王文祥

(中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司研究院測(cè)試中心，獨(dú)山子 833699)

?

裂解氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定橡膠中UV-326光穩(wěn)定劑的含量

王文祥

(中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司研究院測(cè)試中心，獨(dú)山子 833699)

采用裂解氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)橡膠樣品中的2-(2'-羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-326)光穩(wěn)定劑的含量進(jìn)行了測(cè)定，分析了裂解溫度、柱箱溫度條件和特征離子的選擇對(duì)分析結(jié)果的影響，考察了方法的準(zhǔn)確度和精密度，結(jié)果表明：該方法操作簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度高，其檢測(cè)下限為0.3mg/kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1～4.5%，是一種對(duì)橡膠中UV-326光穩(wěn)定劑進(jìn)行快速檢測(cè)的有效方法。

裂解氣質(zhì)聯(lián)用光穩(wěn)定劑UV-326

光穩(wěn)定劑UV-326是苯并三氮唑類(lèi)紫外線吸收劑的一種[1]，具有熱揮發(fā)性小、毒性低[2]、對(duì)波長(zhǎng)270～380nm的紫外線具有強(qiáng)吸收的特點(diǎn)，在橡膠制品中得到了廣泛應(yīng)用。由于工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制要求，需要對(duì)UV-326的含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。但由于國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有建立關(guān)于光穩(wěn)定劑的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，使用的檢測(cè)方法多是先通過(guò)溶劑萃取提取目標(biāo)物[3]，然后進(jìn)行氣質(zhì)聯(lián)用分析或液質(zhì)聯(lián)用分析，前處理過(guò)程復(fù)雜，容易引入干擾因素。本實(shí)驗(yàn)采用裂解氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)光穩(wěn)定劑UV-326進(jìn)行測(cè)定，免去了樣品前處理過(guò)程，分析時(shí)間短，是一種快速測(cè)定光穩(wěn)定劑UV-326含量的方法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1設(shè)備與材料

Py2020id裂解器(Frontier公司)；6890N-5975B氣質(zhì)聯(lián)用儀(Agilent公司)。

SBS空白橡膠樣品、光穩(wěn)定劑UV-326標(biāo)準(zhǔn)品、氦氣(高純氣體)。

1.2標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

稱(chēng)取準(zhǔn)確質(zhì)量的UV-326標(biāo)準(zhǔn)品(精確至0.1mg)，與不同質(zhì)量的SBS空白橡膠樣品混合均勻，制備成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品。

1.3分析過(guò)程

通過(guò)加熱將UV-326從橡膠樣品中解析出來(lái)并被載氣帶入氣相色譜儀，經(jīng)過(guò)柱頭冷凝和色譜柱分離后進(jìn)入質(zhì)譜檢測(cè)器，利用選擇離子掃描對(duì)UV-326進(jìn)行定性定量。分析過(guò)程不需要額外的樣品前處理操作，降低了操作復(fù)雜程度也避免了干擾因素的影響。

2　結(jié)果與討論

2.1色譜分析條件

樣品進(jìn)樣量為0.2mg；初始熱解析溫度60℃，保持2min，以20℃/min升溫至320℃，保持14min。色譜柱HP-5ms(30m×250μm×0.25μm)；進(jìn)樣口溫度300℃；柱箱初始溫度50℃，保持5min，以10℃/min升溫至320℃，保持10min；載氣氦氣；載氣流速1.0mL/min；分流比10∶1。選擇離子掃描模式；選擇特征離子300m/z；離子源溫度230℃；四極桿溫度280℃；電離電壓70eV。

2.2溫度條件的選擇

UV-326的沸點(diǎn)約為280℃，因此將Py2020id裂解器終溫設(shè)置為320℃以保證UV-326能夠全部解析，但是由于熱解析是一個(gè)逐漸的持續(xù)過(guò)程，如果氣質(zhì)聯(lián)用儀與裂解器的升溫程序同時(shí)運(yùn)行，會(huì)發(fā)生持續(xù)進(jìn)樣的現(xiàn)象，色譜圖上會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的組分拖尾。因此，裂解器的熱解析操作要和氣質(zhì)聯(lián)用儀的色譜分析操作分階段進(jìn)行，兩者的溫度關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1　裂解器和GC柱箱溫度曲線圖

在A階段裂解器快速升溫至320℃，色譜柱箱保持在60℃，此時(shí)UV-326從橡膠樣品中解析出來(lái)并在柱頭冷凝。在B階段裂解器溫度迅速降至60℃，色譜柱箱從60℃開(kāi)始程序升溫至320℃，此時(shí)之前解析出的UV-326經(jīng)色譜分離后被質(zhì)譜檢測(cè)器檢測(cè)。

2.3特征離子的選擇

在橡膠樣品熱解析的過(guò)程中除了UV-326還會(huì)有大量其他組分共流出，因此必須采用選擇離子掃描方式對(duì)UV-326的特征離子進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)標(biāo)樣分析可知UV-326的特征離子主要有315、300和272m/z等，選擇豐度最大的300m/z離子作為掃描離子進(jìn)行檢測(cè)。選擇離子掃描(SIM)譜圖和總離子掃描(TIC)譜圖見(jiàn)圖2、圖3。

圖2　UV-326質(zhì)譜圖

圖3　UV-326標(biāo)準(zhǔn)樣和橡膠樣分析譜圖

2.4最低檢測(cè)限

通過(guò)逐級(jí)降低濃度，采用裂解氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定，分別以3倍信噪比和10信噪比對(duì)應(yīng)的濃度作為UV-326的最低檢測(cè)限和定量限，經(jīng)檢測(cè)UV-326的最低檢測(cè)限可達(dá)0.3mg/kg，UV-326的定量限為1.1mg/kg。

2.5方法的準(zhǔn)確度與精密度

在相同測(cè)試條件下，通過(guò)向SBS空白橡膠樣品中分別添加100.0、200.0、500.0、800.0mg/kg濃度水平的UV-326標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)得UV-326的回收率為98.86～101.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1～4.5%，結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

表1　回收率實(shí)驗(yàn)

表2　精密度實(shí)驗(yàn)

3　結(jié)論

介紹了裂解氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定橡膠中UV-326含量的方法，通過(guò)控制裂解器和氣相色譜儀柱箱的溫度將UV-326從橡膠中解析出來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。采用該方法具有操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，是一種快速有效的對(duì)UV-326含量測(cè)定的方法。

[1]由宏君，劉聚民．光穩(wěn)定劑的特點(diǎn)[J]．當(dāng)代化工，2004，(5):267．

[2]王善偉，楊成潔，杜新勝．苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑的研究進(jìn)展[J]．塑料制造，2011，(9)：60.

[3]孟平蕊，李良波，宋桂蘭．高壓液相色譜法測(cè)定PVC中的光穩(wěn)定劑[J]．塑料工業(yè)，1997，(5)：104．

Determination of UV-326 light stabilizer content in rubber by Py-GC-MS.

Wang Wenxiang

(Test Center of China Petroleum Dushanzi Petrochemical Company Research Institute,Dushanzi 833699,China)

The influences of pyrolyzer temperature，oven temperature and characteristic ion were analyzed.The accuracy and precision of the method were examined.The result indicated that the method was simple and high accurate.The detection limit was 0.3mg/kg，the RSD was 2.1%-4.5%.

Py-GC-MS ,Light stabilizer,UV-326

王文祥，男，工程師，目前從事分析測(cè)試工作，Email：yjy_wwx@petrochina.com.cn。

10.3936/j.issn.1001-232x.2016.04.005

2015-10-21