GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Analysis of Base Material and Additives in Tire Rubber

Aplikace | 2025 | ShimadzuInstrumentace
GC/MSD, GC/SQ, Pyrolýza
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Shimadzu

Souhrn

Význam tématu


Analýza základních materiálů a přísad v pryži pneumatik je klíčová pro optimalizaci jejich odolnosti vůči opotřebení a minimalizaci emisí částic pryže s nebezpečnými sloučeninami do životního prostředí. Pneumatikami vzniklé a cestou do ovzduší, vody či půdy se dostávající tzv. TRWP (tire and road wear particles) obsahují vulkanizační urychlovače, antioxidanty a další aditiva, která mohou představovat ekologické riziko.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem prezentované aplikace bylo demonstrovat kombinované použití pyrolytického GC-MS s děleným detekčním systémem FPD(S)/MS pro rychlou a selektivní detekci a identifikaci polymerního základu a sírnatých aditiv v pryži pneumatik. Studie se řídila mezinárodní normou ISO/TS 21396:2017.

Použitá metodika


Byly provedeny následující kroky:
  • Evolved Gas Analysis (EGA-MS): přímá pyrolytická analýza vzorků (0,2 mg) s kontinuálním nárůstem teploty (80 °C až 700 °C) pro stanovení teplotních rozsahů rozkladu polymeru.
  • Thermal Desorption (TD)-GC/MS/FPD: separační analýza uvolněných aditiv při teplotách od 60 °C do 370 °C, doplněná dělením toku mezi mass-spectrometr (MS) a selektivní FPD detektor (poměr dělení cca 1:10).

Použitá instrumentace


  • Pyrolyzer Unit EGA/PY-3030D Multi-Shot Pyrolyzer
  • AS-1020E Auto-Shot Sampler (Frontier Laboratories Ltd.)
  • GC-MS: Shimadzu GCMS-QP2020 NX
  • FPD detektor: FPD-2030 s 2-cestným SMI splitterem a APC
  • Kapilární kolony: UA-DTM (2,5 m × 0,15 mm) a SH-Rtx-5SilMS (30 m × 0,25 mm, df 0,25 µm)

Hlavní výsledky a diskuse


EGA-MS termogram ukázal hlavní rozkladové produkty polymeru v oblasti 370–500 °C, podle průměrného hmotnostního spektra byl základní materiál identifikován jako styren-butadienová pryž (SBR). Rameno termogramu mezi 240–370 °C indikovalo uvolňování nízkomolekulárních složek, které byly dále analyzovány metodou TD-GC/MS/FPD. FPD(S) chromatogram selektivně detekoval čtyři hlavní sírnaté sloučeniny, jejichž struktury byly potvrzeny MS a NIST-23 knihovnou s podobností ≥ 80 %:
  • Benzothiazole
  • 2-(Methylmercapto)benzothiazole
  • 2-Benzothiazolinone
  • 2,2′-Bibenzothiazole

Implementace děleného detekčního systému výrazně zkrátila čas analýzy a zjednodušila nastavení komplexních parametrů ve SW LabSolutions GCMS.

Přínosy a praktické využití metody


  • Selektivní a vysoce citlivá detekce sírnatých aditiv pomocí FPD při současné kvalitativní analýze MS.
  • Absence předúpravy vzorků díky přímé pyrolytickému načítání.
  • Možnost rychlého screeningu a kvantifikace komponent v průmyslovém QA/QC a environmentálním monitoringu.
  • Podpora vývoje odolnějších směsí pryží s nižší tvorbou TRWP.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření metodiky o kvantitativní stanovení aditiv a polymerů.
  • Integrace dalších selektivních detektorů (např. NPD, ECD) pro širší spektrum analytů.
  • Automatizace workflow a rozšíření spektrálních knihoven pro lepší identifikaci mikroplastických částic.
  • Aplikace v environmentální chemii, forenzní analýze a recyklačních technologiích.

Závěr


Demonstrovaná kombinace Py-GC-MS s děleným FPD(S)/MS systémem poskytuje efektivní a spolehlivý nástroj pro komplexní charakterizaci pryže pneumatik. Metoda umožňuje simultánní detekci základního polymeru i klíčových sírnatých aditiv, což je zásadní pro optimalizaci směsí a minimalizaci ekologického dopadu TRWP.

Reference


  • ISO/TS 21396:2017 Rubber – Determination of mass concentration of tire and road wear particles (TRWP) in soil and sediments – Pyrolysis-GC/MS method

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Quantitative Analysis of Anti-Degradant Additive (6PPD) in Tire Rubber Using Pyrolysis-GC-MS
GC-MS GCMS-QP2020 NX, GCMS-QP2050 Application News Quantitative Analysis of Anti-Degradant Additive (6PPD) in Tire Rubber Using Pyrolysis-GC-MS Ayaka Miyamoto, Yoshihiro Aoyama User Benefits  The simple analysis procedure required just cutting off a sample fragment and placing it in a…
Klíčová slova
tire, tiredegradant, degradantinquiry, inquirynews, newsrubber, rubberpyrolysis, pyrolysishatano, hatanopolymer, polymeranti, antichromatograph, chromatographadditives, additivescup, cupcalibration, calibrationlod, lodanalysis
Rubber and Plastic Materials Characterization Using Micro Furnace Multi Mode Pyrolysis GC/MS
Rubber and Plastic Materials Characterization Using Micro-Furnace Multi-Mode Pyrolysis-GC/MS 1 Copyright © 2020 Frontier Laboratories Ltd. Why Pyrolysis-GC/MS? Manufacturers are always seeking new technologies and developments that increase production efficiency and the quality of the produced parts. Many analytical protocols…
Klíčová slova
frontier, frontierlab, labrubber, rubberega, egapyrolysis, pyrolysisadditives, additivesthermal, thermalpvc, pvcdnop, dnopdehp, dehpwrap, wrapzone, zonedesorption, desorptionphthalates, phthalatessearch
Material Characterization in the Automotive Industry Using Multi-Mode Pyrolysis GC/MS
Material Characterization in the Automotive Industry Using Multi-Mode Pyrolysis GC/MS: A COMPREHENSIVE GUIDE FOR PYROLYSIS GCMS TECHNIQUE AND ITS USE IN THE AUTOMOTIVE INDUSTRY Table of Contents Why Pyrolysis GC/MS? 1 Analytical Problems & Pyrolysis-Based Solutions 2 Polymer Processing 4…
Klíčová slova
frontier, frontierega, egalab, labrubber, rubberpolycarbonate, polycarbonatepyrolysis, pyrolysisresin, resinpbt, pbtpolybutylene, polybutylenereactive, reactiveterephthalate, terephthalatethermal, thermalcurable, curableanalysis, analysisdegradation
Solving Analytical Problems using Multi-functional Pyrolyzer®
Solving Analytical Problems ® ® using Multi functional Pyrolyzer Multi-functional Version Version 1.3 1.3 - Polymer processing - Forensic - Energy - Additives - Coatings - Elastomers - Adhesives - Inks and paints - Paper and fibers - Consumer products…
Klíčová slova
ega, egazone, zonepyrolyzer, pyrolyzeracid, acidobtained, obtainedink, inkadditives, additivesfrom, fromthermal, thermalshot, shottmsh, tmshanalyzed, analyzedunknown, unknowntmah, tmahirradiation
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.