聚酯油漆稀释剂燃烧产物鉴定方法研究

 摘 要：本文采用气相色谱-质谱联用仪对聚酯油漆稀释剂燃烧产物进行气相色谱-质谱分析，确定了萃取其燃烧残留物和烟尘的最佳萃取剂及试样分析的实验条件。利用标准质谱检索库对各样品的总离子流色谱图进行检索，得到样品的特征组分。对聚酯油漆稀释剂原样及燃烧产物的特征组分归类，利用谱峰高度之和计算其相对含量，总结得到其燃烧后特征组分相对含量的变化情况。实验得出聚酯油漆稀释剂燃烧产物中会保留一部分原有的特征组分，同时会产生一些新组分。该研究结果可以为火灾现场中可燃液体的分析鉴定提供技术支撑，为现有标准的修改完善提供实验数据，为相关的教学提供重要的参考资料。
关键词 GC-MS; 聚酯油漆稀释剂; 烟尘; 残留物
The Identification Methods Research on Combustion Products of Polyester Paint Diluent
Abstract:In this paper, the GC-MS(gas chromatography-mass spectrometry) equipment was applied to analyze polyester paint diluent combustion products.The best extractants of polyester paint diluent combustion residues and smoke dust and the best experiment conditions were determined. The characteristic components of each sample were obtained by retrieving the TIC in the standard Search Mass Spectrometry library. The changes of relative content of the polyester paint diluent and the combustion products characteristic components were summarized by classifying and obtaining the sum of the height of the peak. The experiment showed that polyester paint diluent combustion samples reserved part of the original characteristic components, but also produced some new ingredients. The study results can be used for the identification of flammale liquid on fire scene.It provides data for modifying and providing standards and provides important reference materail for teaching.
Keywords GC –MS; polyster paint diluent; smoke dust; residue
目 录
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目 录 Ⅲ
1 绪论 1
2 实验部分 3
2.1 仪器设备、试剂与材料 3
2.1.1 实验仪器 3
2.1.2 试剂、材料 3
2.2 分析条件 3
2.2.1 色谱条件 3
2.2.2 质谱条件 3
2.2.3 进样量 4
2.3 实验内容 4
2.3.1 原样及原样燃烧烟尘样品的制备 4
2.3.2 色谱柱温度控制 4
2.3.3 萃取剂的选择 5
2.3.4 燃烧产物样品的制备 9
2.3.5 重现性测试 10
2.3.6 分析测试 10
2.3.7 数据处理 10
3 结果分析与讨论 17
3.1 聚酯油漆稀释剂原样及原样燃烧产物的对比分析 17
3.2 燃烧样品残留物的对比分析 18
3.3 燃烧样品烟尘的对比分析 23
3.4 实验中发现的问题 29
4 结论 31
5 结束语 32
参考文献 33
致 谢 35
附 录 36

绪论
在许多放火案件中，犯罪分子经常使用汽油、煤油、柴油等易燃液体作为引火物实施犯罪，但随着犯罪分子反侦察能力的增强，也出现了利用其他可燃液体放火的案件。由于油漆稀释剂燃烧后不易留下痕迹，燃烧特点同汽油相似，种类繁多，市场容易购得，因此此类物质放火的案件逐渐增多，给国家和人民的生命财产造成很大的损失。 因此, 对油漆稀释剂的正确分析与鉴定对于放火案件的侦破是非常有必要的。
油漆稀释剂又名油漆稀料，也叫溶剂油, 是一种用来稀释油漆的有机溶剂[1]，是液体油漆的主要组成部分。油漆稀释剂是用各种溶剂，根据溶解力，考虑挥发速率和对漆膜的影响等情况而配制的，其主要成分为甲苯、二甲苯、三甲苯以及一些醇、酮、酯类等物质[2]，沸点较低，容易挥发，且易燃，危险性较大，主要类别包括有烃类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂、萜烯类溶剂和醇醚类溶剂等。油漆稀释剂的燃烧产物不易提取、辨识，因此需要对火灾现场油漆稀释剂燃烧烟尘和残留物的相关成分进行研究分析，从而掌握火灾现场油漆稀释剂的变化情况及规律，为案件的定性提供关键证据。然而，火灾现场的油漆稀释剂大部分是在火灾过程中经过一定时间的高温燃烧和灭火作用后而残留的微量液体,其组成和性质在复杂的火灾过程中都有不同程度的变化，因此，对于这样的残留液体的分析鉴定，选择使用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)[3]。
GC-MS是利用毛细管气相色谱的高分离能力将混合物中的组分分离，并用质谱仪对分离出来的组分进行结构定性和定量分析的方法[4],是应用最广泛、发展最完善的联用技术。该项技术集中了气相色谱和质谱两种分析方法的优点,不仅可利用气相色谱高效分离性能和质谱高灵敏度、对有机混合物直接定性的优点,同时也弥补了两台仪器的缺点,分离效率也得到大幅度提高。因此,本方法具有简便、快速、灵敏度高等特点,特别适用于火场燃烧后的残留液体分析[5]。国外运用GC-MS分析技术对火灾物证进行鉴定，尤其是放火案件调查时，对起火点处的燃烧残留物进行的分析已经有相应的鉴定标准：美国E1387《气相色谱鉴定火场残留物中提取可燃液体的实验方法标准》[6]和ASTME1618《气相色谱-质谱法鉴定火场残留物中提取的可燃液体的方法》[7]。国内的研究所、刑侦部门和消防鉴定机构对火场中残留的易燃液体鉴定的方法和检测条件也开展了大量研究，并取得了较大的成效。公安部天津消防研究所对此研究较多，鲁志宝发表论文《火灾现场中易燃液体物证鉴定方法的研究》[8]，邓震宇、鲁志宝、范子琳等采用固相微萃取-气相色谱-质谱法对火场残留物中油漆稀释剂进行了研究[9]，梁国福、张海涛通过气相色谱法对不同种类的油漆稀释剂以及其燃烧后烟尘进行分析鉴定，从而判断火场中是否有这类助燃剂参与燃烧[2]；辽宁省盘锦市消防支队施阳采用薄层色谱扫描分析技术对醇酸、硝基油漆稀释剂在不同载体下的燃烧残留物进行了研究，为火灾调查人员准确、快速判断火场中油漆稀释剂的存在提供帮助[10]。
本实验利用手动进样气相色谱-质谱联用技术，对聚酯油漆稀释剂原样、燃烧产物及其在不同载体上燃烧的产物进行分析，较深入、全面、系统的进行实验研究，通过对这些样品的总离子流色谱图对比，给出不同燃烧样品的特征组分，利用标准质谱检索库检索出物质的种类与结构，从而确定其原始组分、燃烧产物的特征组分，同时，利用某类物质特征谱峰的相对高度来分析确定此类物质的相对含量，从而为聚酯油漆稀释剂的相关鉴定工作提供更为准确的依据。该实验研究可以为及时查明火灾现场是否存在聚酯油漆稀释剂提供技术支撑，为相关的教学提供信息资料，为火灾调查人员能够准确确定火灾性质、查明火灾原因提供先进、科学、准确的鉴定依据。