課題番号 ：S-15-KU-0035
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：高分子に含有する成分の劣化解析
Program Title (English) ：Degradation analysis of the components contained in polymers
利用者名（日本語） ：武居　尚英
Username (English) ：Naohide Takesue
所属名（日本語） ：三菱化学（株） 黒崎事業所 開発研究所 分析技術
Affiliation (English) ：Mitsubishi Chemical Corporetion, Kurosaki Plant, R&D Center, Analytical Technology Section

１．概要（Summary ）
高分子化合物に機能を付加する事を目的として、添加剤が加えられている。これらの添加剤は、その使用状況により劣化を受ける。この劣化状況を確認する事は、高分子材料を設計する上で重要な事項となる。高分子に含有する添加剤の劣化状態や、高分子成分への機能付加の為に添加するオリゴマー成分の組成ついて把握する為、Q-TofMSを用いた高分解能測定やMS/MS測定を行った。高分解能測定では、構成する元素組成情報を得ることが出来、これに別途測定した有機分析結果（FT-IRやNMR）測定を加え、構造解析を行う事が可能となる。また、MS/MS測定では、イオンにエネルギーを与えることにより分子を開裂させ、連鎖骨格や部分骨格情報を得ることが期待される。

２．実験（Experimental）
超高速 HPLC 分離・分子構造分析システムの一部である、Bruker製micrOTOF-QⅢおよびそれに付随する島津製HPLCを用いた分析を行った。
試料は、劣化試験後の高分子から取り出した添加剤やオリゴマー成分を用いた。また、添加剤元々の構造が未知である場合は、それらの構造解析の一部として高分解能LC/MS測定を行った。
分析においては、分離条件や移動相条件に合わせ、目的成分のイオン化を確認し、確立した条件にて精密質量分析やMS/MS測定を実施した。イオン化においては、移動相に加える酸などが影響を与える為、目的成分に合わせた検討が必要であった。

３．結果と考察（Results and Discussion）
含有する添加剤の劣化成分の構造を明らかにするため、高分解能測定による元素組成解析を行った。この結果および別途取得したNMR等の測定結果より、未知の成分について構造を明らかにすることが出来た。本結果は、今後新たに開発する添加剤のデザインに役立てる予定である。
尚、高分解能測定において、分子量が600程度までの成分については、LC/MS測定の最初数分の間に標準物質を測定してデータ全体を構成する方法で精度よく計算することが出来た。しかしながら、分子量が1000程度の成分については、上記方法では質量変動が大きい為、計算値のバラつきが大きくなった。これを抑える為、常時標準物質を流しながらLC/MS測定を行った。本手法によりある程度までの精度を得ることが出来た。装置誤差である±3%の誤差ギリギリの精度での分析については、まだ課題が残る。
また、分子量1000程度のオリゴマー成分について、MS/MS測定を行い、それらの連鎖構造を明らかに出来る可能性を見出した。2元系高分子の連鎖解析は、一般的にNMRにより行われるが、この場合は、平均した情報のみが得られる。LCによる分離とMS/MS機能を併用することにより、連鎖の組み合わせごと（たとえばAとBの2元系高分子の場合は、ABAB、AABB、ABBAそれぞれ）の量を把握する事が理論的には可能となる。LC/MS/MS測定においては、観測されている主なイオンを自動的にMS/MS測定するモード用いて測定を行った。この機能は非常に簡便であったが、LCにおいてピーク分離が不十分な場合は、目的ピークの情報が得られない場合があった。ソフトウエアの仕様確認を含め、メーカーとの一体となった対応が必要と感じている。

４．その他・特記事項（Others）
なし。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし。

６．関連特許（Patent）
なし。