Сущность метода заключается в очень быстром нагревании анализируемого образца до высоких температур (600 – 1000°С) в реакторе (пиролизере) в потоке газа-носителя. В пиролизере происходит термораспад образца, и образовавшиеся летучие продукты поступают в аналитическую колонку хроматографа, где происходит их разделение. Весь процесс происходит при строго контролируемых условиях. Получаемая в результате хроматографирования продуктов пиролиза пирограмма интерпретируется в зависимости от конкретной задачи и наличия предварительной информации об анализируемом образце.
Метод пиролитической газовой хроматографии обладает следующими преимуществами:
- экспрессность;
- высокая чувствительность;
- возможность работы с небольшими количествами образца;
- универсальность;
- информативность;
- отсутствие пробоподготовки;
- возможность автоматизации.
Области применения метода:
- идентификация, определение состава и термической стабильности полимеров (в т.ч. материалов на их основе);- установление групповой принадлежности нефтепродуктов;
- исследование химического состава текстильных искусственных и синтетических тканей, красителей;
- исследование взрывчатых веществ и порохов;
- исследование резинотехнических изделий.
Пиролизер EGA/PY-3030D
Многофункциональный пиролизер EGA/PY-3030D – модель высочайшего класса для эффективного и точного термического анализа. Превосходно зарекомендовавшая себя вертикальная микропечь специальной конструкции (патент), являющаяся основой пиролизера EGA/PY-3030D, обеспечивает высокую эффективность и надежность получаемых результатов.Пиролизер EGA/PY-3030D поддерживает различные аналитические методы для оптимального соответствия исследуемому образцу и цели анализа:
Анализ выделяющегося газа (EGA-MS). При работе со сложными образцами на первом этапе, как правило, необходимо охарактеризовать пробу методом анализа выделяющегося газа (EGA-MS). Образец помещается в чашку и анализируется напрямую без какой-либо пробоподготовки. Метод EGA-MS требует прямого соединения между инжектором и детектором, для чего используется короткая и узкая (длиной 2,5 м и внутренним диаметром 0,15 мм) деактивированная капиллярная трубка. При нагревании образца выделяющийся газ поступает напрямую в детектор. Результат представляется в виде термограммы (дифференциальной термогравиметрической кривой) для данного образца. Анализ полученных термограмм предоставляет информацию о термических свойствах образца, природе образца, а также о наличии в образце интересующих соединений. EGA помогает аналитику определиться с дальнейшим этапом анализа.
Однократный пиролиз (Py-GC/MS). Чашка с образцом свободно падает в предварительно нагретую печь пиролизера. Температура образца повышается от комнатной до температуры пиролиза менее чем за 20 мс. Пиролиз происходит мгновенно, и образуемые продукты термодеструкции поступают в капиллярную колонку газового хроматографа. Метод однократного пиролиза прост, однако, деструкция всех органических соединений в образце затрудняет интерпретацию пирограммы.
Термическая десорбция с последующим пиролизом (Double-Shot TD/PY-GC/MS). Двухступенчатый анализ позволяет получать информацию о содержании летучих и полимерных компонентов в образце. Анализ проходит в два этапа:
Этап 1: Проведение термической десорбции (TD-GC/MS): образец нагревают в заданном температурном диапазоне, при этом из образца выделяются летучие соединения. Выделенные компоненты определяются с помощью хроматомасс-спектрометрии по завершению температурной программы пиролизера.
Этап 2: Остаток образца подвергают пиролизу при температуре, определенной по данным EGA анализа. Пирограмма помогает определить полимерный состав образца.
Анализ выделяющегося газа с «вырезанием» пиков (Heart-Cut EGA-GC/MS). В случае необходимости проведения детального анализа и определения состава сложных образцов наиболее информативным методом является анализ выделяющегося газа с «вырезанием» пиков. В данном методе выделяющийся газ (EGA) используется для получения термограммы, при этом можно провести отдельный анализ каждой интересующей температурной зоны. Пары, выделяющиеся в каждой температурной зоне EGA анализа, селективно направляются в аналитическую колонку и анализируется с помошью хроматомасс-спектрометрии. С использованием селективного дозатора и микропроточной криогенной ловушки может быть выделено и проанализировано до восьми температурных зон. Данный метод позволяет проводить детальный анализ полимеров, а также определять целевые компоненты в сложной матрице (например, выявлять примеси в нефтепродуктах). Метод может быть проведен полностью в автоматическом режиме с использованием автоматического дозатора.
Особенности пиролизера EGA/PY-3030D:
Анализ образцов любого вида. Четыре аналитических метода и пять пробоотборников для оптимального соответствия исследуемому образцу и цели анализа.Высокая эффективность и надежность. Низкая теплоемкость нового керамического нагревателя позволяет проводить быстрое нагревание и охлаждение в широком диапазоне температур от комнатной до 1050 °С. Это дает возможность проводить анализ до 36 образцов в день. Комбинирование септы с адаптером теплоотвода уменьшает скачок температуры между пиролизером и газовым хроматографом, благодаря чему становится возможным проводить анализ высококипящих соединений.
Функциональное и удобное в использовании программное обеспечение. Установка режимов и контроль за работой печи и периферийных устройств происходит в рамках одной управляющей программы. Для проведения последовательного анализа множества образцов с использованием автоматического пробоотборника различные аналитические режимы могут быть установлены поочередно. Это позволяет проводить измерения ряда данных, выполняя одну последовательность. Программное обеспечение F-Search используется для поиска и идентификации отдельных соединений, полимеров, добавок с применением запатентованного алгоритма поиска и специализированных библиотек Frontier MS. Каждую библиотеку можно редактировать, а также есть возможность добавлять новые. F-Search совместимо с библиотеками NIST/EPA/NIH.
Пиролизер EGA/PY-3030D совместим с газовыми хроматографами GC-2010/GC-2010 Plus и со всеми газовыми хромато-масс-спектрометрами Shimadzu.
Печь |
Вертикальная микропечь |
Диапазон контроля температуры |
от комн. темп. +10 °С до 1050 °С (с шагом 1 °С) |
Температурная стабильность печи |
±0,1 °С |
Скорость нагрева (в диапазоне 50 - 500 °С) |
до 600 °С/мин (с шагом 1 °С/мин) |
Скорость охлаждения |
до 100 °С/мин |
Время охлаждения от 800 °С до 50 °С |
не более 10 мин |
Метод охлаждения |
Охлаждение азотом или сжатым воздухом |
Диапазон контроля температуры блока интерфейса |
от 40 °С до 450 °С (с шагом 1 °С) |
Стабильность поддержания температуры блока интерфейса |
±0,1 °С |
Воспроизводимость EGA-термограмм |
RSD ≤ 0,3% (температура пика полистирола) |
Воспроизводимость пирограмм |
RSD ≤ 2% (Отношение площадей пиков продуктов термодеструкции полистирола при использовании МС-детектора) |
Чашки для образцов |
Инертные, SF 50 мкл и LF 80 мкл |
Электропитание |
Сетевое, 100-120 В или 200-240 В, 50/60 Гц |
Мощность |
400 Вт (макс) |
Габариты пиролизной печи (Ш х Д х В) |
76 х 143 х 215 мм |
Габариты температурного контроллера (Ш х Д х В) |
120 х 310 х 310 мм |
Вес пиролизной печи |
1,6 кг |
Вес температурного контроллера |
5,4 кг |
Наименование |
Характеристики |
Автоматический пробоотборник (AS-1020E) |
Автоматический анализ до 48 образцов |
Система поиска F-Search (библиотеки и программное обеспечение) |
Поддерживает анализ полимеров и добавок с использованием режимов анализа выделенного газа, термодесорбции, а также мгновенного пиролиза с последующим масс-спектрометрическим детектированием. |
Переключатель газа-носителя (CGS-1050Ex) |
Для анализа с термическим разложением в воздушной атмосфере. |
Селективный дозатор (SS-1010E) |
Позволяет проводить автоматически или вручную «вырезание» требуемых температурных фракций и вводить их в аналитическую колонку. |
Микропроточная криогенная ловушка (MJT-1030Ex) |
Криогенная ловушка с жидким азотом для летучих соединений |
Металлические капиллярные колонки Ultra Alloy |
Колонки с многослойной градиентной деактивирующей обработкой, улучшающей инертность, термостойкость и долговечность. Доступны колонки различной длины, внутреннего диаметра, типа и толщины фазы. |