การวิเคราะห์โพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอนโดย TG-MS ーการวัดช่วง m/z สูงโดยใช้ระบบ TG-TOFMSー [แอปพลิเคชัน GC-TOFMS]

MStips ฉบับที่ 249

บทนำ

Thermogravimetry (TG) เป็นเทคนิคการวิเคราะห์เชิงความร้อนที่วัดการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัวอย่างในระหว่างการให้ความร้อนกับตัวอย่างและให้คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของตัวอย่าง การรวม TG กับแมสสเปกโตรมิเตอร์ (MS) ทำให้สามารถทำการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของสารประกอบอินทรีย์ที่พัฒนาขึ้นเมื่อน้ำหนักตัวอย่างเปลี่ยนไป โดยทั่วไปแล้ว MS quadrupole สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปจะใช้สำหรับการวิเคราะห์ประเภทนี้ อย่างไรก็ตามเนื่องจากวัดได้ ม./ซ ขีดจำกัดของช่วงของ quadrupole MS อยู่ที่ประมาณ ม./ซ เครื่องตรวจจับนี้มีความสามารถจำกัดสำหรับการวิเคราะห์โพลีเมอร์สังเคราะห์และสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง 1,000 เครื่อง อีกทางหนึ่ง สามารถใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์ตามเวลาของเที่ยวบิน (TOFMS) ร่วมกับ TG เพื่อให้วัดได้กว้างขึ้น ม./ซ ช่วง (มากกว่า ม./ซ 6000). ในงานนี้ เราวัดฟลูออโรคาร์บอนโพลีเมอร์โดยใช้ระบบ TG-TOFMS

สภาพการวัด

รูปที่ 1 ระบบ TG-TOFMS

โพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอนได้รับการวิเคราะห์โดยใช้ JMS-T200GC "AccuTOF™ GC" (JEOL Ltd.) แก๊สโครมาโตกราฟี / แมสสเปกโตรมิเตอร์ time-of-flight ความละเอียดสูงที่ติดตั้งระบบ STA2500 TG (NETZSCH Co., Ltd.) เป็น แสดงในรูปที่ 1 เงื่อนไขการวัดแสดงในตารางที่ 1 GC ถูกใช้เป็นเตาอบเทอร์โมสแตติกที่มีอุณหภูมิคงที่ 350 °C พร้อมหลอดเส้นเลือดฝอยเปล่า (ID 3 ม. X 0.25 มม.)

ตารางที่ 1 เงื่อนไขการวัด
[ เงื่อนไข TG-TOFMS ]

System	JMS-T200GC (จอล), STA2500Regulus (NETZSCH)
อุณหภูมิเตา	50°C→10°C/นาที→ 650°C
โอนสายอุณหภูมิ	400 ° C
การไหลของก๊าซบรรยากาศ	เขา 100mL/นาที (ระบบแยกเปิด)
โหมดไอออไนซ์	EI+: 70eV, 300μA
ม./ซ พิสัย	ม./ซ 35-3,200

ผล

ผลการวัด TG-TOFMS สำหรับฟลูออโรคาร์บอนโพลีเมอร์ 5 มก. แสดงไว้ในรูปที่ 2 กราฟ TG แสดงให้เห็นว่าการลดน้ำหนักเริ่มต้นที่ประมาณ 500 °C และหยุดที่ 600 °C สเปกตรัมมวล EI ประมาณ 550 °C แสดงไว้ในรูปที่ 3 มีการสังเกตไอออนมวลสูงจำนวนหนึ่งที่มีหน่วยซ้ำจำเพาะ ม./ซ 2,500 ที่บ่งบอกถึงการสลายตัวด้วยความร้อนของโพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอน

พื้นที่ ม./ซ 1,531; 1,831; 2,031; โครมาโตกราฟี EIC 2,393 และ 2,543 แสดงไว้ในรูปที่ 2 ค่าสูงสุดสำหรับพีคโครมาโตกราฟี EIC แต่ละรายการสอดคล้องกับการลดน้ำหนักที่ระบุโดยกราฟ TG ข้อมูลนี้แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาการสลายตัวทางความร้อนสำหรับโพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอนเกิดขึ้นระหว่าง 500 °C ถึง 600 °C ตามที่ TOFMS ตรวจพบ

สเปกตรัมมวล EI ที่ขยายรอบ ม./ซ แสดง 1,600 ในส่วนล่างของรูปที่ 3 สังเกตไอออนที่หน่วยซ้ำของCF₂ (50 Da) และชุดย่อยอีกชุดหนึ่งซึ่งสอดคล้องกับผลต่างมวลของ F₂ (38 Da) ถูกสังเกตด้วยพีคของอนุกรมหลักเช่นกัน

กราฟ TG และโครมาโตแกรม EIC สำหรับไอออน m/z สูง

รูปที่ 2 เส้นโค้ง TG และโครมาโตแกรม EIC สำหรับค่าสูง ม./ซ ไอออน

รูปที่ 3 EI มวลสเปกตรัมที่ 550 °C

สรุป

ข้อมูล TG-TOFMS พบว่าค่าที่วัดได้ ม./ซ ช่วงที่มากกว่า 1000Da ซึ่งกว้างกว่า TG-QMS ทั่วไป และสามารถใช้สำหรับการวัดพอลิเมอร์สังเคราะห์ในบริเวณโอลิโกเมอร์