(中國皮革和制鞋工業(yè)研究院(晉江)有限公司,福建 晉江 362200)
隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程,我國制鞋行業(yè)快速發(fā)展,我國已經(jīng)成為鞋業(yè)生產(chǎn)和出口的大國。伴隨著制鞋行業(yè)的發(fā)展,鞋類生產(chǎn)過程中所用膠粘劑使用量不斷增加。目前我國鞋類生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)3.2 萬多家,鞋業(yè)從業(yè)人員超過5 百萬,鞋用膠粘劑毒性越來越受到人們的關(guān)注,衛(wèi)生檢測以及鞋用膠粘劑的使用和監(jiān)督對鞋企的安全生產(chǎn)具有重要意義[1-2]。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示我國現(xiàn)有的鞋用膠粘劑包括溶劑型和水基型兩種類型,而鞋類膠黏劑中檢出含有甲苯、二甲苯等超標(biāo)對人體有害物質(zhì),且含量較高,嚴(yán)重威脅到生產(chǎn)人員的身體健康[1]。短時(shí)間吸入高濃度甲苯可出現(xiàn)眼及上呼吸道明顯的刺激癥狀,嚴(yán)重的話甚至麻痹中樞神經(jīng)系統(tǒng),造成昏迷、抽搐。長時(shí)間接觸甲苯可發(fā)生神經(jīng)衰弱綜合征,肝腫大,女工月經(jīng)異常等[3]。2017 年10 月27 日,世衛(wèi)組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布甲苯為3 類致癌物。因此膠粘劑中甲苯的測定和限量對鞋類企業(yè)職工的職業(yè)安全健康有重要的意義。
目前有較多學(xué)者分別采用氣相色譜法[4-5]、氣質(zhì)聯(lián)用法測定[6]、高效液相色譜法[7-8]、超聲輔助分散液液微萃取結(jié)合高效液相色譜法[9]分析測定甲苯的含量。我國也出臺了《GB 19340-2014 鞋和箱包用膠粘劑》[10]和《GB 18583-2008 室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》[11]的限量也是采用氣相色譜法-FID 檢測器進(jìn)行分析。本文采用氣質(zhì)聯(lián)用法直接測定甲苯含量的方法,使用較為普遍使用的檢測器質(zhì)譜進(jìn)行分析,操作簡單,快速,準(zhǔn)確,能夠滿足鞋用膠粘劑中甲苯含量的測定。
電子天平(精度0.1 mg)Mettler Toledo 公司;氣質(zhì)聯(lián)用儀(型號7890B-5977A)安捷倫公司;乙酸乙酯(優(yōu)級純),M-TEDIA 公司;甲苯(優(yōu)級純,CAS:108-88-3,),上海安譜公司。
稱取鞋用膠粘劑0.2 g 于50 mL 容量瓶中,并加入萃取液至刻度,搖勻至溶解完全,過濾,用氣質(zhì)聯(lián)用儀測定,采用外標(biāo)法定量。
稱取0.0501 g 的甲苯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置成1000 mg/L 儲備液,在移取儲備液配置成100 mg/L 中間液,分別移取一定的量配置成0.2、2、20、40、50 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作液。
1.4.1 氣相色譜條件
經(jīng)過多次測試,采用的色譜柱為HP-5ms,進(jìn)樣口溫度250 ℃;升溫程序:初始溫度40 ℃,保持5 min,升溫速率25 ℃/min,升至150 ℃,保持0 min;進(jìn)樣量:1 μL;流量:1.0 mL/min;進(jìn)樣模式:分流;分流比:50∶1。該條件下,峰形對稱,分離效果顯著。見圖1 所示,出峰時(shí)間4.070 min。
1.4.2 質(zhì)譜的條件
離子源:EI;傳輸線溫度(℃):280;測定方法:SIM 掃描,定性離子(m/z):91、61,定量離子(m/z):91。
分別取0.2 g 含有甲苯的鞋用膠粘劑溶劑型樣品4 份和水基型樣品4 份,分別加入50 mL 正己烷、甲醇、叔丁基甲醚和乙酸乙酯4 種常用的有機(jī)溶劑,從溶解情況可以看出,溶劑型鞋用膠粘劑溶解于乙酸乙酯中,其他溶劑均不溶解;水基型鞋用膠粘劑溶解于乙酸乙酯,可以部分溶解于甲醇中,其他溶劑均不溶解。因此使用乙酸乙酯作為萃取溶劑,不僅可以溶解水基型膠粘劑也可以溶解溶劑型膠粘劑。
分別取含有甲苯的鞋用膠粘劑溶劑型樣品和水基型樣品各0.2 g,常溫下加入乙酸乙酯溶液中搖勻,溶劑型樣品迅速溶解混合均勻;水基型樣品緩慢溶解,在恒溫水浴中加熱有助于加快溶解或快速的震蕩也可以達(dá)到相同效果。考慮到操作的方便和節(jié)省能耗,選擇常溫下,多次搖勻的操作直至混合均勻,足以滿足測定要求。
分別取含有甲苯的鞋用膠粘劑溶劑型樣品和水基型樣品各0.2 g,加入乙酸乙酯50 mL,對于溶劑型膠黏劑搖動1 分鐘就能混合均勻;水基型溶劑在常溫下,需要搖動5min 可以充分溶解均勻。因此選擇萃取5min作為最佳萃取時(shí)間。
2.4.1 工作曲線繪制
根據(jù)1.3 配置標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,并用氣質(zhì)聯(lián)用儀測定,橫坐標(biāo)為濃度,縱坐標(biāo)為響應(yīng)值,得到線性方程為y=11287x-34.562,相關(guān)系數(shù)r=0.999,如圖2 所示??梢娫摲椒ㄔ?.2~50 mg/L 濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.4.2 方法檢出限
用低濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2 mg/L 即0.05 g/kg)加入空白樣品萃取溶劑中,搖勻后過濾,用氣質(zhì)聯(lián)用儀測定,選用SIM 模式下的定量離子峰,信噪比S/N 的值接近3,根據(jù)計(jì)算檢出限為0.05 g/kg。
圖1 甲苯離子色譜圖Fig.1 The extraction ion chromatography ofToluene
圖2 甲苯標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Standard curve of Toluene
表1 方法的回收率與精密度Tab.1 Recovery and precision of the method
2.4.3 方法回收率與精密度
采用膠粘劑空白樣品進(jìn)行空白加標(biāo)回收測試,分別添加0.5、5、20 g/kg 的量,測試步驟按1.2 和1.4 進(jìn)行,每個(gè)添加量做6 次獨(dú)立平行試驗(yàn)。測試結(jié)果見表1,精密度用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示。從表中可以看出,該方法對甲苯的回收率在94~103%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2%以下,證明該方法測試準(zhǔn)確,精密度高。
2.4.4 方法重復(fù)性
采用最佳條件對含有甲苯的鞋用膠粘劑進(jìn)行6 次重復(fù)性測定,測定結(jié)果平均值為12.8 g/kg,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=1.94%小于2%,證明該方法,測試的重現(xiàn)性良好,準(zhǔn)確且穩(wěn)定。
采用乙酸乙酯作為萃取溶劑,在常溫下萃取鞋用膠粘劑中的甲苯5 min,在0.2~50 mg/L 的濃度范圍內(nèi),相關(guān)系數(shù)大于0.999,方法的檢出限為0.05 g/kg,回收率在94%~103%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD=1.94%(n=6),該檢測方法操作簡便、準(zhǔn)確、精密度高,能夠滿足鞋用膠黏劑中溶劑型和水基型膠黏劑中甲苯的測定。