マイクロプラスチック (MP) 識別のための熱分析 

熱分析は、さまざまな温度条件下での材料の特性とその挙動を研究するための不可欠なツールです。 マイクロプラスチック (Microplastics, MPs)に関して言えば、熱分析は、固体から液体または気体の状態に移行する際の熱特性に関する貴重な洞察を提供できます。 ポリマーの熱特性を分析するために一般的に使用される手法の 1 つは、示差走査熱量測定 (DSC) です。 ただし、DSC の適用範囲は限られており、他の手法と組み合わせて使用されることがよくあります。

熱重量分析-示差走査熱量測定 (TGA-DSC) は、ポリマーの固液相転移中の熱特性を研究することにより、マイクロプラスチックの純度を分析するために広く使用されている方法です。 この方法は操作が比較的簡単で、必要なサンプル量が少なく、分析精度が高いです。 TGA-DSC は、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) を使用してポリエチレンおよびポリプロピレン マイクロプラスチックの組成を決定するための補完的または代替的な方法としてよく使用されます。

熱重量分析 – フーリエ変換赤外分光法 (TGA-FTIR) は、TGA と FTIR を組み合わせてマイクロプラスチックの化学組成を特定する、より高度な技術です。 この方法では、サンプルを加熱して熱分解ガスを生成し、これらのガスを FTIR で分析して、マイクロプラスチックの化学組成を特定します。

ただし、熱分析には、一部の共重合体を特定したり、マイクロプラスチックの外観や形態などの物理的特性を特徴付けたりするのに限界があります。 したがって、マイクロプラスチックの特性を包括的に理解するために、他の手法と組み合わせて使用されることがよくあります。 (1)

さらに、マイクロプラスチックの熱挙動は、粒子のサイズ、形状、および表面特性によっても影響を受ける可能性があります。 例えば、小さい粒子は、表面積と体積の比率の違いにより、大きい粒子とは異なる熱特性を示す場合があり、熱伝達と熱安定性に影響を与える可能性があります。 同様に、表面コーティングや添加剤の存在は、マイクロプラスチックの熱的挙動や、環境中の他の物質との相互作用に影響を与える可能性があります。 したがって、熱分析を使用してマイクロプラスチックを研究する場合は、これらの要因が観察結果に及ぼす潜在的な影響を考慮し、補完的な分析技術を使用して粒子の識別と特徴付けを確認することが重要です。 (2)

参考文献:

1. (Zeik hang et al., “Analytical method for microplastics in the environment, a review”, Environmental Chemistry Letters (2023) 21:383–401)
2. Frigione, M.、Marini, G.、Pinna, M.、浜辺のごみに含まれるさまざまな廃棄マクロプラスチックを特定するための熱分析ベースのアプローチ: Aquatina di Frigole NATURA 2000 サイト (IT9150003、イタリア) のケーススタディ。 サステナビリティ 2021, 13, 3186. https://doi.org/10.3390/su13063186

投稿者: Moe Thazin Shwe、SOLEN リサーチ アソシエイト – IPC パネル メンバー
編集者: Hendra WINASTU、SOLEN プリンシパル アソシエイト – IPC パネル コーディネーター
日付: 2023 年 4 月 20 日
記事番号: SOLEN-IPC-0015