Anwendungen der Analytischen Pyrolyse

Präsentation zum Thema: "Anwendungen der Analytischen Pyrolyse"—  Präsentation transkript:

1 Anwendungen der Analytischen Pyrolyse

2 Inhalt: charakteristische Abbauprodukte Additive Copolymere Lacke
Harze Holz aktuelle Forschungsarbeiten

3 Pyrogramm „acetyliertes Holz“
Intensität Retentionszeit

4 Typische Abbauprodukte
HCl  PVC Styrol  Polystyrol, SBR, etc. Isobutylen  Butylkautschuk Butadien  SBR, Nitrilkautschuk, Polybutadien Vinylcyclohexen  SBR, Polybutadien Isopren  Polyisopren, Naturkautschuk

5 Typische Abbauprodukte
Chloropren  Polychloropren Acrylate (Me, Et)  PMMA, Acrylatkautschuke Säureanhydride  Polyester der entsprechenden Säure Methylierte Siloxane  Silicone Caprolactam  Nylon, Additiv bei Pulverlacken

6 Typische Abbauprodukte
Essigsäure  Acetate, Hemicellulosen, Celluloseacetat, PVA, etc 4-Alkylphenole  Lignin (Holz) (2,5-Methoxy-) Levoglucosan  Cellulose und andere Kohlehydrate Furane, Pyrane  Kohlehydrate C16- bis C20-FA  Gleitmittel, natürliche Triglyceride

7 Nachweis von Additiven

8 Additive Antioxidantien (Di-tert.Butylphenole, aromat. Phosphite, etc.) Lichtschutzmittel (HALS, Hydroxybenzo- phenone, Benzotriazolderivate) Weichmacher (Diisooctylphthalat, etc.)

9 Additive Es können zwei Gruppen unterschieden werden:
1) Thermisch stabile Additive, die untersetzt aus dem Polymer verdampfen 2) Thermisch instabile Additive, die durch die Pyrolyse in Bruchstücke gespalten werden

10 Thermisch stabile Additive
Bestimmung der Retentionszeit eines authentischen Standards Durchsuchen des Chromatogramms nach bestimmten Massen, die für ein Additiv charakteristisch sind

11 Thermisch stabile Additive
Diisooctylphthalat

12 Thermisch stabile Additive
Polyethylen TIC

13 Thermisch stabile Additive
Polyethylen SIM (m/z 149)

14 Thermisch stabile Additive
Massenspektrometrische Unterscheidung der Additive Tinuvin 320, 350 und 329

15 Thermisch stabile Additive Irganox 3052 FF in PMMA

16 Thermisch instabile Additive
Pyrolyse des reinen Additivs zur Bestimmung der entstehenden Bruchstücke Vergleich der Retentionszeiten sowie Massenspektren im fraglichen Chromato-gramm ACHTUNG: das Polymer kann den Pyrolysemechanismus beeinflussen (andere Produkte)

17 Thermisch instabile Additive
Di-(tert. Butylphenol)-propionate z.B. Irganox 1010, 1035, 1076, etc.

18 Thermisch instabile Additive

19 Thermisch instabile Additive

20 Bestimmung von Copolymeren

21 Copolymere Bestimmung eines oder mehrerer typischer Abbauprodukte jeder Komponente Erstellen einer Eichkurve mit Copolymeren bekannter Zusammensetzung

22 Copolymere Acrylnitril-Styrol-Copolymer

23 Copolymere

24 Copolymere Es können auch Rückschlüsse gezogen werden, ob es sich um statistisch verteilte oder geordnete Copolymere handelt. Dazu betrachtet man die oligomeren Anteile des Pyrolysats.

25 Copolymere A = Me2Si B = Hex2Si

26 reale beispiele

27 PVDF-Automobillack

28 UV-Pulverlack (Acrylat/Styrol)

29 UV-Pulverlack (Meth-/Acrylat)

30 UV-Pulverlack (Methacrylat)

31 Polyurethan-Lacke Fettsäuren
Nachweis von anderen Kunststoffen in als „PU“ bezeichneten Lacken; PU gibt Isocyanat frei Fettsäuren

32 Gummi für Autoreifen Unten Butadien-Isopren-Kautschuk
Oben Styrol-Butadien-Isopren-Kautschuk Wegen des hohen Russanteils nicht mit IR charakterisierbar

33 synthetische Kautschuke
SBR EPDM

34 Schellack

35 Kolophonium

36 Kolophonium mit TMAH Dextropimarinsäure-methylester
Dehydroabietinsäure-methylester

37 Phenolharz Flammschutz

38 Ethergruppenbestimmung bei Melaminharzen
ButOH MeOH

39 Hexamethoxymethylmelamin

40 Harnstoff-Formaldehyd-Harz

41 Beispiele zur Thermisch unterstützten Hydrolyse und Methylierung (THM)

42 THM eines Polyesters

43 Yellow Islands (Jackson Pollock)
Wurde an mehreren Stellen mit THM analysiert

44 Blaue Ölfarbe (Leinsamenöl)
Blaue Farbe; aus dem Palmitat zu Stearat Verhältnis von 1,85 (<2) kann auf Leinsamenöl geschlossen werden

45 Gelbe Alkydharzfarbe Gelbe Farbe; ein Alkydharz mit Pentaerythrit als Polyol; andere Peaks wieder wie zuvor

46 THM eines Diethylenglycol-Isophthal-Adipinsäure-Polyester / PS

47 Flüssigkristall Polyester p-Hydroxybenzoesäure, Terephthalsäure, 4,4´-Biphenol

48 Alkydharze (Orthophthalsäure) mit unterschiedlichen Trocknungsölen

49 Holz (Ligonocellulosen)

50 Bestandteile von Holz Lignin

51 Bestandteile von Holz Cellulose
Sowie Extraktstoffe, Hemicellulosen und einiges mehr

52 Pyrolyse von Lignin + +

53 Pyrolyseprodukte von Lignin

54 Pyrolyseprodukte von Cellulose

55 Holz Charakterisierung
Weichholz Hartholz G G S

56 Two Stage Pyrolyse WPC: Holz mit Polyethylen 550 °C 700 °C nach 550
Pyrogramm bei 700 °C

57 THM –Produkte von Lignin

58 THM-Produkte von Cellulose

59 THM – Entstehung von Saccharinsäuren

60 N-Gehalt von kationischer Cellulose
OH Cellulose

61 Mosquitos

62 Effect of Fatty Acids in Diets

63 Anopheles Arabiensis 18:1 16:0 16:1 18:2 20:4 18:0 20:5 18:2 14:0

64 FAME Profile of Mosquitos
beans AP 100 wheat bran spirulina

65 Pyrolysis 2012 19th International Symposium on Analytical and Applied Pyrolysis Linz, Mai 2012