高分子材料中の有機系添加剤分析

樹脂、ゴム、繊維製品等の高分子材料に含まれる酸化防止剤・紫外線吸収剤・光安定剤などの有機系添加剤を分析します。微量成分の同定・定量分析や未知成分の構造解析、規制関連物質の含有量分析まで幅広く対応、材料や目的に応じた最適な分析手法をご提案します。


ゴム、プラスチック等の高分子材料には、通常、熱安定性、耐候・耐久性の向上を目的として酸化防止剤、紫外線吸収剤等が添加されています。酸化防止剤の場合、一般的なプラスチック(ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS等)製品に添加される量は0.03~0.15 %程度ですが、リサイクルプラスチックは新品と比較して多量に添加されることもあります。

本機構では材料に応じて適切な前処理を実施し、ガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)および高速液体クロマトグラフ/フォトダイオードアレイ検出(LC/PDA)、LC/MS等を用いて添加剤の一斉定性分析を実施しています。また、添加剤の定量分析については、添加剤の特性および夾雑物に応じて、各クロマトグラフィーと適切な検出法(例:MS、水素炎イオン化検出、バリア放電検出、蛍光検出、示差屈折率検出等)を組み合わせて実施しています。

また、GC/四重極-飛行時間質量分析(Q-TOFMS)、LC/Q-TOFMS法により、供雑物の多い試料、ppb(ng/g)オーダーの微量な添加剤および供雑物の多い試料の定量分析および各種規制関連物質に対して製品中の含有量分析を実施しています。

さらに、Q-TOFMS、LC/イオントラップ-フーリエ変換質量分析(IT-FTMS)法により、MS/MS、多段階MSでの精密質量の取得が可能です。フラグメント解析および精密質量の情報から骨格構造および組成式を特定し、未知添加剤および添加剤不純物の解析を実施しています。

測定機器例

ガスクロマトグラフ・液体クロマトグラフ/四重極-飛行時間質量分析計
液体クロマトグフラフ/イオントラップ-フーリエ変換質量分析計
液体クロマトグラフ/質量分析計

添加剤の分析例

屋外用ポリエチレンパイプを前処理後、LC/MS法で測定したクロマトグラムを示します。クロマトグラムからは酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤に由来するピークが検出されました。

屋外用ポリエチレンパイプに使用された添加剤のクロマトグラム(LC/MS法)

①2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール
②1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン
③トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト
④1,6-ヘキサンジアミン, N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)-ポリマーと2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジンとN-ブチル-1-ブタナミンとN-ブチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジンアミンの反応生成物

添加剤分析の対象化合物例

次表はプラスチック用安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤)の同定可能な物質の一例です。実際には安定剤の他にもさまざまな添加剤が存在し、その種類は多数に及ぶため、詳細はお問い合わせください。

酸化防止剤

化合物名CAS RN製品例
2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルアクリレート123968-25-2スミライザーGS
n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート2082-79-3Irganox1076、アデカスタブAO-50、トミノックスSS
2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N-ジメチルアミノメチル)フェノール88-27-7Ethanox 703
ジエチル[(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)メチル]ホスホネート976-56-7Irganox 1222
2,2′-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)119-47-1ノクラックNS-6、アンテージW-400、ノンフレックスMBP、スミライザーMDP-S、ヨシノックス2246G
2,2′-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)88-24-4ヨシノックス425、ノクラックNS-5、Cyanox425、アンテージW-500、ノンフレックスEBP
4,4′-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)85-60-9スミライザーBBM-S、アデカスタブAO-40、ヨシノックスBB、ノクラックNS-30
トリエチレングリコールビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート]36443-68-2Irganox 245、アデカスタブAO-70、トミノックス917
1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]35074-77-2Irganox 259
3,9-ビス{2-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]-1,1-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン90498-90-1スミライザーGA-80、アデカスタブAO-80
ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド1620-93-5サンダント103
2,2-チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]41484-35-9Irganox 1035、アデカスタブAO-75
2,4-ビス(n-オクチルチオ)-6-(4′-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン991-84-4Irganox 565
N,N’-ビス3-(3’5’ジ-tert-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオニルヘキサメチレンジアミン23128-74-7Irganox 1098
N,N’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン32687-78-8Irganox MD1024、Hostanox OSP4
1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)ブタン1843-03-4アデカスタブAO-30、ヨシノックス930、Topanol CA
1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン1709-70-2Irganox 1330
トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート27676-62-6Irganox 3114、アデカスタブAO-20、ヨシノックス314
1,3,5-トリス(4-tert-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリオン40601-76-1Cyanox 1790
テトラキス[メチレン-3-(3′,5′,-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン6683-19-8Irganox 1010、アデカスタブAO-60、トミノックスTT
エチレンビス[3,3-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ブチラート]32509-66-3Hostanox O3
6,6′-チオビス(2-tert-ブチル-4-メチルフェノール)90-66-4Irganox 1081
トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト31570-04-4Irgafos 168、アデカスタブ2112、JP-650
フェニル-α-ナフチルアミン90-30-2ノクラックPA、Naugard PANA
4,4′-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン10081-67-1ノクラックCD、ノンフレックスDCD
N,N’-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン93-46-9ノクラックWhite、ノンフレックスF
N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン793-24-8ノクラック6C、アンテージ6C
N-フェニル-N’-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)-p-フェニレンジアミン39940-88-0ノクラックG-1
6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン91-53-2ノクラックAW、アンテージAW、ノンフレックスAW
オクチル化ジフェニルアミン101-67-7ノクラックAD、ノンフレックスOD-3、Irganox5057
p-(p-トルエンスルホニルアミド)-ジフェニルアミン100-93-6ノクラックTD
2-メルカプトベンズイミダゾール583-39-1ノクラックMB、アンテージMB、サンダントMB
2-メルカプトベンズイミダゾールの亜鉛塩3030-80-6ノクラックMBZ
2-メルカプト-6-メチルベンズイミダゾール53988-10-6ノクラックMMB、VanoxMTI

紫外線吸収剤

化合物名CAS RN製品例
2-(2′-ヒドロキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール2440-22-4Tinuvin P、アデカスタブLA-32、スミソーブ200、トミソーブ100
8-アセチル-3-ドデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ[4.5]デカン-2,4-ジオン82537-67-5Tinuvin 440、SANOL LS-440
2-(2′-ヒドロキシ-5′-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール3147-75-9Tinuvin 329、スミソーブ340、SEESORB 709、バイオソーブ583
2-(3-tert-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール3896-11-5Tinuvin 326、スミソーブ300、アデカスタブLA-36、SEESORB 703
2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール3846-71-7Tinuvin 320、スミソーブ320、SEESORB 705、バイオソーブ582
2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール3864-99-1Tinuvin 327、バイオソーブ580, ケミソープ72
2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール25973-55-1Tinuvin 328、スミソーブ350、SEESORB704、JF-80
2,4-ジ-tert-ブチルフェニル-3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート4221-80-1Tinuvin 120、SEESORB712、スミソーブ400、バイオソーブ80
2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α -ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール70321-86-7Tinuvin 234
2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(1-メチル-1-フェニルエチル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール73936-91-1Tinuvin 928

光安定剤(HALS)

化合物名CAS RN製品例
2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルベンゾエート26275-88-7SANOL LS-744
ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロネート63843-89-0Tinuvin 144
ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルヒドロけい皮酸)エチレン(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1,4-ジイル)73754-27-5SANOL LS-2626
1,6-ヘキサンジアミン,N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル)-ポリマーと2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジンとN-ブチル-1-ブタナミンとN-ブチル-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジンアミンの反応生成物192268-64-7Chimassorb 2020
デカンジカルボン酸のビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(オクチルオキシ)-4-ピペリジニル)エステル129757-67-1Tinuvin 123
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