หลักการทำงานและการประยุกต์ใช้เครื่องมือ Pyrolyzer-GCMS

            ในการศึกษาคุณสมบัติและความเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพอลิเมอร์   เราสามารถศึกษาได้โดยการให้ความร้อนกับพอลิเมอร์นั้นๆ  โดยเครื่องมือหรือเทคนิคที่จะนำมาเก็บข้อมูลเพื่อศึกษานั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่สนใจจะทำการวิเคราะห์  เช่น  ต้องการทราบ  Weight loss  ต้องใช้เทคนิค TGA  ต้องการทราบ Enthalpy change ต้องใช้เทคนิค DTA  ต้องการทราบ Mechanical change ต้องใช้ TMA และหากต้องการทราบ Qualify or Quantify ของตัวอย่างต้องใช้เทคนิค Pyrolyzer เป็นต้น

            สำหรับเทคนิค Pyrolyzer นั้นเป็นเทคนิคที่ใช้หลักการไพโลไลซิส (Pyrolysis) ภายใต้บรรยากาศของแก๊สเฉื่อย  ทำให้เกิดการแตกตัวของโครงสร้างพอลิเมอร์ให้กลายเป็นหน่วยเล็กๆ  นิยมติดตั้งร่วมกับเครื่องแก๊สโครมาโตกราฟแมสสเปคโตรมิเตอร์เพื่อแยกและบ่งบอกชนิดของสาร ผลการวิเคราะห์ที่ได้ เรียกว่าไพโรแกรม  (Pyrogram)  ซึ่งมีความจำเพาะเจาะจงต่อพอลิเมอร์แต่ละชนิดดังตัวอย่าง

ไพโรแกรมของพอลิเอทิลีน (polyethylene)

สำหรับเทคนิค Py-GCMS เป็นการวิเคราะห์ที่ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการเตรียมตัวอย่าง สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งตัวอย่างที่เป็นของแข็ง ของกึ่งแข็งกึ่งเหลว หรือของเหลว โดยตัวอย่างจะถูกบรรจุในถ้วยสำหรับบรรจุตัวอย่างและถูกปล่อยลงสู่เตาเผาขนาดเล็กจากนั้นจะถูกให้ความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้ตัวอย่างเกิดการไพโรไลซิส แล้วทำการแยกและวิเคราะห์ด้วยเครื่องแก๊สโครมาโตกราฟแมสสเปคโตรมิเตอร์

รูปแสดงขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์โดยเทคนิค Py-GCMS

            นอกเหนือจากการวิเคราะห์ชนิดวัสดุพอลิเมอร์ได้แล้วนั้น เทคนิค Py-GCMS ยังสามารถระบุชนิดของสารเติมแต่งในวัสดุต่างๆ ได้ด้วย โดยใช้ฐานข้อมูลของ MS เป็นตัวช่วยในการระบุชนิดของสารเติมแต่งนั้นๆ  ทำให้เป็นเทคนิคที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในด้านการวิเคราะห์เชิงปริมาณและเชิงคุณภาพใน การควบคุมคุณภาพในการผลิต  หรืองานวิจัยต่างๆ เป็นต้น

            ตัวอย่างการนำเทคนิค Py-GCMS ไปประยุกต์ใช้ เช่น การวิเคราะห์ปริมาณมอนอเมอร์ (Monomer) คงเหลือจากการทำปฏิกิยาในตัวอย่างพอลิสไตรีน (polystyrene)  เพื่อควบคุมคุณภาพของกระบวนการผลิต โดยลักษณะการวิเคราะห์แบบนี้  การตั้งค่าอุณหภูมิของ Pyrolyzer จะไม่ได้ตั้งค่าสูงจนเกิดการไพโลไลซิส แต่จะตั้งค่าอุณหภูมิเพื่อให้มอนอเมอร์ระเหยออกจากชิ้นงานเท่านั้น  วิธีนี้จะเรียกว่า TD-GCMS ดังรูป

รูปโครมาโทแกรมที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค TD-GCMS

              หรือนำเทคนิค Py-GCMS ไปประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณ Phthalate ในตัวอย่างของเล่น ซึ่ง Phthalate เป็นสารเติมแต่งเพื่อปรับคุณสมบัติบางประการของพอลิเมอร์ให้ตรงตามวัตถุประสงค์การใช้งานของชิ้นงานนั้นๆ  แต่ Phthalate เป็นสารที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์จึงจำเป็นต้องมีการควบคุมปริมาณของสาร Phthalate ที่ใส่เข้าไปในชิ้นงานก่อนที่จะนำออกจำหน่าย ดังนั้นอุตสาหกรรมของเล่นจึงต้องใช้วิธี Py-GCMS ในการควบคุมการผลิตเพราะเป็นเทคนิคที่ง่าย สะดวก และรวดเร็ว  นอกเหนือจากนี้เทคนิค Py-GCMS ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับหลากหลาย  Application  เช่น

หากต้องการข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมคลิก

http://www.scispec.co.th/PY.html