회사소개
Analytical, Measurements, Medical등록일자 | 2023-08-16 | 작성자 | 관리자 |
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첨부파일 | 조회수 | 943 |
등록일자 | 2023-08-16 |
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작성자 | 관리자 |
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자동차 산업에서 Pyrolyzer-GC/MS가 어떻게 활용되고 있는지 다양한 분석 사례가 준비되어 있습니다.
그 두 번째 순서로 A. 고분자 화합물 가공(Polymer Processing) 분석 자료 4종을 소개합니다!
A-5. 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)내 자외선 안정제 (hindered amine light stabilizer, HALS) 중합체 분석
A-6. 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)내 잔류 비스페놀 A 분석
A-7. Reactive Py-GC를 이용한 폴리카보네이트의 평균 분자량 측정
A-8. 폴리이미드(Polyimide) 경화 과정에서 발생하는 부식성 가스 분석
솔루션: 높은 분자량을 갖는 HALS로 Adekastab LA-68LD (MW= 1,900)과 Irganox 1010 그리고 산화방지제로 irgafos 168을 PP 고분자 시료에 첨가하였다. 그런 다음 TMAH를 첨가한 후, PP를 반응 열탈착 GC(RTD-GC)로 분석하였다.
분석 결과: <그림 1>은 300 ℃에서 TMAH의 존재 하에 RTD-GC에 의해 얻어진 10,000ppm의 HALS를 함유한 PP 샘플의 대표적인 크로마토그램이다. 이 크로마토그램에서, 본래의 HALS 분자의 piperidine(피크 3과 4)과 스파이로 고리(피크 5와 6)에서 유래한 반응 산물들은 PP 폴리머 골격의 파이롤라이제이트(pyrolyzate, 열분해 상물)로부터 간섭 없이 뚜렷하게 관찰되었다. 정밀도는 5 % RSD 이하로 우수한 결과를 얻었다.
솔루션: 열탈착(TD)-GC/MS를 사용할 경우 PC의 열분해 산물로 소량의 Bis A도 생성되어 정확한 분석이 어렵다. 이때, Bis A는 열적으로 안정된 트리메틸실릴 유도체로 전환된다. 10 ㎎의 PC 시료를 700 ㎕의 디클로로메탄과 함께 바이알에 넣었다. 그런 다음, 300 ㎕의 N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide (TMS-BA)가 첨가하였다. 바이알은 70 ℃에서 1시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물 10㎕를 샘플 컵에 넣고 TD-GC/MS법으로 분석하였다.
분석 결과: <그림 2>은 Bis A의 TMS- 유도체화로부터의 반응 생성물의 구조식이며, TD-GC/MS에 의해 얻어진 반응 생성물의 크로마토그램은 <그림 3>와 같다. <그림 2>에서 보는 바와 같이, Bis A의 양쪽 말단에서 하이드록실기가 TMS 유도체화되었다. 표준 Bis A 시약을 사용하여 얻은 절대 검량선을 통해, PC의 Bis A의 농도는 1,170 ppm으로 매우 높은 재현성 (RSD=4.7%, n=5)을 보인 것을 알 수 있었다.
솔루션: 용매법 (Solvent method, SM)을 사용하여 합성한 폴리카보네이트(PC) 시료를 사용했다. 약 50 ug의 동결 분쇄된 PC 시료에 1 ㎕의 25 wt% TMAH 메탄올 용액을 첨가 후, 400 ℃에서 Reactive Py-GC로 분석하였다.
분석 결과: <그림 4>은 TMAH의 존재 하에서 400 ℃에서 얻은 PC 시료의 파이로그램이다. 이 파이로그램에서, PC 시료의 말단기 및 주사슬로부터 유도된 p-tert-butylanisole(피크 A) 및 Bis A(피크 B)의 디메틸에테르가 명확하게 관찰된다. SM-PC 분자의 두 말단이 p-tert-butylphenoxy기로 완전히 종결됐기 때문에, 시료의 평균 분자량(Mn)은 두 피크 강도(<그림 5>)로부터 추정 할 수 있다. 여기서 DP는 중합반응의 정도이고, IA와 IB는 각각 피크 A와 B의 강도를 나타낸다. 그리고 약수로 계산된 분모의 10.2과 분자의 15.4는 불꽃 이온화 검출기(FID)의 각 화합물의 유효 탄소 계수(ECN)이다. 또한 계산식(2)에서 254 및 326의 값은 각각 단량체 단위와 두 말단기의 MW에 해당된다.
솔루션: Bisphenyl tetracarboxylic acid di-anhydride (BPDA)와 sulfon-yl bisbenzamine (3,3-DDS)를 함유하는 시료의 마이크로그램의 양을 측정하여 시료컵에 넣고, EGA 분석을 진행하였다. EGA는 혼합물의 열적 중합반응이 일어나는 동안 수행된다.
분석 결과: <그림 6>은 폴리이미드가 혼합물이 두단계 과정을 통해 가열될 때 합성된다는 것을 보여준다. 그리고 <그림 7>는 폴리이미드를 준비하는 동안 형성된 다양한 아웃개싱 화합물에 대한 써모그램이다. 이 결과를 통해, 첫 번째 온도 구간에서 DMAA*와 CO2가 형성되고, 두 번째 온도 구간에서는 SO2와 아닐린이 생성된다는 것을 보여준다.
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