Degradation of rotary vacuum pump oil determined by field desorption (FD) - TOFMS and group-type analysis software

Význam tématu

Účinné sledování kvality oleje v rotačních vakuových pumpách je klíčové pro zajištění spolehlivého provozu a prodloužení životnosti zařízení. Degradace oleje může vést k poklesu výkonu pumpy, kontaminaci systému a zvýšeným nákladům na údržbu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat složení nového a provozovaného (použitého) oleje rotační vakuové pumpy za použití metody field desorption (FD) v kombinaci s TOF hmotnostní spektrometrií a softwarem pro group‐type analýzu. Studie si kladla za cíl identifikovat změny ve složení uhlovodíků způsobené opotřebením a chemickou degradací.

Použitá metodika

Field desorption (FD) je měkká ionizační technika, při níž je analyzovaná látka nanesena ve formě tenké vrstvy na emitér a ionizována v silném elektrickém poli při zahřívání emitéru. Tato metoda umožňuje získat molekulární ionty s minimem fragmentací, což je vhodné pro analýzu nepolárních a termolabilních sloučenin.

Použitá instrumentace

Mass spectrometr: JMS-T100GC AccuTOF GC
Režim ionizace: FD (pozitivní)
Kathodový potenciál: –10 kV
Proud emitéru: 0 až 40 mA (přírůstek 1,2 mA/s)
Sběrné m/z: 35–1600
Interval záznamu spektra: 0,5 s

Hlavní výsledky a diskuse

Srovnání FD spekter odhalilo jemné, avšak významné rozdíly mezi novým a použitým olejem. Group‐type analýza ukázala u použitého oleje:

• nárůst podílu nasycených (CnH2n+2) a středně nenasycených (CnH2n, CnH2n-2) uhlovodíků
• pokles vysoce nenasycených (CnH2n-4, CnH2n-6, CnH2n-8) frakcí

Tyto změny mohou být způsobeny otvíráním cyklických struktur, hydrogenací vícenásobných vazeb nebo oxidativní degradací. Izobarické produkty oxidace nelze při použitých podmínkách zcela rozlišit.

Přínosy a praktické využití metody

Soft ionizace FD-TOFMS umožňuje rychlé a přesné sledování molekulárního složení olejů bez významné fragmentace. Metoda je vhodná pro preventivní údržbu a optimalizaci výměnných intervalů olejů v průmyslových zařízení.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s chromatografickými technikami pro lepší separaci komplexních směsí
• Využití vyšší hmotnostní rozlišovací schopnosti k odlišení izobarických sloučenin
• Automatizace datové analýzy pomocí umělé inteligence pro rychlejší interpretaci výsledků

Závěr

Group‐type analýza FD-TOFMS jasně odhalila kompoziční změny mezi novým a použitým olejem rotační vakuové pumpy a potvrdila vhodnost použití této kombinace pro monitorování degradace olejů.

Reference

• JEOL Ltd, MS Tips No.098/No.040, 2007