Pyrolysis-GC of Natural Fibers
Aplikace | | CDS AnalyticalInstrumentace
Pyrolytická plynová chromatografie představuje rychlou a citlivou metodu pro analýzu polymerních vláken, zejména přírodních biopolymerů jako celulóza a bílkoviny. Díky charakteristickému rozkladu za vysoké teploty lze získat „otisk“ původní struktury materiálu, což usnadňuje identifikaci vláken a jejich směsí v aplikacích od textilního průmyslu po forenzní analýzu.
Cílem prezentované aplikace bylo ukázat využitelnost Py-GC-FID pro rozlišení a charakterizaci tří hlavních typů přírodních vláken – bavlny (celulóza), vlny a hedvábí (bílkoviny). Studie demonstruje typické chromatogramy a rozkladné produkty jednotlivých vláken při standardizovaných podmínkách pyrolytického rozkladu.
Vzorky vláken se pyrolyzovaly při teplotě 700 °C po dobu 10 s s náběhem 20 °C/ms pomocí mikro-pyrolyzéru Pyroprobe. Výsledné plyny byly separovány na plynovém chromatografu s detektorem plamenoionizačním (GC-FID), kolona SE-54 (50 m × 0,25 mm), nosný plyn helium (60:1 split). Teplotní program GC: 50 °C po 3 min, poté nárůst 8 °C/min do 300 °C.
• Celulóza (bavlna) uvolňuje vodu, CO₂ a řadu kyslíkatých organických sloučenin, jež vytvářejí charakteristický chromatogram bohatý na furanové a pyranové deriváty.
• Bílkoviny ve vlně a hedvábí produkují aromatické komponenty a fenoly odvozené z tyrosinu a fenylalaninu, odlišné chromatografické vzory podtrhují možnost rozlišení těchto vláken.
• Při analýze směsových vláken je možné stanovit zastoupení jednotlivých polymerů díky kombinaci jejich specifických pyrolyzátů.
• Rychlá identifikace přírodních vláken a jejich kombinací v textilních vzorcích.
• Podpora kontroly kvality v textilním průmyslu a sledování složení materiálů.
• Využití v kriminalistice a ochraně spotřebitele pro ověření pravosti a standardu vláken.
• Integrace Py-GC s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu a citlivost.
• Využití chemometrických metod pro kvantifikaci složení složitých směsí.
• Rozšíření analýzy i na další biopolymery (např. lignin, chitosan) a aplikace v environmentálních studiích.
• Automatizace vzorkování pro vysokopropustové analýzy v průmyslovém měřítku.
Pyrolytická GC-FID analýza přírodních vláken nabízí spolehlivou strategii pro jejich identifikaci a kvantifikaci. Díky charakteristickým profilům rozkladu lze snadno rozlišit celulózu od proteinových vláken a analyzovat složení textilních směsí.
GC, Pyrolýza
ZaměřeníMateriálová analýza
VýrobceCDS Analytical
Souhrn
Význam tématu
Pyrolytická plynová chromatografie představuje rychlou a citlivou metodu pro analýzu polymerních vláken, zejména přírodních biopolymerů jako celulóza a bílkoviny. Díky charakteristickému rozkladu za vysoké teploty lze získat „otisk“ původní struktury materiálu, což usnadňuje identifikaci vláken a jejich směsí v aplikacích od textilního průmyslu po forenzní analýzu.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentované aplikace bylo ukázat využitelnost Py-GC-FID pro rozlišení a charakterizaci tří hlavních typů přírodních vláken – bavlny (celulóza), vlny a hedvábí (bílkoviny). Studie demonstruje typické chromatogramy a rozkladné produkty jednotlivých vláken při standardizovaných podmínkách pyrolytického rozkladu.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky vláken se pyrolyzovaly při teplotě 700 °C po dobu 10 s s náběhem 20 °C/ms pomocí mikro-pyrolyzéru Pyroprobe. Výsledné plyny byly separovány na plynovém chromatografu s detektorem plamenoionizačním (GC-FID), kolona SE-54 (50 m × 0,25 mm), nosný plyn helium (60:1 split). Teplotní program GC: 50 °C po 3 min, poté nárůst 8 °C/min do 300 °C.
Hlavní výsledky a diskuse
• Celulóza (bavlna) uvolňuje vodu, CO₂ a řadu kyslíkatých organických sloučenin, jež vytvářejí charakteristický chromatogram bohatý na furanové a pyranové deriváty.
• Bílkoviny ve vlně a hedvábí produkují aromatické komponenty a fenoly odvozené z tyrosinu a fenylalaninu, odlišné chromatografické vzory podtrhují možnost rozlišení těchto vláken.
• Při analýze směsových vláken je možné stanovit zastoupení jednotlivých polymerů díky kombinaci jejich specifických pyrolyzátů.
Přínosy a praktické využití metody
• Rychlá identifikace přírodních vláken a jejich kombinací v textilních vzorcích.
• Podpora kontroly kvality v textilním průmyslu a sledování složení materiálů.
• Využití v kriminalistice a ochraně spotřebitele pro ověření pravosti a standardu vláken.
Budoucí trendy a možnosti využití
• Integrace Py-GC s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu a citlivost.
• Využití chemometrických metod pro kvantifikaci složení složitých směsí.
• Rozšíření analýzy i na další biopolymery (např. lignin, chitosan) a aplikace v environmentálních studiích.
• Automatizace vzorkování pro vysokopropustové analýzy v průmyslovém měřítku.
Závěr
Pyrolytická GC-FID analýza přírodních vláken nabízí spolehlivou strategii pro jejich identifikaci a kvantifikaci. Díky charakteristickým profilům rozkladu lze snadno rozlišit celulózu od proteinových vláken a analyzovat složení textilních směsí.
Reference
- Kawaoka K. Characteristics of Polymers by Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Proceeding of the International Symposium on the Analysis and Identifications of Polymers, FBI Academy, Quantico, VA, pp. 39–40.
- Levy E.J., Wampler T.P. Optimized Biopolymer Pyrolysis GC Characterization. American Biotechnology Lab., Vol. 5, No. 1, pp. 56–60.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Pyrolysis-GC/MS of Clothing Fibers - Cotton and Polyester Poly(ethylene terephthalate)
|CDS Analytical|Aplikace
#59a Pyrolysis-GC/MS of Clothing Fibers - Cotton and Polyester Poly(ethylene terephthalate) Application Note Fibers Although clothing may be made from a wide variety of fibers, both natural (such as wool and silk) and synthetic (such as nylons and acrylics), cotton,…
Klíčová slova
cotton, cottonpet, petfibers, fibersclothing, clothingpolyester, polyesterterephthalate, terephthalatefigure, figurepoly, polypyrolyzed, pyrolyzedethylene, ethylenethread, threadbenzoic, benzoicaldehydeshandling, aldehydeshandlingatmin, atmincellu
Analysis of Hair Samples by Pyrolysis GC
|CDS Analytical|Aplikace
#8a Analysis of Hair Samples by Pyrolysis GC Application Note Forensics Author: T. Wampler Pyrolysis gas chromatography is a technique for applying GC to the analysis of solid samples. The sample materials are first heated to the point of bond…
Klíčová slova
pyrolysis, pyrolysisapplying, applyingbe, bechromatography, chromatographyconstituents, constituentsinjection, injectionrefocuser, refocusercryogenically, cryogenicallyysis, ysisgas, gascryofocusing, cryofocusingpyroprobe, pyroprobehair, haircapillary, capillarycryogenic
Pyrolysis-GC/MS in the Analysis of Fiber Blends
|CDS Analytical|Aplikace
#162a Pyrolysis-GC/MS in the Analysis of Fiber Blends Application Note Fibers Fiber blends are like other polymer blends or mixtures when analyzed by PyGC/MS in that the individual polymers pyrolyze independently, and theresulting pyrogram contains pyrolysates from each of the…
Klíčová slova
levoglucosan, levoglucosanfurfural, furfuralfiber, fiberterephthalate, terephthalatebenzoic, benzoicterephthalic, terephthalicpyrolysis, pyrolysisfabric, fabriccotton, cottonblends, blendsfibers, fiberspet, petcellulose, cellulosenerated, neratedonsequently
Pyrolysis/GC of Polyolefins
|CDS Analytical|Aplikace
#49a Pyrolysis/GC of Polyolefins Application Note Pyrolysis- Theory Author: T. Wampler Pyrolysis has been utilized as a sample introduction technique for gas chromatography for over four decades. Pyrolysis is the breaking of chemical bonds using heat energy. When large,complex molecules…
Klíčová slova
pyrolysis, pyrolysispolyolefins, polyolefinsalkanes, alkanesamenable, amenabledisubstituted, disubstitutedpolymer, polymeralkenes, alkenescarbons, carbonsgas, gasunsaturated, unsaturatedsubstituted, substituteddegrade, degradetheory, theoryaliphatic, aliphaticfingerprint
