Anwendungen der Analytischen Pyrolyse

Inhalt: charakteristische Abbauprodukte Additive Copolymere Lacke Harze Holz aktuelle Forschungsarbeiten

Pyrogramm „acetyliertes Holz“ Intensität Retentionszeit

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

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

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

Nachweis von Additiven

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

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

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

Thermisch stabile Additive Diisooctylphthalat

Thermisch stabile Additive Polyethylen TIC

Thermisch stabile Additive Polyethylen SIM (m/z 149)

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

Thermisch stabile Additive Irganox 3052 FF in PMMA

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)

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

Thermisch instabile Additive

Thermisch instabile Additive

Bestimmung von Copolymeren

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

Copolymere Acrylnitril-Styrol-Copolymer

Copolymere

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.

Copolymere A = Me2Si B = Hex2Si

reale beispiele

PVDF-Automobillack

UV-Pulverlack (Acrylat/Styrol)

UV-Pulverlack (Meth-/Acrylat)

UV-Pulverlack (Methacrylat)

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

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

synthetische Kautschuke SBR EPDM

Schellack

Kolophonium

Kolophonium mit TMAH Dextropimarinsäure-methylester Dehydroabietinsäure-methylester

Phenolharz Flammschutz

Ethergruppenbestimmung bei Melaminharzen ButOH MeOH

Hexamethoxymethylmelamin

Harnstoff-Formaldehyd-Harz

Beispiele zur Thermisch unterstützten Hydrolyse und Methylierung (THM)

THM eines Polyesters

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

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

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

THM eines Diethylenglycol-Isophthal-Adipinsäure-Polyester / PS

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

Alkydharze (Orthophthalsäure) mit unterschiedlichen Trocknungsölen

Holz (Ligonocellulosen)

Bestandteile von Holz Lignin

Bestandteile von Holz Cellulose Sowie Extraktstoffe, Hemicellulosen und einiges mehr

Pyrolyse von Lignin + +

Pyrolyseprodukte von Lignin

Pyrolyseprodukte von Cellulose

Holz Charakterisierung Weichholz Hartholz G G S

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

THM –Produkte von Lignin

THM-Produkte von Cellulose

THM – Entstehung von Saccharinsäuren

N-Gehalt von kationischer Cellulose OH Cellulose

Mosquitos

Effect of Fatty Acids in Diets

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

FAME Profile of Mosquitos beans AP 100 wheat bran spirulina

Pyrolysis 2012 19th International Symposium on Analytical and Applied Pyrolysis Linz, 21-25 Mai 2012