Analysis of Printer Toner Using Double-Shot Pyrolyzer and Peripheral Devices Part 2 : Analysis by Heart Cut EGA-GC/MS Technique

Význam tématu

Analýza složení tiskového toneru je klíčová pro optimalizaci výroby, kontrolu kvality a odhalování možných kontaminantů. Techniky vyvíjeného plynu (EGA) spojené s plynovou chromatografií hmotnostní spektrometrií (GC/MS) umožňují podrobnou charakterizaci polymerních komponent v různých teplotních rozmezích.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo aplikovat metodu Heart Cut EGA-GC/MS pro identifikaci složek uvolněných při pyrolytické dekompozici tiskového toneru. Jde o druhý díl série aplikací Double-Shot Pyrolyzer®, zaměřený na selektivní odsávání a separaci jednotlivých celků vyvíjeného plynu z EGA křivky.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly použity následující přístroje a podmínky:

• Double-Shot Pyrolyzer® pro postupnou pyrolytickou dekompozici (100–600 °C, 20 °C/min).
• Selective Sampler SS-1010E a MicroJet Cryo-Trap MJT-1030E pro zachycení a anulování průşuvu analyzovaných frakcí.
• GC kolona Ultra ALLOY+-5 (5 % diphenyl polysiloxane, 30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm).
• GC program: 40 °C (2 min) až 320 °C (20 °C/min).
• Hmotnostní detektor MS, m/z 29–400, 2 skeny/s.
• Vzorky: 1,0 mg pro oblasti A a B, 0,5 mg pro oblast C.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza rozdělená do tří teplotních pásem (A, B, C) ukázala:

• Oblast A (100–200 °C): přítomnost nitrilových sloučenin, což poukazuje na modifikační činidla v toneru.
• Oblast B (200–300 °C): detekce methylmethakrylátu (MMA) a aromatických sloučenin jako styren (S), dimery (SS) a trimery (SSS).
• Oblast C (300–600 °C): termální produkty kopolymeru styren-MMA, indikující složitou polymerní strukturu.

Přínosy a praktické využití metody

Heart Cut EGA-GC/MS umožňuje cílenou analýzu jednotlivých frakcí uvolňovaného plynu a tím detailní mapování polymerního složení tonerů. Metoda nachází uplatnění v:

• Vývoji a optimalizaci tiskových materiálů.
• Kontrole kvality a detekci nečistot.
• Forenzních analýzách a průmyslových auditních postupech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Automatizaci heart-cut procedur pro vyšší propustnost laboratoře.
• Integraci s pokročilými detektory (FT-IR, TOF-MS) pro komplexnější analýzu.
• Využití v bio-polymerních a environmentálních studiích.

Závěr

Heart Cut EGA-GC/MS technika prokázala vysokou selektivitu a citlivost při studiu termického rozkladu tiskového toneru. Rozdělení plynných produktů do vymezených teplotních pásem přispívá k detailní charakterizaci složení a usnadňuje optimalizaci materiálů.

Reference

Frontier Laboratories Ltd. Application Note PYA1-019E, Double-Shot Pyrolyzer® – Analysis of Printer Toner Using Double-Shot Pyrolyzer and Peripheral Devices Part 2: Heart Cut EGA-GC/MS Technique