med tanke pà isocyanaternas fruktade benägenhet att orsaka luftvägs- sjukdomar och att det bland polyuretanets termiska ned- brytningsprodukter även finns en del cancerframkallande ämnen, t ex 2,4-toluendiamin (TDA) och 4,4-metylendiamin (MDA) samt MOCA, är det av mycket stor betydelse att på ett tillförlitligt, känsligt och snabbt sätt mäta den lO 15 20 25 30 35 513 926 3 eventuella förekomsten av isocyanater, men även andra hälsovádliga nedbrytningsprodukter, i miljöer där risk anses föreligga.

Pâ grund av isocyanaternas höga reaktivitet gentemot ämnen innehållande aktivt väte, är flertalet utnyttjade metoder för mätningar i luftflöden baserade på derivati- sering i samband med provtagningen i syfte att skydda isocyanatgruppen och möjliggöra en selektiv isocyanat- bestämning. Ett flertal reagens och metoder har presente- rats för bestämningen av isocyanater. Information rörande isocyanaternas reaktionshastighet är emellertid begrän- sad, och förluster pà grund av närvaron av interfererande ämnen har redovisats för t ex 1-(2-metoxifenyl)piper- azin(2M) och MAMA som derivatiseringsreagens för 2,4- och 2,6-TDI. En av föreliggande uppfinnare nyutvecklad metod har ett flertal fördelar i jämförelse med ovannämnda MAMA-metod. Denna nya metod, benämnd DBA-metoden pà grund av utnyttjandet av di~n-butylamin som reagens, möjliggör analys av flera nya typer av isocyanater och har föresla- gits som en internationell ISO-referensmetod. DBA-metoden är baserad pá uppsamling av isocyanater i s k impinger- flaskor innehållande DBA i toluen och med ett seriekopp- lat filter beläget efter impingerflaskan i flödesrikt- ningen. Vid ett provtagningsförfarande sätts DBA-lösning och toluen till en impingerflaska. Därefter kalibreras provflödet. Ett luftflöde sugs genom ett i reagenslös- ningen nedsänkt rör, och isocyanater i luftflödet reage- rar med DBA i lösningen. Ej reagerade gasformiga iso- cyanater som passerat lösningen sugs genom ett i anslut- ning till suganordningen anordnat, reagensförsett filter.

I detta filter binds sålunda isocyanater som ej reagerat med reagenslösningen in. Efter utförd provtagning över- förs DBA-lösningen med inbundna isocyanater samt sätts filtret till ett och samma provrör för vidare transport till ett analyssteg. Impingerflaskor innehållande 10 ml 0,01 mol DBA i toluen har använts. Deuteriummärkta iso- cyanat-DBA-derivat sätts till proverna och används som 10 15 20 25 30 35 513 926 4 internstandarder. Karbamatestrar bildas genom att 2 ml 5 M NaOH, 10 pl pyridin och 50 pl etylklorofomat sätts till proverna. Den s k DBA-metoden har testats med av- seende på isocyanater i samband med sprutlackering medi två typiska biuret- och isocyanuratadukter, HDI, IPD, polymer-MDI, TDI och termiska nedbrytningsprodukter från PVR-plast. Höga reaktionshastigheter för reaktionen mel- lan isocyanaterna och DBA har observerats, och metoden är inte känslig med avseende på interfererande ämnen. Pà grund av att DBA är lätt att eliminera i samband med upparbetningen av provet, underlättas den efterföljande kromatografiska bestämningen, varigenom användning av höga halter av reagenset möjliggörs. Inför den kromato- grafiska bestämningen separeras den organiska fasen och indunstas till torrhet. Återstoden löses upp i 500 ul acetonitril, varefter lösningen injiceras i ett väteske- kromatografi(LC-masspektrometri(MC)system.

Andra använda metoder för isocyanatbestämning är behäftade med ett antal nackdelar. Bland annat kan t ex inte isocyanater som förekommer i både gasfas och i partikelfas i luftflödet bindas till reagenset på ett tillfredsställande sätt. Isocyanater som befinner sig på och/eller inuti partiklar, t ex damm, blir ej fullt tillgängliga vid analysen, utan kommer att polymeriseras till en typ av plastklump. Vidare är reagensets reaktion med isocyanater långsam och påverkas negativt av inter- ferenser från andra närvarande ämnen. Dessutom är den minimala provtagningsvolymen ca 0,5 l luft, och det med hjälp av en batteridriven luftpump erhållna luftflödet uppgår vanligtvis till ca 1 l/min. Vidare kräver konven- tionella provtagningsanordningar manuell tillsättning av lösningsmedel och reagens samt manuell isärtagning för överföring av reagensvätska och filter med bundna iso- cyanater till det slutliga analysprovröret. En annan nackdel är att en dylik provtagningsanordning kan mani- puleras för avsiktligt åstadkommande av falska resultat. . _.. lm..,........«...........~.........__................_..,......... 10 15 20 25 30 35 513 926 5 Sålunda föreligger det ett starkt behov av en för- bättrad anordning och ett förbättrat förfarande för prov- tagning med avseende på isocyanater, men även andra hälsovàdliga produkter, såsom aminoisocyanater, aminer, isotiocyanater och karboxylsyror, på ett snabbt, till- förlitligt, exakt och manipuleringssäkert sätt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning år att elimi- nera ovannämnda problem och åstadkomma en anordning och ett förfarande för förbättrad provtagning i ett luftflöde för analys av isocyanter, aminoisocyanter, aminer, iso- tiocyanater och karboxylsyror som förekommer i både gas- och partikelfas.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen med hjälp av en anordning respektive ett förfarande av inlednings- vis nämnt slag, vilka har de i de efterföljande patent- kraven 1 respektive 20 angivna särdragen. Föredragna ut- föringsformer av provtagningsanordningen respektive för- farandet framgår av de underordnade patentkraven.

I en aspekt hänför sig föreliggande uppfinning till en provtagningsanordning för analys av ämnen förekommande i både gas- och partikelfas i ett luftflöde.

I en annan aspekt hänför sig uppfinningen till ett förfarande för provtagning i ett luftflöde med hjälp av provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning.

I en ytterligare aspekt hänför sig föreliggande uppfinning till en kit innehållande en uppsättning av flera provtagningsanordningar innehållande olika reagens för provtagning av olika ämnen i ett luftflöde, vilket preciseras i kravet 17.

I ännu en aspekt hänför sig föreliggande uppfinning till ett förfarande för bindning av ett reagens till en yta, företrädesvis till en yta i en adsorptionsanordning 1 och en filteranordning 2 i provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning, vilket preciseras i kravet 18. 10 15 20 25 30 35 513 926 6 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I fig 1 visas schematiskt en föredragen provtag- ningsanordning enligt föreliggande uppfinning.

I fig 2 visas schematiskt en alternativ utförings- form av provtagningsanordningen enligt föreliggande upp- finning.

I fig 3 visas schematiskt en ytterligare alternativ utföringsform av provtagningsanordningen enligt förelig- gande uppfinning.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Föreliggande uppfinning är bland annat baserad på ett nytt förfarande för immobilisering av reagens i form av flyktiga primära och sekundära aminer på en yta.

Eftersom ett flertal sådana användbara reagens är flyk- tiga, år behovet stort av att kunna immobilisera eller stabilisera reagens på ytor, t ex i adsorptionsanord- ningar av olika slag, på ett sådant sätt att reagensets flyktighet reduceras medan dess reaktivitet bibehålls.

Detta problem har av föreliggande uppfinnare lösts genom att först blanda reagenset ifråga med en karboxylsyra.

Karboxylfunktionen i blandningen åstadkommer då stabili- tet för reagenset. Den primära eller sekundära aminen föreligger i överskott i förhållande till karboxylsyran.

Därefter bringas denna blandning i kontakt med den yta på vilken reagenset är avsett att vara immobiliserat eller belagt, t ex på insidan av rör eller på partiklar eller kulor av olika slag. Blandningen adsorberas delvis på grund av ytspänningen fysikaliskt på ytan såsom en be- läggning, och det annars flyktiga reagenset hålls på plats och kan utöva sin aktivitet. Vilka karboxylsyror som helst kan användas för att bidra med karboxylsyra- funktionen, t ex både envärda och flervärda, mättade och omättade, men vid en föredragen utföringsform används myrsyra (HCOOH), ättiksyra (CH3COOH) eller propionsyra (C2H5COOH). Kombinationer av en eller flera olika kar- boxylsyror är också användbara. 10 15 20 25 30 35 513 926 7 Den primära eller sekundära aminen som utgör reagens kan vara vilken som helst som i fri form är flyktig och som har en molekylvikt understigande 300. Di-n-butyl- amin(DBA) är särskilt föredragen vid analys av isocyana- ter och aminoisocyanater. Andra exempel på användbara aminer är andra dialkylaminer som uppfyller ovannämnda krav på molekylvikt.

Det här angivna uttrycket "primär eller sekundär amin" omfattar även en amin som utöver amingruppen kan innehålla en eller flera andra funktionella grupper som kan underlätta immobiliseringen och/eller adsorptionen av och reaktionen med provämnet. Exempel pä sådana aminer är alkanolaminer, t ex etanolamin.

De ämnen för vilka provtagning skall äga rum med hjälp av förfarandet och provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning är först och främst isocyanater, aminoisocyanater och aminer, men även isotiocyanater och karboxylsyror kan komma ifråga. Såsom angetts ovan före- kommer ofta dessa ämnen i både gas- och partikelfas, vilket tidigare har försvårat genomförandet av en till- förlitlig analys. Vidare är många av dessa föreningar flyktiga och så reaktiva att de inte kan underkastas provtagning utan att kemiskt förändras.

Provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfin- ning inbegriper en adsorptionsanordning 1 som vid en föredragen utföringsform, såsom visas i Fig 1, är väsentligen längsträckt, helst rörformig eller ihàligt cylindrisk, med ett förhållande mellan längd och inner- diameter av mer än 5, företrädesvis ca 10. Ett sådant adsorptionsrör, även benämnt "denuder", kan ha en längd av 1 cm till 1 m och en innerdiameter av 0,1 mm till 1 cm. Adsorptionsanordningen 1 kan vara tillverkad av plast eller något annat material med låg vikt. Vid den före- dragna utföringsformen med en rörformig adsorptions- anordning 1 är reagenset belagt eller immobiliserat på rörets innerväggar i blandning med karboxylsyra. 10 15 20 25 30 35 513 926 8 Vid användning av provtagningsanordningen bringas provluft innehållande ämnet som skall analyseras att pas- sera genom adsorptionsanordningen 1, varvid merparten av ämnet i gasfas först adsorberas pà och därefter reagerar med det på rörväggarnas insidor immobiliserade reagenset.

Den andel av ämnet som är bundet pà och eller i partiklar passerar dock genom adsorptionsanordningen 1 tillsammans med en liten mängd av ämnet i gasfas som inte adsorbe- rats.

Vid en annan utföringsform kan adsorptionsanord- ningen 1 utgöras av en bädd eller skiva av packade partiklar, t ex av glas, kiseldioxid eller plast, till vilka reagenset immobiliserats sàsom beskrivits ovan.

Dimensionerna för denna bädd är inte kritisk, men den är företrädesvis utformad som en platt cylinder.

Provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfin- ning inbegriper även en filteranordning 2, som inte är kritisk vad beträffar dimensionerna, men som företrädes- vis är utformad som en huvudsakligen platt cylinder med en innerdiameter som är större än eller lika med den för adsorptionsanordningen 1. Filteranordningen kan vara av vilken typ som helst som åstadkommer separation av par- tikelfas och gasfas i flödet, och utgörs t ex av ett glas- eller plastmaterial med en pordiameter av ca 0,1-20 um, företrädesvis 0,3-0,5 pm, och helst ca 0,4 um. Fil- teranordningen 2 är impregnerad med immobiliserat reagens pà samma sätt som adsorptionsanordningen 1. Ämnen som föreligger i fast fas, dvs pà eller i partiklar, i det passerande luftflödet löses upp fràn partiklarna i fil- teranordningen 2 och reagerar där med immobiliserat reagens. I fallet med DBA som reagens för reaktion med och inbindning av isocyanater, aminoisocyanater och aminer sker bindningsreaktionen omedelbart och pâverkas inte av interfererande ämnen i provet.

Provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfin- ning inbegriper även en pump- eller suganordning 3 som kan vara av vilken typ som helst som åstadkommer erfor- 10 15 20 25 30 35 513 926 9 derlig passage av luftflödet genom provtagningsanord- ningen, men âr företrädesvis en suganordning i form av ett vakuumrör eller en deplacementspump, säsom en slang- pump, membranpump, sprutpump eller pump av kugghjulstyp.

Denna är vid den föredragna utföringsformen företrädesvis arrangerad i nedre änden av provtagningsanordningen, dvs efter filteranordningens 2 ände för utlopp av luftflöde.

Dessutom bör pump- eller suganordningen 3 inte vara inte- grerad i provtagningsanordningen, utan bör kunna utnytt- jas mer än en gäng i fallet med en provtagningsanordning av engàngstyp. Vidare bör den vara försedd med en mätan- ordning för fastställande av önskvärd mängd luft som skall sugas genom. Denna mängd luft styrs av det tillåtna gränsvärdet för ämnet ifråga. Pump- eller suganordningen 3 kan dessutom vara anpassad så att passagen av luftflöde styrs pà ett sådant sätt att ett konstant luftflöde upp- näs under prov-tagningstiden.

Såsom visas i fig 1 är vid en föredragen utförings- form av provtagningsanordningen enligt föreliggande upp- finning adsorptionsanordningen 1, filteranordningen 2 och pump- eller suganordningen 3 arrangerade pà sä sätt att filteranordningen 2 är anordnad mellan adsorbentanord- ningen 1 och pump- eller suganordningen 3. Vidare är adsorptionsanordningen 1 vid denna föredragna utförings- form ett cylindriskt adsorbentrör (denuder) med reagens immobiliserat eller belagt pä rörets innerväggar. Vid drift passerar luft in genom ett inlopp 6 för luftflöde, genom adsorbentröret 1 och därefter genom filteranord- ningen 2 innan luftflödet strömmar ut genom ett utlopp 7 för luftflöde i anslutning till filteranordningens 2 nedre ände. Vid den mest föredragna utföringsformen sugs ett luftflöde innehållande isocyanater, aminoisocyanater, isotiocyanater, aminer och/eller karboxylsyror genom provtagningsanordningen, vars adsorbentrör 1 och filter- anordning 2 är impregnerade med di-n-butylamin (DBA).

Huvuddelen av dessa ämnen i gasfas adsorberas i och reagerar med reagenset i adsorptionsröret l, medan huvud- 10 15 20 25 513 926 10 delen av dessa ämnen i partikelfas adsorberas i och rea- gerar med reagenset i filteranordningen 2.

Vad gäller aminer i luftflödet sker däremot ingen reaktion med reagenset, utan aminerna bildar jonpar med karboxylsyrorna i beläggningen bestående av blandningen av reagens och karboxylsyror, varigenom ett salt bildas.

I fig 2 visas en alternativ utföringsform av prov- tagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning. Enda skillnaden gentemot provtagningsanordningen i fig 1 är att adsorptionsanordningen 1 och filteranordningen 2 har inverterats, vilket innebär att vid genomsugning av ett luftflöde adsorberas först huvuddelen av ämnet i parti- kelfas, varefter huvuddelen av ämnena i gasfas adsor- beras.

Provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfin- ning inbegriper dessutom en reagensbehàllare 4. Reagens- behàllaren 4 innehåller samma reagens som är immobilise- rat i blandning med karboxylsyra i adsorbentanordningen 1 och filteranordningen 2. I reagensbehàllaren 4 saknas dock karboxylsyra, och reagenset kan vara mer eller mindre löst i ett organiskt lösningsmedel, t ex toluen eller acetonitril, dock ej i alkohol. Reagensbehàllaren 4 är inte kritisk vad beträffar utformningen, men är före- trädesvis rörformig och anordnad parallellt med adsorp- tionsröret l. Alternativt kan reagensbehållaren 4 vara koncentriskt anordnad i förhållande till adsorptionsröret 1 och sålunda omsluta detta. Vidare kan reagensbehàllaren 4 alternativt vara ansluten till filteranordningen 2. Vid den föredragna utföringsformen är emellertid reagensbe- hàllaren 4 ansluten till den rörformiga adsorbentanord- ningen 1. När ett önskat luftflöde passerat genom prov- tagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning, stängs inloppet 6 för luftflöde och utloppet 7 för luft- flöde med hjälp av lämpliga konventionella tillslutnings- anordningar. Pà så sätt àstadkoms ett slutet system, i vilket emellertid en liten mängd ej adsorberat ämne i både gasfas och partikelfas vanligtvis finns kvar. För 10 15 20 25 30 35 513 926 ll möjliggörande av en fullständig och exakt analys av ämnet som skall analyseras, t ex isocyanater, släpps reagenset från reagensbehàllaren 4 in i detta slutna system och reagerar med ovannämnda ej reagerade ämne. Företrädesvis sker detta i hög grad automatiskt när provtagningsanord- ningen tillslutits, men kan även ske manuellt med hjälp av ett utanpå provtagningsanordningen anordnat reglage. Överföringen av reagens kan t ex ske automatiskt i det moment då provtagningsanordningen efter provtagningen tas loss från sitt läge, t ex någon form av infästning. Mång- den reagens i reagensbehàllaren 4 är naturligtvis i över- skott i förhållande till den beräknade mängden av ej rea- gerat ämne i ovannämnda slutna system.

Reagensbehållaren 4 kan vara integrerad i provtag- ningsanordningen eller vara löstagbart anordnad. En om- kopplingsanordning 5 belägen mellan reagensbehàllaren 4 och adsorptionsanordningen l eller filteranordningen 2 kan utgöras av vilken konventionell öppnings- och stäng- ningsbar ventil som helst som ombesörjer överföring av reagens till adsorptionsanordningen l och filteranord- ningen 2.

Såsom nämnts ovan kan den del av provtagningsanord- ningen som inbegriper adsorptionsanordningen 1 och fil- teranordningen 2 vara tillverkad i ett enda stycke. På så sätt tillhandahålls en lätthanterlig, spillsäker och svårmanipulerbar provtagningsanordning för exakt mätning av mängden av ett särskilt ämne i ett luftflöde. Provtag- ningsanordningen kan dessutom med lätthet förvaras i fickan, och kan på ett enkelt och i såkerhetssynpunkt fördelaktigt sätt skickas vidare för slutlig analys, t ex med hjälp av vätskekromatografi och masspektrometri.

I det fall då provtagningsanordningen för provning skall förvaras så läng tid att det i adsorptionsanord- ningen 1 och filteranordningen 2 immobiliserade reagen- sets stabilitet äventyras, kan immobiliseringen i stället ske nära inpå provtagningen genom att blandningen av reagens och karboxylsyra sätts till anordningarna 1 och 10 l5 20 25 30 513 926 12 2, dock så pass långt i förväg att fullständig beläggning och immobilisering hinner äga rum. Denna så kallade aktivering av provtagningsanordningen kan ingå som ett valfritt steg vid provtagningsförfarandet, framför allt när instabila reagens utnyttjas, t ex för mätning av aldehyder. Blandningen kan före aktiveringssteget förvaras i en särskild behållare ansluten till provtagningsanordningen, och tillsättningen kan ske via en omkopplingsanordning, t ex en ventil, som kan styras manuellt eller mer eller mindre automatiskt.

Vid förfarandet för provtagning enligt föreliggande uppfinning placeras eller hålls provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfinning, vilken provtagningsanord- ning framställts enligt det ovan beskrivna förfarandet för immobilisering av reagenset, på det ställe där prov- tagning av luftflödet skall äga rum för analys av det specifika ämnet ifråga. Pump- eller suganordningen 3 ställs in på ett önskat flöde beroende på det tillåtna gränsvärdet för ämnet som skall analyseras.

Med hjälp av föreliggande uppfinning kan sålunda totalmängden av ämnet ifråga i luftflödet kvantitativt bestämmas pà ett tidigare ej möjligt sätt. Om så är önsk- värt, kan mängden av ämnet i gasfasen bestämmas separat, liksom mängden av ämnet i partikelfasen. Oftast är det emellertid av störst intresse att samtidigt bestämma totalmängden av ämnet i både gas- och partikelfasen, vilket uppnås med den föredragna utföringsformen av före- liggande uppfinning.

Provtagningsanordningen enligt föreliggande uppfin- ning kan även utnyttjas för direkt bestämning av ämnet i fråga, varvid t ex en färgindikator bringas i kontakt med det reagerade ämnet i eller i anslutning till provtag- ningsanordningen. 10 15 20 25 30 35 513 926 13 EXEMPEL Vid ett försök med en utföringsform av provtagnings- anordningen enligt föreliggande uppfinning utnyttjades en adsorptionsanordning (1) baserad på ett denuderrör, medan filteranordningen (2) utgjordes av ett glasfiberfilter av typ A/E (SKC, PA, USA) med en diameter av 13 mm, en tjocklek av 1 mm och en porstorlek av 0,3 pm. Denuder- röret och filtret hade i förväg impregnerats med 100 respektive 50 pl reagenslösning, som beretts genom att 0,5 ml ren di-n-butylamin (DBA) och 0,5 ml koncentrerad ättiksyra under omröring satts till 5 ml toluen. Efter tillsättning av denna reagenslösning till denuderröret respektive filtret fick lösningsmedlet avdunsta. Filtret i provtagningsanordningen är placerat i en filterhàllare av teflon (Millipore Swinnex 13, Milford, MA, USA).

En reagensbehállare innehållande ren DBA i toluen är ansluten till denuderröret i provtagningsanordningen via en konventionell ventil. Vid ett försök placerades kända mängder isocyanater, dvs 0,3 pg fenylisocyanat, 0,3 pg hexametylendiisocyanat och 0,4 ug toluendiisocyanat, i glasrör framför inloppet till provtagningsanordningen.

Luft sögs genom provtagningsanordningen med hjälp av en konventionell membranpump med ett flöde av ca 0,2 liter/min. Efter 2 min värmdes provtagningsanordningen med en varmluftspistol, och efter en total provtagnings- tid av 4 min avslutades försöket. DBA och toluen i reagensbehàllaren släpptes genom ventilen in i denuder- röret för reaktion med ej reagerade isocyanater i denu- derröret och filtret. Det till denuderröret och filtret satta toluenet löser upp reaktionsprodukten som bildas när isocyanaterna reagerat med DBA, varför denna reak- tionsprodukt helt och hållet befinner sig i lösning i provtagningsanordningen, dvs finns varken kvar immobi- liserat pà denuderrörets innerväggar eller pà filtrets yta. När så skett sätts en fastställd mängd intern standard i form av deuteriummärkta isocyanater till 10 15 20 513 926 14 provtagningsanordningen, vars inlopp och utlopp därefter försluts inför vidare transport för laboratorieanalys.

Inför laboratorieanalysen öppnades provtagningsan- ordningen, och den däri befintliga DBA-lösningen innehål- lande ovannämnda reaktionsprodukt överfördes till ett annat provrör. Därefter eliminerades toluenet genom in- dunstning, följt av tillsättning av 0,5 ml acetonitril.

Proverna var därefter färdiga för analys med vätske- (MS).

Separationen av de olika isocyanatreaktionsprodukterna kromatografi (LC) kopplad till masspektrometri ägde rum med hjälp av LC-teknik och MS-detektion.

Masspektrometern var kopplad i serie efter ett LC-system.

En kolonn av typ Hypersil C18 utnyttjades.

Isocyanaterna detekterades genom att.[M+lY-joner för DBA-derivaten övervakades. Ur förhållandena mellan ytorna för intern standard och prov erhölls kalibreringskurvor, fràn vilka mängden isocyanat i provet bestämdes. Detek- tionsgränserna är ca 0,2 pg per isocyanat och prov.

Vid det utförda försöket visade det sig att isocya- naterna uppsamlades i provtagningsanordningen i ett ut- byte av 100 : 10%.

Claims (20)

10 15 20 25 30 35 513 926 15 PATENTKRAV

1. Provtagningsanordning för analys av ett ämne som är valt från den grupp som består av isocyanater, amino- isocyanater, isotiocyanater, aminer och karboxylsyror och som förekommer i både gas- och i partikelfas i ett luft- flöde avsett att passera genom provtagningsanordningen, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inbegriper a) en adsorptionsanordning (1) för passage av luftflö- det och försedd med en beläggning av en blandning av ett reagens i form av primära eller sekundära aminer och en karboxylsyra för adsorption av och reaktion med ämnet i luftflödets gasfas, b) en filteranordning (2) försett med blandningen av reagens och karboxylsyra för för passage av luftflödet och adsorption av och reaktion med ämnet i luftflödets parti- kelfas, och c) en reagensbehållare (4) innehållande reagenset, varvid reagensbehållaren (4) är ansluten till ad- sorptionsanordningen (1) och/eller filteranordningen (2) via en omkopplingsanordning (5) för överföring av reagens till dessa och reaktion däri med ej reagerat ämne.

2. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att adsorptionsanordningen (1) är rörformig i luftflödesriktningen, varvid förhållandet mellan längd och innerdiameter är mer än S, företrädesvis Ca 10,

3. Provtagningsanordning enligt kravet 2, nte t e c k n a d därav, att adsorptionsanordningens (1) innerväggar är belagda med blandningen av reagens och k ä n - karboxylsyra.

4. Provtagningsanordning enligt något av de före- gående kraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att blandningen innehåller en eller flera olika karboxyl- syror, företrädesvis myrsyra, ättiksyra eller propion- syra, eller en kombination därav. 10 15 20 25 30 35 513 926 16

5. Provtagningsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att reagenset är di-n-butylamin (DBA).

6. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att de primära eller sekundära aminerna är flyktiga i obunden form och har en molekyl- vikt vardera av mindre än 300.

7. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att adsorptionsanordningen (1) har en övre ände med ett inlopp (6) för luftflöde och en nedre ände som är ansluten till en övre ände hos filter- anordningen (2) och varvid filteranordningen (2) har en nedre ände med ett utlopp (7) för luftflöde.

8. Provtagningsanordning enligt kravet 7, k ä n - n e t e c k n a d därav, att provtagningsanordningen är inverterad på så sätt att inloppet (6) för luftflöde är anordnat i filteranordningens (2) nedre ände och att ut- loppet (7) för luftflödet är anordnat i adsorptionsanord- ningens (1) övre ände.

9. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den är försedd med en pump- eller suganordning (3) för àstadkommande av passage av luftflödet genom adsorptionsanordningen (1) och filter- anordningen (2), och att den är ansluten till antingen adsorptionsanordningen (1) eller till filteranordningen (2).

10. Provtagningsanordning enligt kravet 9, k ä n - n e t e c k n a d därav, att pump- eller suganordningen (3) är ansluten till nedre änden av filteranordningen (2).

11. Provtagningsanordning enligt kravet 10, k ä n - n e t e c k n a d därav, att pump- eller suganordningen (3) är ett vakuumrör eller en deplacementspump, företrä- desvis en slangpump, membranpump, sprutpump eller pump av kugghjulstyp.

12. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att adsorptionsanordningen (1) 10 15 20 25 30 35 513 926 17 utgörs av en kropp packad med partiklar belagda med blandningen av reagens och karboxylsyra.

13. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att filteranordningen (2) är 'utformad som en väsentligen platt cylinder med en dia- meter som är större än eller lika med den för adsorp- tionsanordningen (1), att den inbegriper partiklar be- lagda med reagenset i blandning med karboxylsyra, och att den har en medelpordiameter av 0,1-20 pm, företrädesvis 0,2-2 pm, och helst 0,4 pm.

14. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att reagensbehàllaren (4) via omkopplingsanordningen (5) är ansluten till adsorptions- anordningen (1) eller filteranordningen (2) för automa- tisk överföring av reagens därtill efter avslutad prov- tagning och tillslutning av inloppet (6) respektive ut- loppet-(7) för luftflöde för reaktion med i provtagnings- anordningen kvarvarande, ej reagerat ämne.

15. Provtagningsanordning enligt kravet 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att reagensbehàllaren (3) är anordnad såsom ett koncentriskt rör kring adsorptions- anordningen (2).

16. Provtagningsanordning enligt kravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att adsorptionsanordningen 1 och filteranordningen 2 är inneslutna i ett enhetligt hölje med tillslutningsbart inlopp (6) respektive utlopp (7) för luftflödet.

17. Kit k ä n n e t e c k n a d därav, att den inbegriper flera provtagningsanordningar enligt något av de föregående kraven för provtagning med avseende pä flera av de olika ämnena samtidigt eller vid olika tid- punkter, varvid reagenset i respektive provtagnings- anordning är valt med avseende på det ämne det skall reagera med i luftflödet.

18. Förfarande för provtagning med avseende pà ett ämne, som är valt fràn den grupp som består av isocya- isotiocyanater, aminer och nater, aminoisocyanater, 10 15 20 25 30 513 926 18 karboxylsyror och som förekommer i både gas- och parti- kelfas i ett luftflöde, med hjälp av en provtagnings- anordning enligt nàgot av kraven 1-17, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det inbegriper stegen att bringa luftflödet att passera genom adsorptions- anordningen (l) och filteranordningen (2) med hjälp av pump- eller suganordningen (3) för adsorption och reak- tion däri av ämnet i bàde gasfas och partikelfas, att tillsluta provtagningsanordningens inl0PP (6) och utlopp (7) efter passage av en bestämd volym luft, varvid omkopplingsanordningen (5) till reagensbehàllaren (4) med automatik ombesörjer för överföring av reagenset däri till adsorptionsanordningen (1) och filteranord- ningen (2) för reaktion däri med kvarvarande, ej reagerat och att slutligen underkasta provtagningsanordningen kvali- ämne, tativ-och/eller kvantitativ analys, varvid eventuellt ett vid förfarandet inledande aktiveringssteg utförs, vid vilket blandningen av reagen- set och karboxylsyran sätts till adsorptionsanordningen (1) och filteranordningen (2) nära inpà provtagningens början.

19. Förfarande enligt kravet 15, k ä n n e - t e c k n a t därav, att isocyanater, aminoisocyanater, isotiocyanater, aminer och karboxylsyror adsorberas av och reagerar med di-n-butylamin i provtagningsanord- ningen.

20. Förfarande enligt kravet 16, t e c k n a t därav, att ett luftflöde av 0,001-1 l/min, företrädesvis 10-100 ml/min, bringas att passera genom k ä n n e - provtagningsanordningen.