Analisis poliester berbilang komponen menggunakan JMS-S3000 “SpiralTOF™-plus3.0” dan analisis Kendrick Mass Defect (KMD)

Kopolimer ialah polimer yang terbentuk dengan menghubungkan pelbagai jenis monomer. Menggabungkan monomer yang berbeza boleh menghasilkan polimer dengan sifat fizikal dan kimia yang lebih pelbagai daripada homopolimer yang diperbuat daripada monomer tunggal. Kebanyakan poliester yang digunakan dalam bahan industri seperti pelekat, cat dan salutan ialah "kopolimer berbilang komponen." Jenis monomer dan nisbah pencampurannya mempengaruhi pelbagai prestasi. Dalam nota aplikasi ini, kami memperkenalkan kelebihan spektrometri jisim masa penerbangan (MALDI-TOFMS) dengan bantuan matriks resolusi tinggi dalam menganalisis kopolimer berbilang komponen. MALDI adalah salah satu kaedah pengionan lembut yang paling biasa. Oleh kerana polimer terutamanya terion sebagai ion bercas tunggal, maka m/z dalam spektrum jisim ialah jisim ion polimer. Dengan menggunakan MALDI-TOFMS resolusi jisim tinggi, adalah mudah untuk membezakan siri polimer berdasarkan perbezaan dalam komposisi unit berulang dan kumpulan akhir, dan ia juga mungkin untuk mengira taburan berat molekul setiap satu. Oleh itu, berbanding pirolisis GC-MS dan NMR, yang sering digunakan untuk analisis bahan polimer, MALDI-TOFMS ialah kaedah yang membolehkan kopolimer dikenal pasti secara langsung daripada spektrum jisim. Kaedah Kendrick Mass Defect (KMD) telah membolehkan untuk memvisualisasikan siri polimer dengan mudah yang terkandung dalam spektrum jisim resolusi jisim tinggi yang kompleks. Di sini, kami memperkenalkan contoh menganalisis campuran dua jenis poliester binari dan poliester kuaternari.

Penyediaan sampel

Sampel yang digunakan ialah campuran dua jenis poliester kopolimer binari (A dan B) dan poliester kopolimer kuaternari C. Monomer yang membentuk A, B, dan C ditunjukkan dalam Jadual 1. 2,5-DHB digunakan sebagai matriks, dan natrium trifluoroasetat (NaTFA) digunakan sebagai agen kationisasi. Spektrum jisim diperoleh menggunakan mod ion positif SpiralTOF JMS-S3000 "SpiralTOF™-plus3.0". Setiap spektrum jisim telah dinyahisotop dan tertakluk kepada analisis KMD menggunakan msRepeatFinder V8.

Jadual 1　Struktur unit monomer poliester binari A dan B, dan poliester kuaternari C

Analisis campuran dua poliester binari

Spektrum jisim campuran kopolimer binari ditunjukkan dalam Rajah 1. Poliester binari A (jisim monomer 248u, 228u) telah disahkan terutamanya daripada selang puncak. Seterusnya, senarai puncak deisotop dibuat daripada spektrum jisim dan tertakluk kepada analisis KMD. Adalah diketahui bahawa kopolimer binari boleh disahkan sebagai corak kekisi pada plot KMD. Senarai puncak dan plot KMD (unit asas: 248.105 u) ditunjukkan dalam Rajah 2. Bulatan biru menunjukkan siri polimer yang diperhatikan sebagai komponen utama dalam spektrum jisim. Seterusnya, siri kopolimer binari hijau dan merah telah disahkan sebagai komponen kecil. Siri hijau adalah selari dengan siri biru komponen utama dan dianggap mempunyai struktur rantai utama yang sama seperti poliester binari A tetapi dengan kumpulan hujung yang berbeza. Sebaliknya, siri merah ialah kopolimer binari yang terdiri daripada monomer yang berbeza daripada siri biru. Dengan meneliti selang puncak, ia telah disahkan sebagai poliester binari B. Kelebihan analisis KMD ialah ia boleh membezakan dengan mudah corak komponen kopolimer kecil yang sukar dibezakan daripada spektrum jisim.

Rajah 1　Spektrum jisim campuran poliester binari A dan B.

Rajah 2　Senarai puncak dinyahisotop dan plot KMD (unit asas 248.105 u) bagi campuran poliester binari A dan B.

Analisis poliester kuaternari

Spektrum jisim poliester kopolimer kuaternari C ditunjukkan dalam Rajah 3. Spektrum jisim yang diperoleh adalah lebih kompleks daripada campuran poliester kopolimer binari. Seterusnya, senarai puncak deisotop dibuat daripada spektrum jisim dan tertakluk kepada analisis KMD. (Rajah 4). Corak kompleks yang terdiri daripada beberapa corak kekisi bertindih diperhatikan di kawasan yang dikelilingi oleh segi empat merah. Kawasan dalam segi empat tepat hijau telah diperbesarkan. Setiap daripada empat anak panah yang ditunjukkan di sebelah kanan Rajah 4 menunjukkan arah dan jarak yang satu titik pada plot KMD bergerak apabila satu daripada empat unit monomer yang ditunjukkan dalam Jadual 1 ditambah. Apabila titik tertentu diambil sebagai titik permulaan anak panah, terdapat titik di hujung keempat-empat anak panah, mengesahkan bahawa poliester C ialah poliester kuaternari. Satu lagi kelebihan analisis KMD ialah ia boleh mengesahkan sama ada monomer tertentu dimasukkan ke dalam kopolimer kompleks tersebut.

Kesimpulan

Seperti yang diterangkan di atas, menggabungkan analisis MALDI-TOFMS dan KMD resolusi tinggi berguna untuk menganalisis kopolimer. Dalam analisis kopolimer binari, plot KMD adalah agak mudah, dan analisis boleh dilakukan walaupun dengan sedikit maklumat mengenai unit monomer. Sebaliknya, dalam menganalisis kopolimer kuaternari, kombinasi selang puncak menjadi rumit, jadi maklumat awal tentang unit monomer dianggap perlu.

Penghargaan

Untuk analisis kopolimer berbilang komponen, artience Co., Ltd. berbesar hati memberikan kami sampel dan bekerjasama untuk membangunkan kaedah analisis.

Rajah 3　Spektrum jisim poliester kuaterna C.

Rajah 4　Senarai puncak dinyahisotop dan plot KMD (unit asas 248.105 u) poliester kuaterner C.

Rumusan berdasarkan bidang

Plastik / Polimer

Lebih Banyak Produk

JMS-S3000 SpiralTOF™-plus 3.0Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-FlightMass Spectrometer

Kategori produk

MALDI-TOF MS