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合成树脂乳液中残余单体含量气相色谱测定方法探讨

上一篇 / 下一篇  2010-08-19 16:10:22 / 天气: 舒适 / 心情: 平静 / 精华(1) / 置顶(1) / 个人分类:色谱法

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合成树脂乳液中残余单体含量的气相色谱测定方法探讨

吴亚虎,韩婷婷(广东中山市巴德士化工有限公司品控中心,528427

摘要:讨论了用气相色谱内标法测定合成树脂乳液中未反应完的残余单体含量的方法,并对该方法的精密度、准确度进行了考察/实验表明,该方法简单易行,准确可靠,适用于各种合成树脂乳液样品。

关键词:气相色谱;极性小口径毛细管柱;内标法;

醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等单体。

 

0.引言

自国家十项强制性标准颁布以后,市面上各种涂料中的有害物质必须达到国家相关限量标准。由于合成树脂乳液中未反应的残余单体对人的身体健康和环境会带来不同程度的影响,为此必须设法控制乳液中残余单体的浓度……..目前国科多采用顶空进样技术分析乳液中的残余单体含量,由于仪器投资较大,且样品回收率也不理想,样品前处理较烦锁,对于中小企业这样投资较少,易于在中小企业中推广,该分析方法较难于推广,而我们介绍的是普通分析方法。采用小口径毛细管柱,用氢火焰离子化检测器(FID)进行检测,以内标法定量。柱温采用程序升温,分离效果十分理想。其加标回收率分别在94%-103%之间,分析结果的精密度、准确度完全达到检测要求。

1.实验部分:

1.1仪器和试剂

电子分析天平(万分之一);GC5890F气相色谱仪(带有分流装置);1.0ul微量进样器;20ml带胶塞小玻璃瓶若干;医用注射器1ml2ml各两只;小口径毛细柱DB-17HT0.25mmx30mx 0.15um;最高使用温度为360);积分仪或色谱工作站。醋酸乙烯酯VAM(色谱纯)、甲基丙烯酸甲酯MMA(色谱纯)、苯乙烯ST(色谱纯)、丙烯酸丁酯BA(色谱纯)丙烯异辛酯2-EHA(色谱纯)、丙酮(分析纯)配成4+1混合水溶液(作稀释剂),水(纯净水或蒸馏水)。

内标物:环已酮(色谱纯)

1.2测定原理

试样中加适量内标物并用少许丙酮(4+1)稀释摇匀后,用微量注射器将稀释后的溶液注入气相色谱仪,样品被载气带入色谱柱,在柱内被分离成相应的组份,用氢火焰离子化检测器检测并记录色谱图,反数据用内标法计算试样溶液中各待测残余单体的含量。

1.3测定条件

以样品中各组分是否完全分离开为依据而确认测定条件:(如仪器型号不同则应作相应调整,下面是以岛津GC-5890F气相色谱仪作试验的条件)

气化温度:280

检测温度:320

载气:氮气:纯度≥99.99%,变色硅胶+5A分子筛除水、除油,柱前压力为60Kpa30℃);

氢气:纯度≥99.99%,变色硅胶+5A分子筛除水、除油,柱前压力为65Kpa30℃);

空气:变色硅胶+5A分子筛除水、除油,柱前压力为55Kpa30℃);

柱温采用程序升温:初温30℃,恒温3min,10/mm升温速率升至140℃,再以50/min升温速率升至260℃保持4min.

分流比:451

进样量:0.2ul

1.4相对校正因子的测定

1.4.1标准样品的配制

20ml样品瓶中分别称取0.03g(精确至0.0001g)的醋梭乙烯酯VAM、丙烯酸丁酯Bt等待测单体的色谱纯品和内标物环已酮,加入纺2mL丙酮(4+1)稀释,用力摇匀3min.

(注意:每次衡量后应立即将样品瓶盖紧,以防止样品挥发损失。)

1.4.2相对校正因子的测定

待仪器稳定后,吸取0.2uL标准样品注入色谱仪,记录色谱图和色谱数据……。典型合成树脂乳液的色谱图

各单体及内标物的相对保留时间分别是:VAM 1.771’;MMA 3.078’BA 5.498’St 5.683’;

2-EHA8.495;内标环已酮6.218

1.4.3相对校正因子的计算

醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等各需待测的残余单体对环已酮的相对校正因子Fi按下式计算:

 

式中:mi——待测残余单体各自的质量;g

     As——内标物环已酮的峰面积;

     ms——内标物环已酮的质量;g

     Ai——待没残余单体各自的峰面积。

连续平行测得待测残余单体各自对环已酮(内标物)的相对校正因子Fi的平等偏差应小于0.05.

1.5加标回收率试验

为了证明测定结果的可靠性,称取一定量的各待测单体纯品配制一已知尝试溶液,按上述分析方法测定各溶液的浓度,计算各自的回收率,结果见表(1

表(1)加标回收率试验结果

配制样品中各单体的理论值%

各单体的实测值%

2-EHA  St  BA  MMA  VAM

2-EHA  St   BA  MMA  VAM

6.73 2.39 4.01  5.38    5.09

 6.89   2.30 3.98  5.12    4.81

回收率%

2-EHA  St   BA  MMA  VAM

102.4   96.2 99.2   95.2   94.5

 

1.6样品的测定

将样品搅拌均匀后,在20mL样品瓶中准确称取2g左右和一小滴(用1mL注射器)内标物(约0.001g)环已酮于样品瓶中,加入适量(2~3mL)的丙酮(4+1)稀释剂,立即加盖瓶塞,充分摇匀2min.

在相同于测定校正因子的分析条件下,用1ul微量进样器取0.2ul该试液注入色谱仪,并记录色谱图和数据,根据待测残余单体各自对内标物的保留时间进行定性。

1.7结果的计算

待测残余单体各自的质量分数按下式计算:

式中:Fi——待没单体各自对内标物的相对校正因子;

Ms——内标物的质量,g

Ai——试样中待测残余单体各自的峰存积;

Mi——待没试样的质量,g

As——内标物的峰面积

取平行测定2次结果的算术平均值作为试样中各待测单体的测定结果。

1.8重现性

同一操作作者两次测定结果的相对偏差小于0.5%

1.9测定结果的精密度

测定结果的精密度数据如表2所示

2测定结果的精密度

测定序号

称样量/g

测定结果%

平均值%

相对偏差%

标准偏差%

1.         VAC

MMA

St

BA

2-EHA

0.3167

4.86

5.23

2.32

4.00

6.68

4.75

5.13

2.31

3.98

7.07

0.02316

0.01949

0.00433

0.005025

-0.05516

0.1003

0.06557

0.01291

0.07

0.2255

2.         VAC

MMA

St

BA

2-EHA

0.5238

4.84

5.11

2.29

3.92

7.05

0.01895

-0.003899

-0.008658

-0.01508

-0.002829

3.         VAC

MMA

St

BA

2-EHA

0.8257

4.65

5.08

2.31

4.01

7.08

-0.02105

-0.00975

0

0.007538

0.001414

由上表可风,该方法的精确度很高,其准确性十分理想。

2.结果与讨论

1)该分析方法选用中等极性小口径耐高温的毛细柱,进样量不能大于0.2ul,且分流比要足够大。由于各残余单体的沸点相对较高,所以我们选用耐高温的毛细柱,且该柱对酯类有较佳的分离效果。

2)汽化室内须配有石英玻璃衬管,内填适量经处理的玻璃棉,以防止残留物进入毛细柱,并要勤换衬管为妥。

3)因各单体对内标物的相对响应值不同,的以在配制标准溶液时,称取的各单体质量不一定都是0.03g,原则是尽量使各单体的峰面积和内标物的峰面积之比值接近于1

4)某些样品经丙酮稀释旋转一段时间后会出现破乳分层,做样品时须取其上层清液进色谱仪分析。

5)醋梭乙烯酯VAM存在水的象。因此在做其回收率时溶剂用脱水分析砘丙酮这样能有效控制VAM水解。但测试样时,溶剂为丙酮水溶液(4+1,这是由于有些样品溶于丙酮(脱水)时会产生胶化现象。


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