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Gerät zur pyrolytischen Zersetzung von Substanzproben Die Neuerung
betrifft ein Gerät zur pyrolytischen Zersetzung von Substanzproben an einem durch
Stromwärme heizbaren, gegebenenfalls mit einem zur Temperaturmessung dienenden Thermoelement
in Berührung befindlichen elektrischen Heizwiderstand zwecks nachfolgender gaschromatographischer
Analyse der gasförmigen Zersetzungsprodukte in einem Gaschromatographen mit einem
Flüssigkeitseintrittsteil.
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Zur tberführung fester organischer Materialien, wie Kunststoffe, in
gasförmige Zersetzungsprodukt'e mit dem Zweck einer nachfolgenden gaschromatographischen
Analyse derselben bedient man sich mit Vorzug der Pyrolyse einer kleinen Menge der
Probe an der Oberfläche eines durch Stromwärme erhitzten Widerstandes, der sich
im Trägergasstrom des Gaschromatographen befindet. Die verschiedenen in der Literatur
beschriebenen Anordzungen für diese Glühdrahtpyrolyse bestehen einmal darin, daß
der durch einen Verschlußstopfen hindurchgeführte Glühdraht am Kopf der chromatogrphischen
Trennsäule oder an einer anderen Stelle des Trägergasletiunssystems, vorzugsweise
an der Öffnung des Flüssigkeitseintrttsteles, eingeführt wird.
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Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen sich zur Verhinderung
des hauptsächlichen Nachteiles der erstgenannten Bauweise, nämlich des Lufteinbruches
in den Trägergasstrom beim Auswechseln der Proben, der Glühdraht in einer zerlegbaren
Zelle befindet, die in einem wahlweise einschaltbaren Nebenkreis des Trägergasleitungssystems
liegt und ausgewechselt werden kann, ohne daß Iiufteinbruch in den Haupt strom erfolgt.
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Obgleich die letztgenannte Anordnung einen wesentlichen Fortschritt
in der experimentellen Technik der Pyrolysen-Gaschromatographie darstellt, erfordert
sie noch immer eine merklich
lange Entlüftungszeit für die Zelle
und einen überdrucksicheren Einbau der letzteren in die Trägergsleitung bei jedesmaligem
Wechsel der Probe. Dieser Einbau ist zeitraubend und führt zu Störungsanfälligkeit
der Anordnung. Dies erschwert die Anwendbarkeit der Methode bei betriebsmäßigen
analytischen Reihenuntersuchungen; zudem ist für jede einzelne Bauart der verschiedenen
im Handel befindlichen Gaschromatographen eine besondere konstrucktive Anpassung
des Pyrolyseuerätes notwendig, wobei in den meisten Bällen das Pyrolysat nach seiner
Entstehung auf den Heizdraht noch über ein verhältnismäßig langes, zur Vermeidung
von Kondensation gesondert zu beheizendes Röhrensystem bis zum Kopf der rennsäule
geführt werden muß.
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Die geschilderten und andere Nachteile, insbesondere der unerwünschte
und nachteilige Lufteinbrung beia Auswechseln der Proben werden durch die Neurung
in günstiger und praktikabler Weise behoben. Gegenstand der Neurerung sind bei einem
wie eingangs erläuterten Gerät die Merkmale, daß der Pyrolysenraum zum Teil aus
einer abuehmbaren Hülse besteht, innerhalb derer sich der Heizwiderstand befindet,
die ferner in eine Kanüle ausläuft und in der schließlich ein Röhrchen oder dergleichen
für den Iertgasstrom jündet. Die Vorteile eines derartigen Gerätes bestehen nicht
nur in der allgeneinen Anwendbarkeit der Pyrolysezelle als Zusatzgerät für die verschiedensten
Modelle von Gaschromatographen bohne zusätzliche technische Hilfsmittel zur Überführung
der Zersetzungsprodukte aus den Pyrolyseraum in die Trennsäule, sondern vor allam
in der raschen und mühelosen Herstellung einer Verbindung zwischen der Pyrolysezelle
und dem Gsschromatograpehn unter Vermeidung v Abdichtungen erfordernden Rohrverbindungen,
ferner in der Möglichkeit einer raschen Entlüftung der Zelle noch vor Einbringen
in den Trägergasstrom des Gaschromatographen, wobei jegliches Eintreten von Lutt
in den Gaschromatographen entfällt. Weitere Vorzüge sind zu erreichen durch die
Nögliciikeit der Abtrennung der Pyrolysezelle vom Gaschromatographen zwecks Reinigung
und
Neubeschickung unmittelbar nach beendeter Injektion, in dem
kurzen Zuführungsweg für die zersetzugsprodukte aus dem Pysrolyseraum in das beheizte
Innere des Gaschromatographen, wodurch die Wahrwscheindlickeit von Kondensationen
oder Sekundirreaktionen verringert wird. Schließlich ist noch die leichte iustauschbarkeit
des einzigen evtl. bruchanfälligen und einer Reinigung bedürfenden Bestandteiles
der Pyrolysezelle, nämlich der Hülse mit daran angeordneter Kanüle, zu erwähnen.
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Bei einer Ausführungsform der Neureung ist vorgesehen, daß die Stromleiter
für den Heizwiderstand sowie das Röhrchen von iner Platto aus einer druck-und temperaturbeständigen
Klasse getragen sind. Auf diese Weise wird eine stabile und von den auftretenden
Drucken und Temperaturen unabhängige Halterung dieser Teile erreicht.
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Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform, ist vorgesehen, daß
in der Hülse vor der oberen Öffnung der Kanüle ein Filter in Gestalt z. 3. eines
Glaswollepfropfens eingebracht ist.
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So vermeidet man die flitftihrung nichtgasförmiger Pyrolyseprodukte
durch den Trägergasstrom.
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Eine Ausführungsform der Neuerung ist in der beigefügten Zeichnung
beispielsweise und schematisch im Schnitt wiedergegeben.
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Die durch Stromwärme zu erhitzende Spirale 1, auf die die Probe in
bekannter Weise aufgebracht wird und die zweckmäßig in Berührung mit einer zur Messung
der Pryolsetemperatur dienenden Kontaktstelle eines Thermoclements steht, wird von
einer die Stromleiter 3a und das Röhrchen 3 für den Inertgasstrom tragenden Platte
2 aus einer druck- und temp9raturbeständigen Masse gehalten die in das Edelstahlgehäuse
4 eingekittet ist. In vielen Fällen ist es von Vorteil, wenn die Inerggaszuleiung
3 zwecks Vermeidung von Kondensaten zum Beispiel elektrisch beheizt wird. Durch
Anpressen der Hülse 7 aus temperaturbeständigem Glas, in wielche eine Einspritznüle
8 eingeschmolzen ist, an die Platte 2 wird der Pyrolyseraun
gebildet.
Das überdruckdichte Anpressen der Hülse erfolgt durch Aufschrauben der Überweurfumtter
5, z. B. über einen Sechskant, eine Flügelmutter, eine Rändelschraube oder dergleichen,
auf das Gehäuse 4 mittels der Gummidichtung 6. Die Arbeitsweise ist derart, daß
nach Aufbringen der Probe auf die Spirale 1 und Zusammensetzen in der abgebildeten
Weise die zunächst noch nicht in Verbindung mit dem Gaschromatographen befindliche
Zelle durch Einleiten eines'kräftigen Stromes des als Trägergas dienenden Inertgases
entlüftet wird. Bereits nach etwa 20 Sekunden ist der Pyrolysenraum auf diese Weise
von Luft befreit, sodann wird die Einspritzkanüle 8 in die Membrane des an jedem
Gaschromatographen befindlichen Flüssigkeitseintrittsteiles eingestochen und der
Pyrolysestromkreis, der zur Erhitzung der Spirale 1 und Zersetzung der Probe dient,
geschlossen, evtl. unter Registrierung der thermoelektrisch gemessenen Pyrolysetemperatur.
Das Pyrolysat wird durch den Inertgasstrom sofort in den Gaschromatographen eingespült.
3twa 30 Sekunden nach Beendigung des Pyrolysevorganges kann die Zelle durch Herausziehen
der Kanüle aus der Membrane vom Gaschromatographen abgetrennt und evtl. nach Austausch
der verunreinigten Hülse neu beschickt werde. Zweckmäßig ist die Einführung eines
Glaswollepfropfens in die Hülse vor die obere Öffnung der Kanüle 3, um die Mitführung
nichtgasförmiger Pyrolyseprodukte zu verhindern. Ferner ist es zweckmäßig, den bei
, eingeführten Inertgasstrom über eine'n Dreiweghahn aus dem Trägergastrom des Gaschromatogpeh
an einer geeigeten Stelle vor dem Einspritztiel zu entrnehm. Dabie wird zur Entlüftung
der Zelle der Trägergasstrom durch Umschalten kurzzeitig iRl die Zelle geleitet,
so daß nach Einstechen der Kanüle in der oben beschriebenen Weise der gesamte Urägergasstrom
auf den Wege über die Zelle in den Gaschromatographen eingeführt wird. In diesem
Falle muß nach Beendigung des Injektor onvorganges unter vor dem Herausziehen der
Kanüle aus der Membrane des FlüsJlsweitseintrittsteiles die Zelle wieder aus dem
Trägergastorm ausgeschaltet werden.