- PII
- S3034530825040121-1
- DOI
- 10.7868/S3034530825040121
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 4
- Pages
- 146-159
- Abstract
- The article provides information on the methods for studying the mechanisms of depolymerization and thermal destruction of polytetrafluoroethylene (PTFE) and its low-molecular-weight fractions. It is shown that pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry (Pi-GC/MS) is the most widely used method for analyzing the consist and properties of high-molecular-weight and low-molecular-weight polytetrafluoroethylenes, but this method does not allow good separation of the peaks of saturated and unsaturated fluorocarbons and identification is possible only by characteristic ions. It is possible to use the Pi-GC/MS option, where the mass spectrometer operates in the negative chemical ionization mode with methane and isobutane reagent gases. The separation does not become better, but good mass spectra are recorded, where molecular ions are present. Only multidimensional gas chromatography allows complete separation of the peaks of saturated and unsaturated fluorocarbons.
- Keywords
- фторполимеры политетрафторэтилен низкомолекулярный политетрафторэтилен пиролитическая газовая хроматомасс-спектрометрия многомерная газовая хроматография
- Date of publication
- 21.08.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 76
References
- 1. Drobny J.G., Ebnesajjad S. Technology of fluoropolymers: a concise handbook. CRC Press, 2023. 327 p.
- 2. Логинов Б.А. Удивительный мир полимеров. М., 2009. 168 c.
- 3. Бузник В.М. Фторполимерные материалы: применение в нефтегазовом комплексе. М.: Нефть и Газ: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2009. 31 c.
- 4. Бузник В.М. Новые наноразмерные и микроразмерные объекты на основе политетрафторэтилена // Рос. нанотехнологии. 2009. Т. 4, № 11/12. С. 35–41.
- 5. Бузник В.М. Фторполимерные материалы. Томск: Изд-во науч.-тех. лит., 2017. 600 с.
- 6. Игнатьева Л.Н., Мащенко В.А., Горбенко О.М., Бузник В.М. Низкомолекулярные фторполимеры. Строение, термические свойства // Хим. физика. 2023. T. 42, № 11. С. 23–38.
- 7. Puts G.J., Crouse P., Ameduri B.M. Polytetrafluoroethylene: synthesis and characterization of the original extreme polymer // Chem. Rev. 2019. Vol. 119, No. 3. P. 1763–1805.
- 8. Tuminello W.H., Dee G.T. Thermodynamics of poly (tetrafluoroethylene) solubility // Macromolecules. 1994. Vol. 27, No. 3. P. 669–676.
- 9. Ольхов Ю.А., Аллаяров С.Р., Диксон Д.А. Молекулярно-тополoгическое строение γ-облученного политетрафторэтилена // Химия высоких энергий. 2012. Т. 46, №. 6. С. 476–476.
- 10. Хатипов С.А. и др. Исследование надмолекулярной структуры ПТФЭ с использованием двухстадийного химического травления поверхности // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2015. № 11. С. 72–83.
- 11. Puts G., Crouse P., Ameduri B. Thermal degradation and pyrolysis of polytetrafluoroethylene // Handbook of Fluoropolymer Science and Technology. 2014. P. 81–104.
- 12. Errede L.A. The Application of Simple Equations for Calculating Bond Dissociation Energies to Thermal Degradation of Fluorocarbons // J. Org. Chem. 1962. Vol. 27, No. 10. P. 3425–3430.
- 13. Coleman W.E. et al. The Identification of Toxic Compounds in the Pyrolysis Products of Polytetrafluoroethylene (PTFE) // Am. Ind. Hyg. Assoc. J. 1968. Vol. 29, No. 1. P. 33–40.
- 14. Ellis D.A. et al. Thermolysis of fluoropolymers as a potential source of halogenated organic acids in the environment // Nature. 2001. Vol. 412, No. 6844. P. 321–324.
- 15. Simon C.M., Kaminsky W. Chemical recycling of polytetrafluoroethylene by pyrolysis // Polym. Degrad. Stab. 1998. Vol. 62, N 1. P. 1–7.
- 16. Lonfei J., Jingling W., Shuman X. Mechanisms of pyrolysis of fluoropolymers // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 1986. Vol. 10, No. 2. P. 99–106.
- 17. Ajeti A.D., Vyas S. Gas phase product evolution during high temperature pyrolysis of PTFE: Development of ReaxFF simulation protocol // Chem. Eng. J. A. 2024. Vol. 19. 100622.
- 18. Van Duin A.C.T. et al. ReaxFF: a reactive force field for hydrocarbons // J. Phys. Chem. A. 2001. Vol. 105, No. 41. P. 9396–9409.
- 19. Morisaki S. Simultaneous thermogravimetry-mass spectrometry and pyrolysis-gas chromatography of fluorocarbon polymers // Thermochim. Acta. 1978. Vol. 25, No. 2. P. 171–183.
- 20. Meissner E., Wróblewska A., Milchert E. Technological parameters of pyrolysis of waste polytetrafluoroethylene // Polym. Degrad. Stab. 2004. Vol. 83, No. 1. P. 163–172.
- 21. Tao J. et al. Reactivity and reaction mechanism of Al-PTFE mechanically activated energetic composites // FirePhysChem. 2021. Vol. 1, No. 2. P. 123–128.
- 22. Purser D.A. Recent developments in understanding the toxicity of PTFE thermal decomposition products // Fire Mater. 1992. Vol. 16, No. 2. P. 67–75.
- 23. Warheit D.B. et al. Attenuation of perfluoropolymer fume pulmonary toxicity: effect of filters, combustion method, and aerosol age // Exp. Mol. Pathol.1990. Vol. 52, No. 3. P. 309–329.
- 24. De Vega R.G. et al. Studying the degradation of bulk PTFE into microparticles via SP ICP-MS: a systematically developed method for the detection of F-containing particles // J. Anal. At. Spectrom. 2024. Vol. 39, No. 8. P. 2030–2037.
- 25. Sullivan G.L. et al. Detection of trace sub-micron (nano) plastics in water samples using pyrolysis-gas chromatography time of flight mass spectrometry (PY-GCToF) // Chemosphere. 2020. Vol. 249. P. 126–179.
- 26. Skedung L., Savvidou E., Schellenberger S. et al. Identification and quantification of fluorinated polymers in consumer products by combustion ion chromatography and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry // Environ. Sci.: Processes Impacts. 2024. Vol. 26. P. 82–93.
- 27. Цветников А.К. Энергои ресурсосберегающие материалы на основе ультрадисперсного низкомолекулярного политетрафторэтилена // Вестн. ДВО РАН. 2021. № 5. С. 93–108.
- 28. Павлов А.Д., Суховерхов С.В., Цветников А.К. Использование пиролитической хроматомасс-спеткрометрии для определения состава ФОРУМа и его фракций // Вестн. ДВО РАН. 2011. № 5. С. 72–75.
- 29. Павлов А.Д., Суховерхов С.В., Цветников А.К. Использование пиролитической хроматомасс-спектрометрии для идентификации нанодисперсных фторполимерных материалов // Вестн. ДВО РАН. 2013. № 5. С. 39–43.
- 30. Павлов А.Д., Суховерхов С.В., Цветников А.К. Применение химической ионизации для изучения масс-спектрометрической фрагментации низкомолекулярных политетрафторэтиленов // Полимеры в науке и технике: Всероссийская научная Интернет-конференция с международным участием: материалы конференции (Казань, 10 июня 2014 г.). Казань, 2014. С. 43–48.
- 31. Руднев В.С., Ваганов-Вилькинс А.А., Цветников А.К., Недозоров П.М., Яровая Т.П., Курявый В.Г., Дмитриева Е.Э., Кириченко Е.А. Некоторые характеристики композитных политетрафторэтилен-оксидных покрытий на сплаве алюминия // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51, № 1. С. 79–93.
- 32. Rudnev V.S., Vaganov-Vil’kins A.A., Yarovaya T.P., Pavlov A.D. Polytetrafluoroethylene-oxide coatings on aluminum alloys // Surf. Coat. Technol. 2016. Vol. 307. P. 1249–1254.
- 33. Vaganov-Vil’kins A.A., Rudnev V.S., Pavlov A.D., Sukhoverkhov S.V., Kostin V.I., Lukiyanchuk I.V. IR and Py-GC/MS investigation of composite PTFE/PEO coatings on aluminum // Mater. Chem. Phys. 2019. Vol. 221. P. 436–446.
- 34. Павлов А.Д., Суховерхов С.В., Прокуда Н.А. Применение пиролитической хроматомасс-спектрометрии и многомерной газовой хроматографии для исследования низкомолекулярного политетрафторэтилена // Химическая наука: современные достижения и историческая перспектива: I Всероссийская научная интернет-конференция с международным участием: материалы конф. (Казань, 29 марта 2013 г.). Казань: ИП Синяев Д.Н., 2013. С. 118–120.
