Herstellung von Prüfgasen für schwerflüchtige Stoffe an einer dynamischen Prüfgasstrecke

Status:

abgeschlossen 09/2008

Zielsetzung:

Die Messung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Innenräumen ist eine häufige Aufgabenstellung im Messsystem der UV-Träger zur Gefährdungsermittlung - BGMG. Im Rahmen der Qualitätssicherung von Messverfahren und für die Durchführung von Ringversuchen müssen Prüfgase für VOC an der großen dynamischen Prüfgasstrecke erzeugt werden. Die Bandbreite der VOC reicht dabei von leichter flüchtigen Stoffen mit Siedepunkten von ca. 60 °C bis zu schwerer flüchtigen Stoffen mit Siedepunkten bis zu 250 °C. Prüfgase für leicht flüchtige Stoffe wurden bereits mit gutem Erfolg hergestellt. Mit den vorhandenen Verdampfern an der Prüfgasstrecke war es jedoch nicht möglich, VOC-haltige Prüfgase mit schwer flüchtigen Komponenten (Siedepunkte > 150 °C) herzustellen.
Daher sollten andere Techniken zur Herstellung von VOC-haltigen Prüfgasen mit schwer flüchtigen Komponenten erprobt werden, um in Zukunft Prüfgase auch für diese Komponenten erzeugen zu können.

Aktivitäten/Methoden:

Die Herstellung von Prüfgasen mithilfe der Kapillardiffusion wurde erprobt: Mit diesem Verfahren lassen sich auch schwer flüchtige Stoffe mit Siedepunkten um 250 °C verdampfen. Die für die Berechnung der Konzentration notwendigen Diffusionskoeffizienten sind für viele der infrage kommenden Komponenten unbekannt und mussten experimentell bestimmt werden. Mithilfe der Diffusionskoeffizienten kann die Verdampfungsrate der einzelnen Komponenten berechnet und ein reproduzierbares Prüfgas erzeugt werden, das im Rahmen von Ringversuchen und der Methodenentwicklung verwendbar ist.
In einem ersten Schritt sollten für Limonen und 2-(2-Butoxy-ethoxy)-ethanol die Diffusionskoeffizienten bestimmt werden, um die Eignung dieser Stoffe zur Prüfgaserzeugung festzustellen.
Bei einem positiven Ergebnis sollte die Methode auf weitere Stoffe angewendet werden.

Ergebnisse:

Im Rahmen des Projektes wurden die Verdampfungsraten folgender Gefahrstoffe bestimmt: Octamethylcyclotetrasiloxan, R(+)Limonen, Pentadecan, 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 2-(2-Butoxyethoxy)ethylacetat, 2-Butoxyethylacetat, 1,2,3-Trimethylbenzol.
Die Verdampfungsraten wurden für verschiedene Kapillardurchmesser und in einem Temperaturbereich von ca. 80 °C bis unter dem Siedepunkt der jeweiligen Substanz bestimmt. Durch geeignete Wahl der Temperatur und des Kapillardurchmessers lässt sich der gewünschte Konzentrationsbereich im Prüfgas realisieren.
Anhand der ermittelten Kenndaten ist eine Abschätzung zur Wahl günstiger Verdampfungsbedingungen für weitere Stoffe bei Kenntnis der physikalischen Daten (Siedepunkt, Diffusionskoeffizient) möglich, sodass in Zukunft die Stoffauswahl problemlos erweitert werden kann. Ab sofort ist es möglich, bei Ringversuchen für VOC Verbindungen mit einer Siedetemperatur >150 °C anzubieten.
Neben den Ringversuchen kann die Technik eingesetzt werden zur Methodenvalidierung und zur Qualitätssicherung für Messverfahren für VOC im Rahmen des Messsystems der UV-Träger zur Gefährdungsermittlung - BGMG.

Stand: