一个简单的聚合物识别方案基于Pyrolysis-GC /女士| PCI杂志

尽管Pyrolysis-GC用来确定聚合物几十年来,没有一个简单的方案可用于数据的解释。识别经常依靠专业知识、模式识别和质谱的使用特殊的库。问题是加剧了pyrolyzing所产生的一些化合物聚合物不太可能发现在其他分析,所以一般不包括质量规范库。

提出一个简单的编译方法分析数据的方式,允许识别的基于最显著和最典型的聚合物诊断干馏物化合物。许多聚合物单体的生产具有重要意义。最大的峰值聚苯乙烯热解色谱图,例如,仅仅是苯乙烯。然而,其他人产生很少或没有单体。保利(vinylidine氯),例如,生产三氯苯,信息如果不直观。

选择最重要的诊断甚至主峰涉及承认相对量的化合物可能取决于分析参数如温度,所以最诊断化合物可能(也可能不)是最丰富的。这里给出的方案包括命名一些最丰富的山峰,加上大多数化学重要的(理想情况下,独特的)识别、以及其他山峰,应该支持识别。数据被放置到一个电子表格,然后由聚合物名称、重要的产品,和最丰富的或支持的产品。

介绍

分析热解许可使用GC和GC / MS研究聚合物通过破坏大分子成小块使用热能。降低生产单体合成聚合物频繁。有时只有单体,以及有时更高的低聚物和单体可能只是一个小的产品。其他聚合物产生小分子,但任何单体。

聚(甲基丙烯酸丁酯)(图1)是聚合物的一个例子,直接将正交时单体,解压和热解色谱图本质上由单一单体峰。另一方面,聚丙烯确实使一些丙烯,但数以百计的其他化合物,用最丰富的是丙烯三聚物(dimethylheptene),洗提约为4.5分钟,如图2所示。

保利(氯乙烯)是正交时,氯原子沿着聚合物链中,形成盐酸,然后剩下的高分子芳香族化合物形式,所以没有单体(图3)。

共聚物的行为一样,经常产生一个峰值对于每个单体的共聚物,也经常让个人的热解色谱图中未见的新化合物均聚物。

实验

合成聚合物通常产生相同的热解产品在很大的温度范围内,但这些产品的相对量可能转变取决于热解温度。聚苯乙烯,例如,使苯乙烯单体、二聚体和三聚物在几乎任何热解温度,但相对更多的三聚物在较冷的温度。选择温度生产数据库必须认识到,在明显不同温度下的分析结果将不会相同,但仍应提供典型样本和有用的信息。

对于这个工作,样品在750°C正交石英管,持续15秒。

设备/条件
GC / MS:珀金埃尔默来说500
列:5%苯基甲基硅树脂/ 30 m x 0.25毫米
载体:他,50:1分裂
烤箱:40°C 2分钟;10°C /分钟到300°C

热解单元:cd分析Pyroprobe 5200
条件:750°C,持续15秒
接口:325°C
阀烤箱:325°C
转让行:325°C

讨论

决定尝试区分聚合物根据他们重要的热解产物。显著峰值的聚合物热解色谱图可以最大或最明显,峰值,只有聚合物生产(大)或一个小高峰,不具体,但总是与特定的聚合物。

最突出的峰
尽管许多聚合物产生复杂热解色谱图与许多山峰,都差不多大,经常有一个峰值,始终大于其他人。简单的热解色谱图,这可能是单体,但不是经常。最大的峰值可能是一个常见的化合物,这本身并不表明聚合物的身份(如苯、苯酚),但仍然提供了解释分析结果信息。因为实验条件,包括热解温度、探测器、扫描范围的质谱仪,柱性能和化合物极性也影响分析物的相对大小山峰,“最大峰”的名称应采取与一粒盐,和使用其他条件可能意味着,峰值不再是最大的一个。但是,它应该保持最大的当然还是存在。在一些聚合物,包括甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯,尼龙6,和许多聚烯烃(图4),最大峰值保持不变在一个广泛的分析条件。环氧如图5所示的双酚a峰是重要的,但也不是诊断因为聚碳酸酯生产双酚a。

诊断高峰
诊断峰的峰,无论富足,具体分析聚合物的直接指标。经常这是单体的聚合物,由于聚合物的单体是很少由pyrolyzing其他聚合物。诊断峰值也可以二聚体和三聚物,尤其是单体小分子,在少量,或可能被误认为是其他分子。对于一些聚合物,诊断峰值也最突出,特别是对于聚合物解压缩。聚(甲基丙烯酸甲酯),例如,将甲基丙烯酸甲酯单体,所以热解色谱图显示一个大的高峰,也是诊断。如图1所示,聚(甲基丙烯酸丁酯)以同样的方式表现。

一些聚合物产生的集合特征峰,但没有一个高峰,是诊断。例如,聚碳酸酯生产酚醛树脂和双酚a,单独在一起帮助确定聚合物,但并不是特定的标识符。

聚氨酯产生多个峰值,其中一个是二异氰酸酯,这是类别的诊断(图6)。对于许多聚烯烃,三聚体峰既是一个大峰和诊断。例如,许多材料可以生产丙烯,但不是很188金宝搏bet官网多人会产生dimethyheptene,丙烯三聚物的(图2)。也是一样的聚(1-butene),如图4所示。
多个诊断峰的存在表明共聚物。

聚丁二烯生成vinylcyclohexene、诊断的峰值和聚苯乙烯生产苯乙烯单体的大峰,所以苯乙烯/丁二烯共聚物(图7)将包含苯乙烯和vinylcyclohexene。使用各种单体的相对量将决定这山峰更突出,但所有的诊断峰应该存在。

第二,第三,也存在峰值
一些聚合物产生一个主峰,也可靠和便捷的一些较小的山峰,并可以帮助确认身份。最突出的峰,根据参数的不同,这些山峰可能并不总是第二和第三大,但他们应该始终存在。例如,纤维素塑料和许多糖类产生一些呋喃如称为二甲基呋喃,furancarboxaldehyde hydroxymethylfurancarboxaldehyde,这可能是相当小的高峰,但是如果没有识别可疑。图8显示了两个呋喃人造丝的热解色谱图。