盧家俊 萬日?qǐng)?jiān)
(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院)
目前家裝市場(chǎng)越來越流行使用美縫劑進(jìn)行美化縫隙,美縫劑在最近幾年發(fā)展十分迅猛,因此市場(chǎng)上的美縫劑也是五花八門。壬基酚作為一種重要的化工原料和中間體,不少美縫劑也會(huì)將其添加到產(chǎn)品中去,添加了壬基酚的美縫劑產(chǎn)品光澤度高、固化時(shí)間短、柔韌性高、改善胺白化、提高抗白化性能、提高抗水滲透性等優(yōu)點(diǎn)。因此有部分美縫劑生產(chǎn)商為了節(jié)省成本和提高其美縫劑產(chǎn)品物理性能,往往會(huì)往其產(chǎn)品添加壬基酚。壬基酚是多種同分異構(gòu)體的統(tǒng)稱,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下壬基酚的沸點(diǎn)為293℃,常溫下為無色粘稠油裝液體,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。壬基酚常溫下,化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,不易被氧化,不腐蝕金屬,在環(huán)境中難降解。壬基酚是公認(rèn)的環(huán)境激素,它能模擬雌性激素,對(duì)生物的性發(fā)育產(chǎn)生影響,并且能干擾生物的內(nèi)分泌,對(duì)生殖系統(tǒng)具有毒性,根據(jù)復(fù)旦大學(xué)博士論文研究表明壬基酚具有模擬雌性激素的作用,單母鼠暴露于50mg/kg 劑量時(shí),能使其子鼠各項(xiàng)出生指標(biāo)降低,并能是雄性子鼠睪丸每日精子生成量有所減少。目前各國(guó)對(duì)不同產(chǎn)品中壬基酚的都作出了相應(yīng)的限值,根據(jù)歐盟頒布的2003/53/EC 指令,規(guī)定壬基酚允許最大添加值為0.1%,在我國(guó)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《重點(diǎn)管控新污染物清單(2022 年版)(征求意見稿)》中將全面禁用壬基酚。在美縫劑產(chǎn)品中壬基酚并不會(huì)完全參與美縫劑的固化反應(yīng),會(huì)以增塑劑的方式存在于膠體中,隨著時(shí)間的推移會(huì)不斷的從膠體中釋放出來,從而對(duì)人體健康產(chǎn)生一定危害。而目前美縫劑相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)壬基酚檢測(cè)給出參考方法,因此建立美縫劑產(chǎn)品壬基酚的檢測(cè)方法具有一定的實(shí)際意義,本文通過建立美縫劑產(chǎn)品壬基酚檢測(cè)方法,并通過樣品加標(biāo)回收,精密度對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證。
氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀:Agilent 7890B-5977A,美國(guó)安捷倫科技公司;恒溫超聲波清洗機(jī):KQ3200DE 型,昆山市超聲儀器有限公司;電子天平:METTLER TOLEDO TLE104E;乙酸丁酯:麥克林,色譜純,99.7%;壬基酚標(biāo)準(zhǔn)品:壬基酚混合物,安譜,貨號(hào):CDAA-RM-D0007355。
稱取壬基酚混合物標(biāo)準(zhǔn)品50mg(精確到0.1mg)到100mL 容量瓶中,加入乙酸丁酯定容至標(biāo)線,即壬基酚標(biāo)準(zhǔn)品的濃度為500mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。
取6 個(gè)50mL 容 量 瓶,分 別 加 入0.1mL、0.2mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,并用乙酸丁酯定容至標(biāo)線,即得到質(zhì)量濃度為1mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
使用美縫膠槍將美縫劑樣品打出,并用玻璃棒進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,使美縫劑雙組份充分混勻后,稱取1.0g 樣品到10mL玻璃試管中,加入10mL乙酸丁酯,常溫條件下超聲萃取1小時(shí),再用0.45μm濾膜過濾后上機(jī)測(cè)試。
色譜柱:DB-5 毛細(xì)管柱,30m×250μm×0.25μm;升溫程序:70℃保持2min,以10℃/min 升至280℃保持2min;進(jìn)樣口溫度:300℃;進(jìn)樣方式:不分流;載氣流速:1mL/min;輔助加熱區(qū)溫度:300℃;離子源溫度:230℃;四級(jí)桿溫度:150℃;掃描模式:SIM;掃描離子:壬基酚107 121 135。
圖1 壬基酚混合物標(biāo)準(zhǔn)總離子流圖(SIM)
圖2 壬基酚混合物(時(shí)間段13.157-14.846)平均質(zhì)譜圖
采用內(nèi)標(biāo)法定量,雖然能消除系統(tǒng)誤差,進(jìn)樣量誤差,但由于壬基酚存在多個(gè)同分異構(gòu)體峰型成五指峰,難以找到化學(xué)性質(zhì)相似的內(nèi)標(biāo)物。通過多次試驗(yàn)外標(biāo)法采用總離子流(107 121 135)進(jìn)行定量,多次重復(fù)試驗(yàn)線性相關(guān)系數(shù)在0.995~0.998 之間,線性相關(guān)性好,精密度重復(fù)性較好,因此本文采用外標(biāo)法進(jìn)行定量。
對(duì)DB–5,DB–35,DB–WAX 三種極性不同的毛細(xì)管柱進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果顯示,DB–WAX 強(qiáng)極性柱由于柱子極限溫度低,對(duì)壬基酚的保留能力低,出峰時(shí)間遲,響應(yīng)較低;DB–5,DB–35都能正常分離壬基酚,其中DB-5非極性柱,柱子極限溫度高,柱流失低,信號(hào)干擾小,壬基酚響應(yīng)最大,因此選擇DB-5 非極性柱。柱長(zhǎng)有15m、30m、60m,經(jīng)試驗(yàn)其他條件不變情況下,壬基酚都能正常分離,但考慮到美縫劑樣品中含有較多未知化合物,要保證壬基酚能與其他干擾物正常分離同時(shí)保證效率的情況下,最終選擇柱長(zhǎng)30m。流速選擇0.25mm柱徑的最佳流速1.0mL/min。
定量離子選擇由于美縫劑產(chǎn)品中有不少?gòu)S家會(huì)添加鄰苯二甲酸酯來提升產(chǎn)品的塑化性能,而鄰苯二甲酸酯類化合物特征離子為149,因此本文采用的定量離子為107 135 121 的總離子流圖作為定量,能有效避免樣品中的鄰苯二甲酸酯類干擾。
壬基酚混合物常壓下沸點(diǎn)在(293-297)℃,為了保證壬基酚混合物充分氣化,因此進(jìn)樣口溫度設(shè)定為300℃。
壬基酚混合物熔點(diǎn)在56℃,因此柱箱初始溫度選擇為70℃,從而減少峰展寬,增加溶劑聚焦,有效提升分離度。升溫程序70℃保持2min,以10℃/min 升溫到280℃保持0min,后運(yùn)行280℃保持2min。
表1 壬基酚曲線線性
線性方程:y= 3.803 × 10^6 - 2.115 × 10^6;
相關(guān)系數(shù)R2:0.9980。
取配置好的標(biāo)準(zhǔn)工作液按本文所述儀器參數(shù)上機(jī)測(cè)試,記錄色譜圖,以壬基酚濃度為橫坐標(biāo),壬基酚總離子流(107 121 135)響應(yīng)為縱坐標(biāo),其相關(guān)系數(shù)為0.9980。結(jié)果表明壬基酚在濃度1~20mg/L 范圍內(nèi)線性相關(guān)性強(qiáng)。
圖3
取壬基酚標(biāo)準(zhǔn)工作液最低點(diǎn)1mg/L,加乙酸丁酯逐步稀釋成一定濃度并上機(jī)測(cè)試,以3 倍的信噪比對(duì)應(yīng)的壬基酚濃度作為方法的檢出限,得到壬基酚的檢出限為0.1mg/L,以10 倍的信噪比作為壬基酚的定量限為0.3mg/L。
稱取1.0g 陰性樣品到10mL 玻璃試管中,并加入10mL 壬基酚濃度為10mg/L 的乙酸丁酯,常溫條件下超聲萃取1小時(shí),再用0.45μm濾膜過濾后上機(jī)測(cè)試,即樣品加標(biāo)濃度為10mg/L,并按本文所述方法上機(jī)測(cè)試,結(jié)果見表2。
表2 樣品加標(biāo)回收率
經(jīng)試驗(yàn)當(dāng)加標(biāo)濃度為10mg/L 時(shí),樣品加標(biāo)平均回收為95.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.99%。試驗(yàn)回收率高,表明該試驗(yàn)方法前處理可靠。
將壬基酚標(biāo)準(zhǔn)工作液10mg/L,按上述儀器條件參數(shù)上機(jī)測(cè)試,每個(gè)一天測(cè)試一次,連續(xù)測(cè)試6 天,結(jié)果見表3。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得該方法的精密度RSD為0.04%,結(jié)果表明該方法精度度較好。
表3 壬基酚精密度
經(jīng)試驗(yàn),本文采用乙酸丁酯作為提取溶劑,對(duì)美縫劑中的壬基酚有較好的回收率。經(jīng)前處理后采用氣相分離,毛細(xì)管柱采用DB-5 30m×250μm×0.25μm 型號(hào)進(jìn)行分離,質(zhì)譜采集模式為SIM 采集,掃描離子為107 121 135,能得到較好的分離效果,能有效得去除美縫劑中鄰苯二甲酸酯類化合物的干擾,樣品加標(biāo)回收率、精密度、檢出限都較好。本方法前處理簡(jiǎn)單,只需超聲提取,在實(shí)際應(yīng)用中效率高,試劑用量小,安全性高。對(duì)日后美縫劑產(chǎn)品壬基酚含量檢測(cè)方法的建立具有一定的參考意義。