การวิเคราะห์ยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์โดยใช้ไพโรไลซิส-GCxGC-MS [การประยุกต์ใช้งาน GC-TOFMS]

MStips ฉบับที่ 273

บทนำ

　เมื่อเร็วๆ นี้ เราได้พัฒนาระบบแก๊สโครมาโตกราฟี/เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลสารตามเวลาความละเอียดสูง (GC/HR-TOFMS) แบบใหม่ ซึ่งอนุญาตให้ใช้เทคนิคไอออไนเซชันหลายแบบ ไม่เพียงแต่อิออนของอิเล็กตรอน (EI) แต่ยังรวมถึงฟิลด์ไอออไนเซชัน (FI) และโฟโตไอออไนเซชัน ( ป.).
FI เป็นเทคนิคไอออไนเซชันแบบอ่อนซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ไฮโดรคาร์บอน เนื่องจากสร้างไอออนโมเลกุลที่มีการกระจายตัวน้อยที่สุดสำหรับสารประกอบทั้งหมด รวมถึงไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว PI เป็นเทคนิคไอออไนเซชันแบบอ่อนที่ให้ข้อมูลความไวสูงและข้อมูลไอออนของโมเลกุลสำหรับสารประกอบที่มีพลังงานไอออไนเซชันต่ำกว่าพลังงานโฟตอนสูงสุดที่ใช้งานได้จริง (10.8 eV) ของหลอดดิวทีเรียมที่ใช้ในการออกแบบปัจจุบันของเรา
ในการศึกษานี้ ใช้ระบบไพโรไลซิส(Py)/GCxGC/HR-TOFMS เพื่อตรวจสอบผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสของยางเอทิลีน-โพรพิลีน-ไดอีน (EPDM)

ผลลัพธ์และการสนทนา

ในการประเมินศักยภาพของ Py/GCxGC เราเปรียบเทียบการแยกพีคของโครมาโตกราฟีระหว่าง 1DGC และ 2DGC ปกติ (รูปที่ 1) ที่วัดโดย EI ในข้อมูล 1DGC มีการสังเกตส่วนประกอบ co-elute จำนวนมากและยากที่จะระบุได้อย่างชัดเจน ในข้อมูล 2DGC สารประกอบเหล่านี้ถูกแยกด้วยขนาด GC ที่ 2 และเราสังเกตสารประกอบประมาณ 1,023 ชนิดในตัวอย่าง EPDM โดยใช้ฟังก์ชันการค้นหาสูงสุดอัตโนมัติสำหรับข้อมูล GCxGC/EI

ตารางที่ 1 เงื่อนไขการวัด

[สภาพไพโรไลซิส]
อุณหภูมิไพโรไลซิส	650 ° C
[เงื่อนไข GCxGC]
1^st คอลัมน์	BPX5(SGE), 30 ม. x 0.25 มม., 0.25 มม
2^nd คอลัมน์	BPX50(SGE, 2 ม. x 0.1 มม., 0.1um
อุณหภูมิเตาอบ	50°C (1 นาที) → [5°C/นาที] → 320°C (10 นาที)
อินเจ อุณหภูมิ	300 ° C
อินเจ โหมด.	โหมดแยก (100:1)
การไหลของคอลัมน์	1.8 mL / นาที
ช่วงมอดูเลต	5 วินาที
[เงื่อนไข MS]
แหล่งกำเนิดไอออน	แหล่งกำเนิดไอออนรวม EI/PI แหล่งกำเนิดไอออนรวม EI/FI
การทำให้เป็นละออง	EI+, 70 eV, 300 uA PI+,D₂ หลอดไฟ: 115-400 นาโนเมตร (10.8 eV@115 นาโนเมตร) FI+, -10 kV, 8mA/10 วินาที
ช่วงมวล	ม./ซ 35-650

รูปที่ 1 การเปรียบเทียบ 1DGC และ 2DGC TICCs

เราได้การแยกสารด้วยโครมาโตกราฟีที่ยอดเยี่ยม ไม่เพียงแต่วิธี EI แต่ยังรวมถึงวิธีไอออไนเซชันแบบอ่อน, PI และ FI (รูปที่ 2) เราระบุผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิสโดยใช้การค้นหาฐานข้อมูล NIST EI (รูปที่ 3)
ในทางกลับกัน มีส่วนประกอบที่ไม่รู้จักจำนวนมากซึ่งไม่สามารถระบุได้โดยใช้ฐานข้อมูล EI ที่มีปัจจัยการจับคู่ที่ต่ำกว่า ในกรณีนี้ เราประมาณสูตรทางเคมีเหล่านี้จากความถูกต้อง ม./ซ ค่าของไอออนโมเลกุลเหล่านี้ในแมสสเปกตรัม FI และ PI ตัวอย่างเช่น เราแสดงการวิเคราะห์มวลที่แม่นยำเกี่ยวกับสารประกอบ A เราได้ 6 ตัวเลือกสำหรับสูตรโมเลกุล ที่วัดได้ ม./ซ และรูปแบบไอโซโทปจะคล้ายกับ C มากที่สุด₂₃H₂₆N₂. ดังนั้นเราจึงสงสัยว่าสารประกอบนี้คือ Polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline ซึ่งใช้เป็น สารต้านอนุมูลอิสระยาง TMQ