Применение пиролитической хромато-масс-спектрометрии в контроле качества строительных полимеров и композитов

Рассмотрены возможности метода пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии (Py–GC–MS) в идентификации и контроле качества полимеров и композитов на их основе, используемых в строительных материалах, в определении теплофизических характеристик высокомолекулярных соединений, их молекулярно-массового распределения, в установлении строения структурных звеньев гомо- и гетерополимеров, в идентификации присадок, используемых в полимерных материалах, в контроле качества и безопасности изделий из полимеров. Пиролитические ячейки, применяемые в Py–GC–MS, позволяют помещать взвешенный образец (как твердый, так и жидкий) в стальной тигель с кварцевым покрытием, который может нагреваться до 1050^оС. Современные комплексы Py–GC–MS работают в шести основных режимах: анализ в режиме программирования температуры пиролиза; одностадийный пиролиз; термодесорбция; двухстадийный и многоступенчатый анализ с хроматографическим разделением каждой термической зоны; реакционный пиролиз. Приведены примеры применения метода Py–GC–MS в контроле качества поливинилхлорида, композитных материалов на основе полиэтилена, древесно-композитных материалов, фторуглеродных эластомеров, композиций полимочевины и полиуретана, неорганических вяжущих.

О.Б. РУДАКОВ, д-р хим. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.М. ХОРОХОРДИН, начальник центра (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Я.О. РУДАКОВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.А. ХОРОХОРДИНА, канд. хим. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Воронежский государственный технический университет (394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84)

1. Алексеева К.В. Пиролитическая газовая хроматография. M.: Химия, 1985. 256 с.
2. Пыцкий И.С., Кузнецова Е.С., Буряк А.К. Масс-спектрометрия как современный метод анализа полимеров // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 1. С. 69–76. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3221
3. Tsuge Snin, Ohtani Hajime, Watanabe Chuichi. Pyrolysis-GC/MS Data Book of Synthetic Polymers. Pyrograms, Thermograms and MS of Pyrolyzates. Elsevier. 2011. 390 р.
4. Tae Uk Han, Young-Min Kim, Chuichi Watanabe, Norio Teramae, Young-Kwon Park, Seungdo Kim, Yunhee Lee. Analytical pyrolysis properties of waste medium-density fiberboard and particle board. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2015. Vol. 32. No. 12, pp. 345–352. DOI: 10.1016/j.jiec.2015.09.008
5. Перова А.Н., Бревнов П.Н, Усачев С.В. и др. Сравнительный анализ термических и физико-механических свойств композиций полиэтилена, содержащих микрокристаллическую и нанофибриллярную целлюлозу // Химическая физика. 2021. Т. 40. № 7. С. 49–57. DOI 10.31857/S0207401X21070074
6. Ваганов-Вилькинс А.А., Руднев В.С., Павлов А.Д., Суховерхов С.В. Состав композитных полимер-оксидных покрытий на алюминии по данным пиролитической хромато-масс-спектрометрии // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2018. Т. 54. № 3. С. 280–286. DOI: 10.7868/S0044185618030099
7. Hiltz J.A. Characterization of fluoroelastomers by various analytical techniques including pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry. Journal of analytical and applied pyrolysis. 2014 Vol. 109. No. 9, pp. 283–295. DOI: 10.1016/j.jaap.2013.06.008
8. Hiltz J.A. Analytical pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry (py-GC/MS) of poly(ether urethane)s, poly(ether urea)s and poly(ether urethane-urea)s. Journal of analytical and applied pyrolysis. 2015. Vol. 113. No. 5, pp. 248–258. DOI: 10.1016/j.jaap.2015.01.013.
9. Чекнаворян А.А. Новые методы пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии для определения химических добавок в портландцементе. Ч. I // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2013. Т. 29. № 2. С. 76–83.
10. Чекнаворян А.А. Новые методы пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии для определения химических добавок в портландцементе. Ч. II // ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2013. Т. 30. № 3. С. 88–95.
11. Mai Matsueda, Marco Mattonai, Itsuko Iwai, Atsushi Watanabe, Norio Teramaea, William Robberson, Hajime Ohtani, Young-Min Kim, Chuichi Watanabe Preparation and test of a reference mixture of eleven polymers with deactivated inorganic diluent for microplastics analysis by pyrolysis-GC–MS. Journal of analytical and applied pyrolysis. 2021. Vol. 154, No. 3. 104993. DOI: 10.1016/j.jaap.2020.104993
12. La Nasa J., Biale G., Fabbri D., Modugno F. A review on challenges and developments of analytical pyrolysis and other thermoanalytical techniques for the quali-quantitative determination of microplastics. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2020. Vol. 149. No. 8. 104841. DOI: 10.1016/j.jaap.2020.104841
13. Рудаков О.Б., Рудакова Л.В. Микропластик – злободневная проблема загрязнения пищевой продукции // Переработка молока. 2020. № 1. C. 32–35. DOI: 10.33465.2222-5455-2020-01-32-34
14. Рудаков О.Б., Рудакова Л.В. Наночастицы из пластика – актуальный контаминант пищевой продукции // Мясные технологии. 2019. № 10. C. 36–39. DOI: 10.33465/2308-2941-2019-10-48-51