TGA-MS/IR analýza těkavých organických látek z lignocelulózových materiálů

Abstract

V oblasti památkové péče jsou knihy a archiválie ukládány do ochranných obalů, zhotovených z lignocelulózových materiálů. Z obalových materiálů se mohou v průběhu času uvolňovat těkavé organické látky. Mezi nimi lze nejčastěji nalézt organické kyseliny, aldehydy, ketony, estery organických kyselin. Tyto tzv. organické těkavé sloučeniny (VOC = volatile organic compounds) Tyto uvolněné látky mohou interagovat s objekty, které jsou v obalech dlouhodobě uloženy. V této práci jsme se zabývali možností analýzy těchto těkavých látek pomocí termogravimetrické analýzy s hmotnostní či infračervenou detekcí. Při termogravimetrické analýze dochází k postupnému zahřívání vzorku a je sledována změna jeho hmotnosti v závislosti na dosažené teplotě. Během zahřívání se ze vzorku uvolňují těkavé látky, které je možné následně analyzovat pomocí hmotnostní spektrometrie či infračervené spektrometrie. Zde byly měřeny vzorky s různým vlákninovým složením. Cílem práce bylo zjistit, zda je možné tuto metodu využít pro analýzu těkavých látek, případně porovnat kvalitativní a kvantitativní změnu uvolňovaných látek u různých vzorků papíru a lepenek. Termogravimetrická analýza by pak mohla být levnější alternativou vůči analýze těkavých látek pomocí mikroextrakce na tuhou fázi ve spojení s plynovou chromatografií.Lignocellulose materials usually used in cultural heritage are e.g. paper or paperboard. During ageing, low molecular compounds can vapour from these materials. Among them following compounds can be found: organic acids, aldehydes, ketones and organic acid esters. The compounds can interact with objects long term stored in the lignocellulose containers and, thus, support the degradation of the objects. The possibility of analysis of the vapour compounds by thermogravimetric analysis with mas or infrared detection was studied in this work. During thermogravimetric analysis, the sample is gradually heated and the changes of the sample mass are observed depending on the temperature. As the sample is heated, the vapour compounds are released that are possible to analyse with mass or infrared spectrometry. In this experiment, three samples with different fibre content were analysed. The aim of the work was to determine whether it is possible to distinguish the samples according to the type and amount of the released vapour compounds. If effective enough, the thermogravimetric analysis could be used to determine the vapour compounds instead of more expensivesolid state microextraction combined with gas chromatography