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半导体行业解决方案之共聚物分析

来源：沃特世科技（上海）有限公司(Waters) 分类：招商 2024-05-23 17:45:13 26阅读次数

半导体行业中共聚物的应用非常广泛，不同的共聚物具有不同的特性和应用场景，无论是为了化学改性、增加耐刻蚀性，还是为了兼容下游工艺，对其性能提升、降低生产成本，更多复合功能的聚合物领域的研发十分重要。色谱质谱成分分析手段可以助力材料的成分、结构表征，在新材料研发、工艺筛选、配方比对、逆向工程等领域均发挥重要的意义。

Py-APGC QTof热裂解-大气压气相色谱电离源四极杆串联飞行时间质谱

利用热裂解技术，可以在高温下将共聚物分解，然后利用气相分离和质谱表征生成的产物，以了解共聚物的化学结构和组成。但在传统的热裂解GC/MS中，由于其灵敏度（尤其高分子量热解碎片）和数据库搜索的局限性，无法表征复杂的共聚物，例如存在五元共聚物的光刻胶，三元共聚物的热解行为比较等。

APGC大气压气相色谱电离源，延承通用离子源结构和“工程精简（Engineered Simplicity?）”的设计理念，在大气压下实现GC/MS电离，同时实现从UPLC到GC的无需泄真空的快速、简便切换。可以获得1) 更高的灵敏度，2) 丰富的分子量信息，如四聚体，3) 简化多元分析，4) 结构解析更简单。

嵌段聚合物与随机共聚物热解行为的比较中，通过热裂解Py-APGC比较丙烯酸-苯乙烯不同共聚物热裂解行为。借助

waters_connect UNIFI科学信息化系统的二元比对或多元统计方式，通过比对找到引起差异化标志物，建立模型用于后续的样品分类。

图1.嵌段共聚物和随机共聚物的热解信息比对。

借助该方法，可以实现多元共聚物之间的热解碎片结构比较，验证聚合物结构的一致性，找寻聚合物样品结构差异性。同时Py-APGC还是LC-QTof的互补以及传统GCMS分析手段的互补技术，具有广泛应用场景。

一台QTof实现GC、LC联用
○ 锂离子电池电解液失效分析
○ 食品药品包装材料/生物医用材料/医疗器械的E&L研究
○ 逆向工程
○ 故障排查
○ 预算受限的实验室

扩展热裂解，高分子材料的构效关系研究(Py-APGC)
○ 嵌段聚合物与随机共聚物热解行为的比较
○ 自由基聚合引发反应形成的多元共聚物链端结构分析
○ 聚酰亚胺(PI)基础结构解析
○ 受阻胺光稳定剂(HALS)聚合物添加剂的标记发现

离子淌度(IMS)高分辨率质谱

复杂体系定性聚合物的组成和种类是分析的难点，具有离子淌度功能的质谱鉴定能力，则可以提供更多的信息，包括大分子的端基信息、单体重复单元的识别、平均分子量以及碰撞横截面积的信息，深挖聚合物的组成和变化。最重要可以在DriftScope软件中，可视化呈递不同系列的情况，在可交互界面中实现进一步背景简化，挖掘感兴趣的信息，为结构鉴定和确证提供依据。