熱裂解|萊伯泰科

一次性塑料的產(chǎn)量迅速增長，塑料污染已經(jīng)成為一個(gè)緊迫的環(huán)境問題。生物降解塑料是通過生物體的作用而分解，是對塑料污染的一個(gè)很重要的解決辦法。EGA結(jié)合多步熱裂解可分析生物降解的聚合物。

熱裂解實(shí)驗(yàn)設(shè)置

將100μg聚合物標(biāo)準(zhǔn)品加入到裂解管，進(jìn)行逸出氣體分析EGA和熱裂解分析。使用此方法可對生物降解產(chǎn)品進(jìn)行單步熱裂解GCMS分析。

EGA

Pyroprobe裂解條件100℃升到800℃，升溫速率100℃/min  ；接口：300℃；傳輸線：300℃；閥箱：300℃

GCMS   色譜柱：空石英柱 1m*0.1mm  ；載氣：氦氣  1.25mL/min ； 80:1分流；進(jìn)樣口：360℃；柱溫箱： 300℃，保持15min ；離子源：230℃；scan35-600amu

熱裂解

裂解條件 500℃ 30s   ；接口：300℃；傳輸線：300℃；閥箱：300℃

GCMS   色譜柱：5%苯基 30m*0.25mm  ；載氣：氦氣  1.25mL/min；  50:1分流；進(jìn)樣口：360℃；柱溫箱： 40℃，保持2min,8℃/min升到300℃，保持15min   ；離子源：230℃；scan35-600amu

熱裂解結(jié)果與討論

對聚丙交酯進(jìn)行逸出氣體分析EGA，分解從300℃開始，400℃出現(xiàn)峰，500℃*分解（圖1），因此500℃可作為熱裂解GCMS的溫度參數(shù)，將（圖2）熱裂解溫度調(diào)到500℃時(shí)，乙醛和環(huán)狀丙交酯二聚體異構(gòu)體是最主要的峰，其次是寡聚體。

圖1. 聚丙交酯EGA 分析

表2. 聚丙交酯 500℃熱裂解

為了驗(yàn)證對生物降解樣品的定量分析能力，聚丙交酯標(biāo)準(zhǔn)溶解于丁酮中，配置濃度為9μg/μL，將2μL加入到裂解管中，利用DISC模塊進(jìn)行分析。這些樣品在500℃熱裂解，利用m/z56離子的峰面積進(jìn)行重現(xiàn)性計(jì)算，結(jié)果為RSD1.9% （表1）。

表1 丙交酯的500℃熱裂解圖中Lactide m/z56的重現(xiàn)性結(jié)果

在EGA和重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)后，考察市場的標(biāo)記生物降解塑料的消費(fèi)品。圖3 為果汁瓶和果汁瓶標(biāo)簽的熱裂解圖譜，兩者都含有丙交酯的大峰，表明此聚合物存在。標(biāo)簽圖譜含有2-牛蛇酮，通過與其他標(biāo)準(zhǔn)品對比，確定這是來自另一個(gè)生物降解的聚己內(nèi)酯（圖4）。

圖3. 果汁瓶和標(biāo)簽的熱裂解

圖4. 標(biāo)簽9（上）和聚己內(nèi)酯（下）

具有生物降解包裝的流行品牌的零食，包裝由三層組成。圖5顯示最內(nèi)層材料的熱裂解，具有聚酰胺標(biāo)準(zhǔn)品的丙交酯二聚體異構(gòu)體，并且在聚合物譜圖中檢索也匹配為聚丙交酯（圖6）。

圖5. 零食包裝內(nèi)層的譜圖

圖6. 聚合物譜庫的檢索結(jié)果

結(jié)論

CDS Pyroprobe可進(jìn)行高重現(xiàn)性的裂解分析，可用于檢測未知塑料（包括生物降解塑料）的結(jié)構(gòu)。

產(chǎn)品推薦

　　CDS 6150 全自動熱裂解儀：

　　CDS 6150 全自動熱裂解儀具有高的溫度、快速的升溫降溫速率以及便捷的操作等性能優(yōu)勢。

　　裂解溫度: 室溫 ～ 1300°C，增量1℃，溫度精度: ± 0.1 °C

　　降溫速率：溫度從650℃降至50℃以下時(shí)間僅需18秒，還不需冷卻氣體

　　觸屏控制操作：主機(jī)自帶觸摸屏，具有一鍵啟動功能，方便客戶操作和觀察設(shè)備運(yùn)行情況

　　溫度控制：加熱測量一體的鉑金電阻加熱系統(tǒng)，溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測

　　數(shù)據(jù)重現(xiàn) ：RSD≤1.5% （聚苯乙烯），重現(xiàn)性好

　　樣品管重復(fù)利用：石英裂解管可一直重復(fù)使用，清洗方便，還可以觀察樣品的位置和形態(tài)變化

　　程序升溫：可對同一樣品實(shí)現(xiàn)程序升溫裂解，每一個(gè)程序可以設(shè)10個(gè)步驟；裂解中每步都可啟動GC啟動信號從而得到獨(dú)立的色譜圖，裂解時(shí)間和裂解溫度程序化控制

　　GC連接方便：高溫傳輸線直接連接進(jìn)樣口，加熱溫度可高達(dá) 350°C ，不影響其它進(jìn)樣口同時(shí)使用，而且拆卸方便

　　自動進(jìn)樣器：48位全自動進(jìn)樣器（可選件）

　　CDS 6200 全自動熱裂解儀：

　　CDS 6200 全自動熱裂解儀具有高的溫度、快速的升溫降溫速率以及便捷的操作等性能優(yōu)勢。

　　裂解溫度: 室溫 ～ 1300°C，增量1℃，溫度精度: ± 0.1 °

　　降溫速率：溫度從650℃降至50℃以下時(shí)間僅需18秒，還不需冷卻氣體

　　觸屏控制操作：主機(jī)自帶觸摸屏，具有一鍵啟動功能，方便客戶操作和觀察設(shè)備運(yùn)行情況

　　溫度控制：加熱測量一體的白金電阻加熱系統(tǒng)，溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測

　　數(shù)據(jù)重現(xiàn) ：RSD≤1.5% （聚苯乙烯），重現(xiàn)性好

　　樣品管重復(fù)利用：石英裂解管可一直重復(fù)使用，清洗方便，還可以觀察樣品的位置和形態(tài)變化

　　程序升溫：可對同一樣品實(shí)現(xiàn)程序升溫裂解，每一個(gè)程序可以設(shè)10個(gè)步驟

　　GC連接：高溫傳輸線直接連接進(jìn)樣口，加熱溫度可高達(dá) 350°C ，不影響其它進(jìn)樣口同時(shí)使用，而且拆卸方便

　　反應(yīng)氣切換功能：可根據(jù)樣品實(shí)驗(yàn)需求切換不同氣氛，比如由氦氣切換為空氣，可模擬有氧燃燒實(shí)驗(yàn)

　　兼容多模式：支持捕集和無捕集兩種模式，即可直接裂解進(jìn)入分析儀器，裂解后可通過捕集阱捕集后再導(dǎo)入分析儀器。模式之間轉(zhuǎn)換通過軟件一鍵操作即可。支持載氣切換及反應(yīng)氣模式

　　自動進(jìn)樣器：48位全自動進(jìn)樣器（可選件）

　　更多可選功能：熱解析功能，動態(tài)頂空功能，電子質(zhì)量控制，譜圖庫