Entwicklung einer vereinfachten Methode zur Bestimmung von VOC-Emissionen aus Werkstoffen und Bauteilen

Aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten und der langen Dauer von Prüfkammeruntersuchungen besteht ein Bedarf an einer standardisierten und verlässlichen Schnelltestmethode für VOC-Emissionen aus Werkstoffen und Bauteilen. Besonders bei der Produktentwicklung und Produktionskontrolle sind die bestehenden Prüfkammerverfahren (z. B. VDA 276, ISO 16000-9:2006) zur Prüfung der Emissionseigenschaften nur bedingt geeignet und nicht effizient genug. Sowohl die Thermoextraktion als auch ein modifiziertes Purge-and-Trap-Verfahren stellen zwei geeignete Methoden für ein Schnelltestverfahren dar, mit denen qualitativ vergleichbare Ergebnisse erzielt werden können. Werden geeignete Messbedingungen gewählt, sind sogar quantitative Übereinstimmungen möglich, bei gleichzeitig deutlich reduziertem Prüfaufwand. Mit der Headspace-Massenspektrometrie wird eine weitere Methode vorgestellt, die geeignet ist, ein schnelles Screening einer großen Probenanzahl in kurzer Zeit zu ermöglichen. Insbesondere bei Reihenuntersuchungen beispielsweise bei Verfahrens- und Werkstoffentwicklungen, wo oftmals ein Verzicht auf eine zeitaufwendige chromatographische Trennung möglich ist, können mit dieser Methode innerhalb kürzester Zeit Informationen zum Emissionsverhalten gewonnen werden. Dabei können qualitative Bewertungen anhand von Substanzklassen und quantitative Abschätzung des Emissionspotentials direkt aus den Massenspektren erfolgen. Finanzieller und personeller Prüfaufwand reduzieren sich damit deutlich. Anhand von ausgewählten Beispielen werden die Leistungsmöglichkeiten und Grenzen von Thermoextraktion, Purge-and-Trap und Headspace- Massenspektrometrie aufgezeigt.

As measurements carried out in emission test chambers are comparatively expensive and timeconsuming, a standardized, reliable and rapid test method is required for VOC emissions from materials and structural units. Particularly where product development and production monitoring are concerned, conventional test chamber procedures (for example VDA 276, ISO 16000-9:2006) used to test emission characteristics are only moderately suitable and not efficient enough. Thermal extraction and a modified purge-and-trap system are two suitable methods for rapid testing and provide qualitatively comparable results. Where suitable measurement conditions are selected even quantitative agreement can be achieved, while the cost and complexity of the test procedure is considerably reduced. Headspace mass spectrometry is another method suitable for rapid screening of a large sample within a short period of time. Especially as regards routine testing, for example in process and material development, where time-consuming Chromatographie separation is not usually necessary, this method can provide information about emission behaviour within a very short timeframe. Qualitative assessment on the basis of substance classes and quantitative estimates of the emission potential can be achieved directly from the mass spectra. Financial and personnel costs can be significantly reduced. The potential and limitations of thermal extraction, purge-and-trap and headspace mass spectrometry will be presented with reference to selected examples.