Análisis de PBDEs en polímeros

Análisis de éteres difenílicos polibromados (PBDEs) en productos electrónicos.
Gavilán G. Irma, Gavilán G. Arturo, Santos S. Elvira, Beristain M. Erik
Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Química.
México D.F. C.P. 04510

Resumen
La determinación de los retardantes de llama bromados en equipos eléctricos y electrónicos (EE) se logró mediante la extracción
asistida porultrasonido (UAE) y cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (CG/EM) empleando tolueno, acetato de
etilo y metanol con isopropanol (1:1 v/v) como disolventes de extracción. Éteres difenílicos polibromados (PBDEs), fueron
caracterizados y cuantificados con buena linealidad (0.987-0.999) y repetibilidad (RSD, 0.7-2.8%). Tolueno es el mejor disolvente de
extracción de PBDEs en lasmuestras analizadas. Los extractos fueron limpiados empleando una micro columna de silica gel después
de la extracción. El método fue aplicado a la determinación de PBDEs (BDE-47, BDE-99, BDE-100, BDE-153, BDE-209) en
muestras plásticas de la carcasa de una computadora portátil. Diferentes contenidos de PBDEs fueron encontrados en las muestras
analizadas y el contenido total varió entre 4.08 µg g-1a 23.98 µg g-1. La metodología propuesta ha demostrado ser una alternativa
ecológica y cómoda, que sólo consume 10 ml de disolvente de extracción y calentamiento durante 60 minutos a 65 °C.
Palabras clave: PBDEs, retardantes de flama, extracción asistida con ultrasonido, cromatografía de gases, espectrometría de masas.

Introducción
Los éteres difenílicos polibromados (PBDEs) son un grupo decompuestos empleados como aditivos en una gran diversidad
de materiales para disminuir el riesgo de su posible ignición.
En la figura 1 se observa la estructura general de los PBDEs,
son un total de 209 isómeros diferentes, debido a la
combinación entre la cantidad de bromos y su posición en la
molécula. La IUPAC ha asignado un número a cada
compuesto
(BDE-1
a
BDE-209)
y
los
llamóconvencionalmente congéneres y los ha organizado en 10
grupos homólogos (mono bromados a deca bromado). Tres
mezclas comerciales de PBDEs se aplican como retardantes de
flama, Penta-BDE (45% tetraBDEs, 45% pentaBDE, 10% de
otro isómeros), Octa-BDE (45% hepta BDE, 33% octaBDE,
12% hexaBDE, 10% nonaBDE) y Deca-BDE (98% DecaBDE y 2% de otros isómeros).

Figura 1. Estructura general de PBDEs. [1]Los retardantes de flama tienden a ser volátiles y pueden
desprenderse del material y la propiedad ignífuga se va
perdiendo gradualmente, propiciando además la entrada de
estas sustancias en el ambiente; esto es esencialmente
importante en el caso de equipo eléctrico y electrónico que con
el empleo cotidiano se calientan y pueden favorecer la
liberación de los retardantes de flama en elambiente. Con la

aplicación de calor los ignífugos tienden a descomponerse
antes que la matriz polimérica y previenen la formación de
gases o sustancias inflamables. Los compuestos de tipo
polibromados como los éteres difenílicos polibromados
(PBDEs), actúan a través de interferencia química, es decir
interactúan con los radicales que propagan la combustión antes
que lo hagan con elpolímero, de esta manera consumen la
energía de activación que se requiere para que el polímero se
queme. Esta estabilidad térmica que tienen los PBDEs es el
principal factor que contribuye a su función como retardante
de flama, pues los altamente energéticos radicales H+ y OHque son liberados en una combustión son atacados por los
átomos de bromo de los PBDEs y evitan la combustión del
polímero.La preparación de PBDEs se realiza mediante la bromación
(con Br2) catalítica de difenil éter. Algunos autores reportan la
síntesis de estos compuestos en laboratorio, por el
acoplamiento de fenol con bromobenceno. Después del
acoplamiento el compuesto es bromado por medio de reflujo
con tribromuro de aluminio o tribromuro de hierro III a través
de una reacción típica de Friedel-Kraft....