プラスチックの耐久性を高める添加剤の分析ができます

身近な資源であるプラスチックは自然環境で劣化し、本来の特性が維持できなくなります。耐久性を高めることは限りある資源の有効活用に繋がり、非常に重要です。劣化を防ぐ為に、ヒンダードアミン系光安定剤（HALS）や紫外線吸収剤（UVA）・酸化防止剤がよく用いられ、最近では少量かつ複数成分使用されることが多くなっています。ここでは耐候性プラスチックに含まれている添加剤に注目し、LC/MS、LC/MS/MSで添加剤を分析した事例について紹介します。

耐候性プラスチックの添加剤分析

耐候性プラスチック中の光安定剤・紫外線吸収剤・酸化防止剤に着目し、LC/MSで分析した結果を図1に示します。その結果、試料からピーク①～⑦が認められ、その分子量が①Mw355，②Mw369，③Mw480，④Mw494，⑤Mw323，⑥Mw508，⑦Mw1177と判明しました。さらに、図2に示すLC/MS/MS測定を行うことにより、生成したプロダクトイオン（図2中の赤色の数値）から分子の情報が得られ、以下のように①～⑦の化学構造がわかりました。

ピーク①と②：光安定剤③と⑥の変性物と推測（各々の片末端メチルエステル化物）
ピーク③：ヒンダードアミン系光安定剤（図3-1参照）
ピーク④：光安定剤③または⑥の変性物と推測（図3-1参照）
ピーク⑤：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（図3-2参照）
ピーク⑥：ヒンダードアミン（ジ-N-メチル）系光安定剤（図3-1参照）
ピーク⑦：ジ-tert-ブチル-フェノール型酸化防止剤

また、定性された添加剤はLC/MS/MS測定の一つである多重反応モニタリング（Multiple Reaction Monitoring，MRM法 を用いて定量します。MRMは選択性が高い検出方法であり、UVやELSDでは検出できないppt～ppbオーダーの高感度定量が可能です。微量添加剤および、それらの変性物を定性・定量することは、良好な耐久性を有する高分子材料を設計する為に重要です。