典型塑料载体与助燃剂燃烧残留物的闪蒸气相色(2)

2.1 闪蒸温度的确定

对塑料载体及其燃烧残留物等待测样品进行热分析,确定待测样品热重(TG)曲线中的外推始点温度和差示扫描量热(DSC)曲线的熔融温度等特征性温度,并根据实际情况调节裂解温度。

选择合适的闪蒸温度,既要保证大于熔融温度,保证样品中的残留溶剂或低沸点组分有足够的热量蒸发,也要保证闪蒸温度小于样品的外推始点温度,使待测样品在闪蒸温度下不发生分解和变质,不对样品造成破坏。所以,实验首先对PE载体、PET载体与两种助燃剂混合燃烧残留物4组待测样品分别进行热分析,TG曲线与DSC曲线见图1。

PE载体与汽油、柴油混合燃烧残留物熔融过程中的DSC曲线峰温分别为148.0和148.3 ℃, PET载体与汽油、柴油混合燃烧残留物熔融过程DSC曲线的峰温分别为260.7和266.4 ℃。

PE载体与汽油、柴油混合燃烧残留物对应的TG曲线外推始点温度分别为471.5和474.8 ℃, PET载体与汽油、柴油混合燃烧残留物对应的TG曲线外推始点温度分别为445.6和446.5 ℃。

选择闪蒸温度为300 ℃时,可保证闪蒸温度大于4组样品的熔融温度且小于外推始点温度,既能使助燃剂的残留组分挥发出来,又能保证样品不会发生分解变质,避免了聚合物大分子非助燃剂成分裂解后对谱图产生的干扰。

图 1 塑料载体与助燃剂混合燃烧残留物的热分析曲线Fig. 1 Thermal analysis curves of the combustion residue of the plastic carriers and accelerantDSC: differential scanning calorimetry; TG: thermogravimetry.

2.2 塑料载体与助燃剂混合燃烧残留物的Flash GC分析

由于实际火场中的火灾物证表面吸附或内部残留的助燃剂具有较强挥发性,其他研究[16]证实了提取时间对助燃剂特征组分的检测鉴定有一定的影响。所以选择立即提取和在通风条件下敞口放置120 h后提取2个时间对闪蒸气相色谱检测结果进行分析与评价。

2.2.1 PE载体对应燃烧残留物的Flash GC分析

PE载体与汽油、柴油混合燃烧残留物的Flash GC谱图见图2。PE载体与汽油混合燃烧残留物的闪蒸谱图在5～14 min有较多特征峰出现,立即提取样品的谱图特征峰峰高范围为100～300 pA, 120 h后提取样品的谱图与立即提取的色谱图相似,但在相同进样量的前提下,低沸点区组分峰高下降了约40%。

图 2 PE载体对应燃烧残留物的闪蒸色谱图Fig. 2 Flash gas chromatograms of the combustion residues of the corresponding PE carrier

PE载体与柴油混合燃烧残留物的闪蒸谱图在12～36 min产生一系列有规律的特征峰,立即提取样品的谱图特征峰中3个较高的峰出现在27.9、29.3和31.2 min,峰高可达175 pA。120 h后提取样品的谱图中3个较高的峰出现在27.9、29.4和31.2 min,峰高最大为105 pA。

图 3 PET载体对应燃烧残留物的闪蒸色谱图Fig. 3 Flash gas chromatograms of the combustion residues of the corresponding PET carrier

2.2.2 PET载体对应燃烧残留物的Flash GC分析

PET载体与汽油、柴油混合燃烧残留物的Flash GC谱图见图3。PET载体与汽油混合燃烧残留物的闪蒸谱图在5～14 min产生了较多的汽油燃烧产物特征组分,峰高范围为45～155 pA。在相同的进样量条件下,与PE载体对应的闪蒸谱图比较,PET载体对应的闪蒸谱图特征峰峰高较低,证明PET载体对应燃烧残留物得到汽油的特征组分含量较少,且低沸点区特征峰含量有所增加,可知PET载体与汽油的混合燃烧相对不完全。

表 2 载体与汽油混合燃烧残留物的Flash GC-MS分析Table 2 Analysis of the combustion residue of the carrier and gasoline by Flash componentRetention time/minPE-CR95#PE-CRPET-CR95#PET-CR1aromatic hydrocarbontrimethylbenzene and its and its and its aromatic naphthalene15....2925hydrocarbonmethylnaphthalene and its .100-18..090-18.. and its and its and its ..methylanthracene and its

在PET载体与柴油混合燃烧残留物的闪蒸谱图中,20～36 min出现了一系列有规律的特征峰。120 h后提取样品的闪蒸谱图中特征峰峰高较立即提取样品的谱图中有降低,但依然可以看出柴油特征峰的特征性。在相同实验条件下,PET载体与柴油混合燃烧残留物闪蒸谱图峰形较PE载体对应的闪蒸谱图低沸点区组分百分比含量高,证明PET载体与柴油混合燃烧并不完全。

通过对比PE载体、PET载体与助燃剂混合燃烧残留物的闪蒸谱图在不同提取时间的变化情况发现,随着提取时间的推移,PET载体对应样品可分析检测到的特征组分比PE载体对应样品的检测信号下降少,证明PET载体与助燃剂混合燃烧残留物相对不易损失残留助燃剂的特征信息。

2.3 塑料载体与助燃剂混合燃烧残留物的Flash GC-MS分析

文章来源：《塑料》 网址: http://www.slzzs.cn/qikandaodu/2020/1119/676.html