熱裂解-氣相色譜質譜聯用儀（PY-GC-MS）在聚合物分析中的應用

熱裂解儀與氣相色譜質譜儀（PY-GC-MS）聯用，在石油化工、有機化學、生物醫藥、高分子化學、地質勘探、環境保護等領域都得到有效的應用。其主要的工作原理為：有機化合物在嚴格控制的環境中加熱，使之裂解成為可揮發的小分子，采用聯用的氣相色譜質譜儀分離和檢測這些裂解的小分子；由于有機化合物在一定條件下的裂解方式主要取決于分子結構，因此，可以根據其裂解產物的定性定量數據，推斷有機化合物的組成和結構。

天瑞儀器一直致力于為客戶提供更完善的解決方案，氣相色譜質譜聯用儀GC-MS 6800配套熱裂解儀可用于高分子材料的成分分析。

1.儀器簡介

GC-MS 6800是天瑞儀器精心打造的一款高性價比氣相色譜質譜聯用儀，具有*的自主知識產權，擁有多項技術，可廣泛應用于高分子材料、環境保護、電子電器、醫藥、石油化工、食品安全、紡織皮革等多行業中有害物質的檢測。

圖1.1  GC-MS 6800氣相色譜質譜聯用儀外觀圖

2. 實驗部分

以下列舉了兩種聚合物高分子通過萊伯泰科熱裂解儀CDS-4000與GC-MS 6800聯用，進行裂解分析過程展示，分別為聚乙烯（PE）的無規裂解和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的拉鏈解聚：

2.1  聚乙烯樣品測試條件

GC-MS 6800氣相色譜質譜聯用儀:

色譜柱：DB-5MS，30m×0.25mm×0.25μm

進樣口溫度：300℃

進樣方式：不分流進樣，進樣時間1min

程序升溫:初始溫度80℃，以15℃/min速率升至230℃，再以10℃/min速率升至300℃，保持8min

氣質接口溫度：300℃

離子源溫度：250℃

檢測器電壓：-1000V

質量范圍：35～500m/z

熱裂解條件:

進樣口接口升溫程序：初始溫度100℃ ，保持0.5min，以50 ℃/min升至 300℃，保持1.5min。

熱裂解探頭（熱解頭）升溫程序：初始溫度350℃ ，保持10s，以50 ℃/ｓ升至 750℃，保持10s。

清洗溫度：1000℃保持5s。

圖2.1  聚乙烯熱裂解TIC圖

圖2.2 聚乙烯熱裂解的三重峰

圖2.3  三重峰的質譜圖（圖2.2中8.6～8.9 min）經NIST2014庫確認

2.2聚甲基丙烯酸甲酯樣品測試條件

GC-MS 6800氣相色譜質譜聯用儀：

色譜柱：DB-5MS 30m×0.25mm×0.25um

進樣口溫度：300℃

進樣方式：分流進樣，分流比50:1

程序升溫:初始溫度40℃，以10℃/min速率升至300℃，保持3min

接口溫度：300℃

離子源溫度：250℃

檢測器電壓：-1000V

質量范圍：35～500m/z

熱裂解條件:

進樣口接口升溫程序：初始溫度100℃，保持0.5min，以50℃/min升至300℃，保持1.5min。

熱裂解探頭（熱解頭）升溫程序：初始溫度350℃，保持10s，以50℃/ｓ升至750℃，保持10s。

清洗溫度：1000℃保持5s。

圖2.4 聚甲基丙烯酸甲酯熱裂解TIC圖

圖2.5 裂解單體質譜圖

3. 小結

    氣相色譜質譜聯用儀GC-MS 6800配套萊伯泰科CDS-400熱裂解儀，用于檢測聚合物材料中裂解的小分子，從而可以準確推斷聚合物的成分和結構組成，并進行定性定量分析。