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- 技术原理 -
2019.Apr.30

利用热裂解气相层析质谱仪(PY-GCMS)分析不同聚丙烯(PP)添加剂


 

聚丙烯(Polypropylene; PP)是一种成本低、性能良好、应用广泛的五大泛用塑料材料,其密度小、易于加工、生产成本低等优势,使聚丙烯在包装材料、家用电器、消费性电子产品、医疗器材、汽车工业等相关产业得到了相当广泛的应用。 发展轻量化、强调耐用性与耐冲击性的聚丙烯是目前主要的发展方向。

对于塑料原料来说,添加剂是用于改善塑料产品的强度、安定性、耐化学性、耐候性等。 添加剂,可分作加工助剂(process additives)与功能添加剂(functional additives)等两种添加剂。 利用PY-GCMS热裂解气相层析质谱仪,在高温下将材料完全裂解气化或是相对低温的温度使部份物质热脱附气化,再以GCMS气相层析质谱仪得到物质信息。

添加剂的气化温度通常较聚合物低,故分析不同聚丙烯的添加剂差异,可以利用热脱附实验,在材料尚未裂解时,选择适当的温度使样品中的目标添加剂气化,进入GCMS气相层析质谱仪分析,再利用数据库进行比对。

实验结果图一为两种不同聚丙稀利用热脱附聚丙烯塑料粒的总离子层析图,将样品加热到250度后,脱附气化的物质包含气体、溶剂、添加剂及未键结的聚丙烯单体或小分子。比较样品A与样品B,样品B的含有较多种类的添加剂,差异的添加剂物质整理于表一。
 
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▲ 图一、不同聚丙稀颗粒于250度下热脱附出的添加剂

表一中Bis(tridecyl) phthalate塑化剂,又称作DTDP,属于高分子量的邻苯二甲酸酯的挥发性很低,耐久性佳对严酷热老化条件的耐受性极强,与其他邻苯二甲酸酯相比,迁移性低,耐萃取性高,且使用该塑化剂符合REACH标准,可以推估样品B较样品A的物理特性表现可能有所差异。
 
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▲ 表一、B样品不同于A样品的物质。
 
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▲ JMS-Q1500GC PY-GC/MS
JEOL日本电子Q1500GC热裂解气相层析质谱仪
 
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