RoHs2.0解决方案Thermo GC-MS热裂解气相色谱质谱联用仪

惟一参与蕞新中国国家标准制定商

型号：

TRACE 1310 气相色谱

ISQ 7000 单四极杆质谱

Frontier EGA/PY-3030D 热裂解

Thermo ScientificTM Chromeleon7.2 数据处理系统

本文参考 IEC 62321-8:2017《通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)，配有热裂解/ 热脱附的气相色谱质谱联用仪（Py/ TD-GC-MS）检测聚合物中的邻苯二甲酸酯》，采用热裂解作为样品进样技术，不经前处理直接进 Pyrolyzer-GCMS 系统分析检测，省去了繁琐的前处理步骤。该方法操作简单， 速度快，仪器灵敏度高，无杂质干扰，适合进行增塑剂的快速筛查。

方案特点

1) 自动化程度高，高达 48 位自动进样器，满足高通量分析要求

2) 可提供EworkFlowTM 方法包，整合仪器方法，分析方法， 报告模板，无需重新建立，一键启动分析。

3) 独特的进样口接口设计，无需切分载气流路。可在热裂解进样方式和普通进样方式自由切换。

4) 性能稳定，大浓度进样后系统依然残留量少，大幅减少维护时间，满足连续筛查任务的进行。

关键词

热裂解；增塑剂；聚合物

目标

建立一种简单、快速、自动化程度高的分析检测方法来检测聚合物中增塑剂，以期提供更好的快速筛查方法。

引言

塑化剂是大宗工业品，广泛应用于国民经济各领域，包括塑料、橡胶、粘合剂、纤维素、树脂、医疗器械、电缆等成千上万种产品中。香港浸会大学生物系用白鼠研究发现， 曾经服食增塑剂的老鼠，诞下的后代以雌性为主，并会影响其正常的排卵，即使诞下雄性，其生殖器较正常的小三分之二，而精子数量亦大减，反映增塑剂毒性属抗雄激素活性，造成内分泌失调，影响其正常生育能力。研究可应用到人类身上。

国际电工委员会（IEC）在其 IEC 62321-8:2017 电子产品中某些物质的测定－第 8 部分︰通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)，配有热裂解 / 热脱附的气相色谱质谱联用仪 (Py/ TD-GC-MS) 检测聚合物中的邻苯二甲酸酯中引入了热裂解的进样方式，相较传统的索式萃取方式，极大的缩短了样品的前处理时间和处理难度，大幅提升样品的分析效率。

赛默飞世尔科技 Pyrolyzer-GCMS 分析系统由 ISQTM GC-MS 系统和 Frontier EGA/PY-3030D 系统组成，独特的 PY 进样口接口，实现了 ISQTM GC-MS 和热裂解的完美结合。

仪器

Pyrolyzer-Thermo ScientificTM ISQTM 7000 GC-MS 热裂解 -气相色谱质谱联用仪 ,

包括 :

- TRACE 1310 气相色谱

- ISQ 7000 单四极杆质谱

- Frontier EGA/PY-3030D 热裂解

Thermo ScientificTM Chromeleon7.2 数据处理系统

耗材

TG-5HT 15 m x 0.25 mm x 0.10 μm（P/N 26095-0350）

试剂与标准品

PVC 基质标准品（1000 mg/kg） 锐标

工作曲线的制备

工作曲线：精 准称取 0.50 mg（精 准至 0.01 mg）上机，获得单点绝 对进样量校正曲线。

样品前处理

精 准称取样品 0.50 mg（精 准至 0.01 mg），直接上机。

取样过程如下：根据不同样品材质及形状选择随机合适的工具进行截取

热裂解条件

Upper Temp. :300℃

GC/MS 条件

进样口条件：进样口温度300 ℃，分流进样（分流比120：1），恒流 1.3 mL/min

柱温程序：80 ℃（0 min）-20 ℃/min-300 ℃（2 min） 传输线温度：280 ℃，离子源温度：320 ℃

EI mode，SIM 方式采集

总运行时间：26 min（热裂解时间 +GCMS 运行时间）

表 1. 8 种增塑剂保留时间及特征离子

结果与讨论

标准品色谱图

RSD 及系统残留测定

分别精 准称取 1000 mg/kg 标准品 0.50 mg（精 准至 0.01 mg），采用上述方法分别进样分析，连续进样，考察各组分的RSD 及系统残留，实验结果表明 8 种组分RSD 在 5.55-7.87% 之间，重复性良好。系统残留在 5% 以下（见表 2）。

表 2 . 方法学数据

注：ND= 未检出

实际样品测定

取三种不同材质样品 3 份，参考本方法对塑料中增塑剂进行分析检测。

表 3. 8 种增塑剂测定值

注：ND = 未检

常规索式萃取和热裂解方式对比

从表3 的对比可知，相较于传统索式萃取流程，热裂解方式具有以下优点：a）无需溶剂，b）样品需求量少，c）无需萃取过程， 大量节省时间

表 3. 索式与热裂解处理流程对比（摘取自 IEC 62321-8：2017）

索式萃取流程

a） 将 500±10 毫克的样品定量转移到用于索式萃取的纤维素套筒

中。记录质量精 准到 0.1 mg

b） 使用漏斗将样品转移到萃取套管中。为了确保定量转移，漏斗中应用月 10 mL 正己烷冲洗

c） 添加 10 μL 的拟似标准品（1000 μg/mL) d）用玻璃棉覆盖套管，防止样品浮起

e） 准备大约 120 mL 正己烷用于回流萃取。至少萃取样品 6 小时，

每小时 6 至 8 个循环。较短的萃取时间会降低分析物的回收率

f） 6 小时回流后，在真空（或类似的方法）下使用旋转蒸发将萃

取物浓缩至约 10 mL，然后用正己烷稀释至 50 mL

热裂解流程

a） 使用微量勺或镊子将大约 0.5 mg 的切割或粉末放入预先称重的样品杯中

b） 记录样品杯的总重量精 准到 0.01 mg，总重量减去样品杯的重量得到样品的重量

c） 将适量的去活玻璃棉放入样品杯中，以确保样品粉末不会溢出

结论

参考 IEC 62321-8:2017《通过气相色谱质谱联用仪（GC-MS），配有热裂解 / 热脱附的气相色谱质谱联用仪（Py/TD-GC- MS）检测聚合物中的邻苯二甲酸酯》对聚合物中增塑剂进行分析检测，常规索式萃取需要使用大量样品以大量溶剂耗时 6 小时才能够完成整个前处理流程。本文采用热裂解作为进样技术，极大简化前处理过程，极大降低样品处理难度及提升分析效率，且具有良好的重复性及极低的化合物残留，能很好的完成聚合物中增塑剂的快速筛查。