Laser Toner Analysis by Pyrolysis-GC/MS

Význam tématu

Pyrolytická GC/MS analýza laserových tonerů představuje klíčový nástroj pro rychlé určení složení polymerů a pigmentů v tonerových materiálech. Její význam spočívá v aplikacích výrobní kontroly kvality, při vývoji nových tonerových směsí i ve forenzních vyšetřováních zkoumajících dokumenty podezřelé z padělání.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předložené aplikační poznámky je ukázat použití pyrolytického GC/MS pro rozlišení složení běžného papíru a papíru potaženého tonerem. Studie porovnává pyrogramy standardního papíru a papíru s tonerem na bázi kopolymeru styren-butylakrylát.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky papíru bez toneru i s tonerem byly analyzovány následujícím způsobem:

• Pyrolyzér: CDS Model 2500 s autosamplerem
• Pyrolytická teplota: 750 °C po dobu 15 s, interface oven 300 °C
• GC: Hewlett-Packard 6890, kolona 5 % fenyl (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), nosný plyn helium (50:1)
• Injektor: 300 °C
• Program pece: zahřátí z 40 °C (2 min) na 295 °C rychlostí 6 °C/min, doba držení 10 min
• Detekce: selektivní detektor hmotnostního spektrometru

Hlavní výsledky a diskuse

Pyrogram papíru bez toneru obsahuje pyrolyzáty celulózy jako CO₂, vodu, furany, aldehydy, malé uhlovodíky a levoglucosan. Papír s tonerem vykazuje navíc význačné píky organických sloučenin polymeru:

1. Styren monomer (nejintenzivnější signál)
2. Butylakrylát monomer
3. Dimer a trimer styrenu
4. Levoglucosan z celulózy

Rozšířená část pyrogramů prvních 10 minut umožňuje jasnou diferenciaci složek.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a jednoduchou charakterizaci polymerního složení tonerů
• Podporu kvality výroby a kontroly stability tonerových směsí
• Forenzní aplikace pro identifikaci a porovnání ohrožených dokumentů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metody na:

• Rozlišování dalších typů polymerů a pigmentů v tonerových formulacích
• Integraci s pokročilou datovou analýzou a vícerozměrnými statistikami
• Automatizaci vzorkování a zrychlení šetření forenzních vzorků
• Vytváření databází pyrogramů pro rychlé srovnání v průmyslu i kriminalistice

Závěr

Pyrolytická GC/MS se prokázala jako účinný nástroj pro rozlousknutí komplexních vzorků papír-toner. Umožňuje přímé rozpoznání polymerních komponent, což má významné dopady na výrobu, kontrolu kvality i forenzní analýzy.

Reference

J. Zimmerman, D. Mooney, M. Kimmett: Preliminary Examination and Pyrolysis Gas Chromatography of Machine Copier Toners. J. Forensic Sci., 31(2):489 (1986)
T. Wampler, E. Levy: Applications of Pyrolysis Gas Chromatography/Mass Spectrometry to Toner Materials from Photocopiers. J. Forensic Sci., 31(1):258 (1986)