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利用气相色谱法测定涂料中含水量

2020.9.15

.1 仪器和试剂

仪器:梅特勒电子天平、安捷伦 7890B 气相色谱仪(需配置分流装置)、1.0μL微量进样器、10mL带胶塞小玻璃瓶若干、医用玻璃注射器(2mL、5mL各一支)、2mL移液管一根、小口径毛细管柱子ECTM-5(30m×0.32mm×1.0μL)(由于内墙涂料中成膜物是高分子聚合物乳液,在滴定过程中乳液不断的破乳,释放水分子,会带来滴定误差,因此采用小口径毛细管弱极性柱)、积分仪或色谱工作站。

试剂:水(纯净水或二次蒸馏水);二甲基甲酰胺(色谱纯);内标物:无水乙醇(色谱纯)。

  乙醇和二甲基甲酰胺使用前应先用卡尔.费休法测定其含水量,如含水量>0.01%,则须干燥脱水直至符合要求。

1.2  测定原理

  于混合均匀的试样中加入适量的内标物,用少许二甲基甲酰胺稀释、摇匀后,取上层清液(0.3μL)注入气相色谱仪,样品被载气(H2)带入色谱柱,在色谱柱中将水与样品中的其他挥发物分离开,用热导池检测器并记录色谱图,用内标法计算试样的含水量。

1.3 测定条件

 汽化温度:200℃;参比气:35kPa;辅助氢气:60 kPa;检测温度:180℃;桥流:150mA;载气:氢气,纯度≥99.99%,硅胶+分子筛除水、除油,柱前压60 kPa;程序升温:初始温度65℃,保持12min,升温速率50℃/min至200℃,保持3min;分流比:50:1;进样量:0.3μL。

1.4 相对质量校正因子的测定

 1.4.1 标准样品的配制

  在10mL样品瓶中分别称取纯净水1.15g(至0.0002g),称取内标物色谱纯无水乙醇0.2g(至0.0002g使试样和内标 物的峰面积比值接近于1),用2mL移液管或玻璃注射器加入2mL无水二甲基甲酰胺作为稀释剂,密封并摇匀(注:每次称样后迅速将样品瓶盖紧,以防止样品 挥发损失)。

 1.4.2 相对质量校正因子的测定

  待仪器稳定后,用1.0μL微量进样器吸取0.3μL标准样品注入气相色谱仪,记录色谱图和色谱数据。色谱仪按分析条件运行一次程序,可持续进 标准样4~5针(因水和内标物在2min内出完峰,而溶剂二甲基甲酰胺则在12min左右才出峰,故可连续进样)。典型内墙涂料的色谱图见图1.

 

 1.4.3相对质量校正因子的计算

   纯净水对无水乙醇的先对质量校正因子Fi计算式如下:

 

 

式中:mi——纯净水的质量,g;

       ms——内标物无水乙醇的质量,g;

       Ai——纯净水的峰面积;

       AS——内标物乙醇的峰面积。

   若乙醇和二甲基甲酰胺不是无水试剂,则以相同用量的乙醇和二甲基甲酰胺混合液(不加水)作为空白,准确取0.3μL此空白液注入气相色谱仪,并记录空白水的峰面积,可连续进针5次,取其平均值作为空白水的峰面积B。按下式计算水的相对校正因子Fi:

 

 

式中:A——水的峰面积;

      Fi——水的相对质量校正因子 ;

      B——空白水的峰面积;

      ms、mi、As表述意义同前。

   连续平行测得水对内标物乙醇的相对质量校正因子Fi的平行偏差均应小于0.05.

1.5 该方法的线性范围

    按上述测定方法配制一系列标准溶液,按上述色谱条件分析,以Ai/As为横坐标,mi/ms为纵坐标作工作曲线,见图2.其数据见表1.

 


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